ESTUDO DA COORDENAÇÃO RELÉ RELIGADOR SECCIONALIZADOR

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1 ESTUDO D COORDENÇÃO RELÉ RELGDOR SECCONLZDOR Ex. apostila 6 Seccionalizador, pág. 4. Elos dos transformadores de distribuição Considerando a tensão de 3,8 kv e que todos os transformadores são trifásicos, da tabela obtemos os seguintes elos: Potência do transformador (kv) 3,8 kv 5 H 30 2H 45 3H 75 5H 2,5 6K Demais elos fusíveis e respectivas chaves Fator de crescimento de carga O fator de crescimento utilizado no trabalho foi de,. Critérios utilizados

2 3) ) ELO FC CRG 2) 0,3" nrush ELO ccftmín ELO ou 300 "(600") ccftmín 4 Critério para dimensionamento da chave: nom 50% CHVE nom ELO Dimensionamento do elo : 0 trafos FM = 6, ,5 no min al 40, ,8 nrush FM no min al 244,9973 CRG 30 ccftmín 80 Elo Critério Resultado () Elos possíveis 33 40K, 65 K, 00 K, 40 K, 200 K 2 244, K, 65 K, 00 K, 40 K, 200 K K Escolhido 40K Chave 60 Escolhida 00 Da tabela de coordenação entre elos fusíveis do tipo K e tipo K, temos: Máxima corrente de falta em B (elo protetor 6 K trafo 2,5 kv), que protegerá (elo protegido 40 K elo ): 340. Logo a coordenação entre os elos está garantida. Dimensionamento do elo B: 5 trafos FM = 6,8

3 no min al B 30 42,5 20, ,8 nrush B FM no min al 36,5559 CRG 0 B B ccftmín 60 Elo B Critério Resultado () Elos possíveis 5 K, 25 K, 40 K, 65 K, 00 K, 40 K, 200 K 2 36, K, 25 K, 40 K, 65 K, 00 K, 40 K, 200 K K, 25 K, 40 K Escolhido 5 K Chave 22,5 Escolhida 00 Da tabela de coordenação entre elos fusíveis do tipo K e tipo K, temos: Máxima corrente de falta em B (elo protetor 6 K trafo 2,5 kv), que protegerá (elo protegido 5 K elo B): 50. Logo a coordenação entre os elos está garantida. Dimensionamento do elo C: no min al C 5 trafos FM = 6, ,5 20, ,8 nrush C FM no min al 36,5559 C CRG 30 C ccftmín 60 Elo C Critério Resultado () Elos possíveis 33 40K, 65 K, 00 K, 40 K, 200 K 2 36, K, 65 K, 00 K, 40 K, 200 K K Escolhido 40 K Chave 60 Escolhida 00 Da tabela de coordenação entre elos fusíveis do tipo K e tipo K, temos:

4 Máxima corrente de falta em B (elo protetor 5 K elo B), que protegerá (elo protegido 40 K elo C): 340. Logo a coordenação entre os elos está garantida. Dimensionamento do elo D: no min al D 5 trafos FM = 6, ,5 20, ,8 nrush D FM no min al 40,8233 CRG 2 D D ccftmín 50 Elo D Critério Resultado () Elos possíveis 23, 25 K, 40 K, 65 K, 00 K, 40 K, 200 K 2 40, K, 40 K, 65 K, 00 K, 40 K, 200 K 3 37,5 25 K Escolhido 25 K Chave 37,5 Escolhida 00 Da tabela de coordenação entre elos fusíveis do tipo K e tipo K, temos: Máxima corrente de falta em B (elo protetor 6 K trafo 2,5 kv), que protegerá (elo protegido 25 K elo D): 840. Logo a coordenação entre os elos está garantida. Dimensionamento do elo E: no min al E 4 trafos FM = 7, , ,8 nrush E FM no min al 36,475 CRG 5 E E ccftmín 20

5 Elo E Critério Resultado () Elos possíveis 5, K, 0 K, 5 K, 25 K, 40 K, 65 K, 00 K, 40 K, 200 K 2 36, K, 0 K, 5 K, 25 K, 40 K, 65 K, 00 K, 40 K, 200 K K, 0 K, 5 K, 25 K Escolhido 0 K Chave 5 Escolhida 00 Da tabela de coordenação entre elos fusíveis do tipo K e tipo H, temos: Máxima corrente de falta em B (elo protetor 3 H trafo 45 kv), que protegerá (elo protegido 0 K elo e): 45. Logo não há coordenação entre os elos pois ccmáx = 240 e ccmín = 20. ssim, o elo E deve ser 5 K, pois: Máxima corrente de falta em B (elo protetor 3 H trafo 45 kv), que protegerá (elo protegido 5 K elo e): 450. Logo a coordenação entre os elos está garantida. Porém, para garantir um intervalo de coordenação com o religador que abrangesse a corrente máxima no ponto 5 (cc3f = 440 ) e a corrente mínima no ponto 7 (ccftmín = 20 ), foi utilizado um elo 25 K. Dimensionamento do elo F: no min al F nrush F 5 trafos FM = 6,8 22, , ,8 FM no min al 93,8827 CRG 4 F F ccftmín 90 Elo F Critério Resultado () Elos possíveis 5,4 25 K, 40 K, 65 K, 00 K, 40 K, 200 K 2 93, K, 40 K, 65 K, 00 K, 40 K, 200 K 3 47,5 5 K, 25 K, 40 K Escolhido 5 K Chave 22,5 Escolhida 00 Da tabela de coordenação entre elos fusíveis do tipo K e tipo K, temos:

6 Tempo (s) Máxima corrente de falta em B (elo protetor 6 K trafo 2,5 kv), que protegerá (elo protegido 5 K elo F): 50. Logo a coordenação entre os elos está garantida. Porém, para garantir um intervalo de coordenação com o religador que abrangesse a corrente máxima no ponto 5 (cc3f = 440 ) e a corrente mínima no ponto 6 (ccftmín = 90 ), foi utilizado um elo 25 K. 000 Curvas dos Elos Mínima 5 K Máxima 5 K Mínima 25 K Máxima 25 K Mínima 40 K Máxima 40 K Corrente () Religador Os critérios de ajuste utilizados foram: ) Disparo de fase 2) Disparo de neutro FC CRG MÁX DESBLNÇO PCKUP F PCKUP N CC2 FS FS F CCFT MÍN Segundo o manual da CPFL, para religadores com bobina série, deve-se considerar para o ajuste do disparo de fase apenas: KF ou PF 2 KF CRG N CRG Onde: N corrente nominal da bobina série

7 KF fator de crescimento da carga no horizonte de estudo (=FC) CRG corrente de carga passante no ponto de instalação PF corrente de pick-up do religador Para estes religadores ssim: PF 2. N, 40 ou 2, 40 N PF 44 ou 88 N Utilizando um religador tipo OYT da REYROLLE (corrente nominal 250 ou 400, tensão nominal 4,4 kv), temos as seguintes possibilidades: PF Da tabela acima, escolheu-se o religador com bobina série de corrente nominal 50 e corrente de pick-up 00. Neste religador, o sensor para defeitos à terra é eletrônico e pode ser ajustado em 5, 0 e 20. Como a corrente de desbalanço é desconhecida, a corrente de disparo de neutro deve ser pelo menos menor do que a ccft mínima dividida pelo fator de segurança. Considerando um fator de segurança igual a 2, temos:

8 Tempo (s) PCKUP N PCKUP N CCFT MÍN FS 20 2 PCKUP N 60 Logo, qualquer um dos valores possíveis pode ser usado para ajuste do sensor de terra. O ajuste do sensor de terra escolhido foi de 0. Os religadores OYT apresentam apenas uma curva rápida de fase, a curva H e duas curvas temporizadas, Kl e Ks, sendo que alguns religadores apresentam uma terceira curva, D. No presente trabalho, foi escolhida a curva Ks, mais rápida das três curvas possíveis. Para operação de terra, os religadores OYT apresentam uma curva de operação rápida e várias curvas temporizadas (0,5 s; s; 2 s; 5 s; 9 s e 3 s). Neste caso foi escolhida a curva temporizada de 5 s, para garantir que as correntes de falta fase-terra mínimas estivessem no intervalo de coordenação com os elos 25 K, garantindo assim a seletividade para defeitos entre fases. baixo, está o gráfico com as curvas do religador. 0 Curvas do Religador Rápida F Religador (H) 0. Rápida N Religador Temporizada F Religador (Ks) Temporizada N Religador Corrente () Quanto ao número de operações, os religadores OYT permitem o ajuste do número total de operações para o bloqueio em, 2, 3 ou 4 operações. O

9 número de operações para bloqueio é o mesmo para fase, terra ou mesmo para uma combinação de operações de fase e terra. seqüência de operações é a mesma para fase e terra. No ponto de instalação do religador, a corrente de nrush é: ( ,5) nrush FM no min al 6 3 3,8 237,257 Como as curvas rápidas possuem tempos inferiores a 0, s, então elas podem ser sensíveis às correntes de nrush, já que o pick-up de fase é menor do que a nrush esperada. simples retirada da curva rápida evitaria a operação do religador, mas isso o impediria de realizar a sua função principal. Uma forma de se diminuir o número de operações, devido às correntes de nrush, é usar uma única operação rápida para o religador. ssim, a seqüência de operação do religador terá uma operação rápida e três operações lentas. Coordenação religador-fusível O religador deve estar coordenado com os elos D, E e F. Estes elos são todos 25 K. Como o tempo de religamento dos religadores OYT é de 2 segundos (20 ciclos) e o religador em questão tem apenas uma operação rápida, o fator K que multiplica as curvas rápidas será igual a,2. baixo, estão as curvas do elo 25 K, as curvas do religador e o intervalo de coordenação conseguido em destaque no eixo do gráfico.

10 Tempo em Segundos 000 Estudo da coordenação religador - elos fusíveis 00 Mínima Fusível 25 K Máxima Fusível 25K Religador Lenta 0 0. Religador Rápida Religador Neutro Lenta Religador Neutro Rápida Religador Lenta * 0,9 Religador Rápida *,2 Religador Neutro Lenta * 0,9 Religador Neutro Rápida *, Corrente em mpéres Nota-se que para os elos E e F, o intervalo de coordenação abrange as correntes de falta máximas (cc3f = 440 no ponto 5) e mínimas (ccft mínima = 20 no ponto 7 e 90 no ponto 6). Para o elo D, o intervalo de coordenação não abrange apenas o valor da cc máxima (cc3f = 560 ) no ponto 4. Mesmo assim, a coordenação possível é satisfatória já que faltas trifásicas são menos comuns e o intervalo de coordenação abrange as correntes de curto-circuito para as demais faltas. Também vale ressaltar que a corrente de falta fase-terra mínima está dentro do intervalo, o que garante seletividade para faltas entre fases. Relés Nesse trabalho serão considerados relés do tipo EC, com TP s, 2, 3... com passos discretos de. Para as unidades temporizadas, o Time Dial Setting varia de 0,05 até em passos de 0,0 e fator de início de curva igual a,05. equação para determinação das curvas temporizadas é:

11 * D T B * D K P V Q (em segundos) Tipo de Curva P Q B K nversa (EC curva ) 0,4 0, Muito inversa (EC curva B) 3,5 0 0 Extremamente inversa (EC curva C) Onde: D = Time Dial Setting (ajustado pelo usuário). V = / PCKUP >,05. Para melhor integração com o religador foram usadas curvas extremamente inversas (curvas C). Por falta de informações sobre os relés EC, considerou-se múltiplo igual a. Dimensionamento do TC Pelo critério da corrente de carga máxima: Considerando um fator de sobrecarga de 50%, temos: MÁX CRG FS CRG, RTC 300 : 5 (S) Pelo critério do curto-circuito máximo: temos: Considerando que os TC s tenham fator de sobrecorrente igual a 20, ssim, o RTC será 300:5. MÁX cc 200 P NOMNL 60 FS 20 RTC 75 : 5 (BNT) juste dos relés juste da corrente de pick-up do relé 5 de fase:

12 MÁX CRG kf cc Fmín PCKUP F 2 5 RTC RTC F FS Para relés EC, o fator de início de curva é F =,05. ssim temos: 20, PCKUO 5F ,05,5 5 3, ,27 PCKUP Para valores de cc2fmín menores do que aproximadamente 366, o lado direito da inequação se torna menor do que o lado esquerdo, significando que o relé não dará proteção de retaguarda para os pontos remotos onde cc2f é inferior a 366. Se escolhermos o TP 4, será possível fazer com que o relé dê retaguarda até o ponto 5, porém o valor resultante no lado direito da inequação se torna muito próximo de 4 quando a cc2fmín considerada for 380 (4,022 ). sso poderia ser um problema se considerarmos os erros de medição do TC. ssim, para evitarmos problemas, foi escolhido o TP 5 para o relé 5 de fase. Considerando este TP, garantimos que o relé seja proteção principal para os pontos 2 e 3 e que dê retaguarda para os pontos 4 e 9. baixo, encontram-se algumas curvas do relé 5 de fase para o TP 5. Lembrando que para coordenação com o religador, foram escolhidas as curvas extremamente inversas. F

13 Tempo (s) 000 EC 5 F F curva 0,05 5 F curva 0, 5 F curva 0,2 5 f curva 0,5 5 F curva 0,8 5 F curva Corrente () juste da corrente de pick-up do relé 50 de fase: Para ajuste do TP da unidade instantânea de fase, considerou-se o mesmo critério para ajuste do TP do relé 5 de fase e mais: Onde: PCKUP 50 F nrush RTC (82, ) nrush 6 598, ,8 ssim: PCKUP 50F 598, PCKUP 50F 9, 978 Ou seja: TP = 0 para o relé 50 de fase. juste da corrente de pick-up do relé 5 de neutro: O critério para ajuste do TP da unidade temporizada de neutro diz:

14 Tempo (s) desbalanço kn RTC PCKUP 5 N ccftmín RTC F FS Como a corrente de desbalanço do neutro é desconhecida, considerouse apenas o lado direito da desigualdade. PCKUP 5N ,05,5 5 PCKUP 5N, 2698 ssim: TP = para o relé 5 de neutro. Dessa forma, está garantida proteção de retaguarda para todos os curtos fase-terra do circuito. seguir, estão algumas curvas extremamente inversas do relé 5 de neutro para o TP 000 EC 5 N N curva 0,05 5 N curva 0, 5 N curva 0,2 5 N curva 0,5 5 N curva 0,8 5 N curva Corrente () juste da corrente de pick-up do relé 50 de neutro: Para determinação do TP da unidade instantânea de neutro, foi considerado o mesmo critério utilizado para determinação do TP da unidade temporizada de neutro. lém disso, também deve ser considerado o seguinte critério:

15 Tempo (s) PCKUP 50N nrush( trafos monofási cos) RTC Como os transformadores são todos trifásicos, o critério acima foi desconsiderado. Logo: TP = para o relé 50 de neutro. Para as unidades temporizadas, foram escolhidas as curvas 0,05 para o 5 de fase e 0,5 para o 5 de neutro. Foi considerado que associado ao conjunto de relés 50 e 5, também temos o relé para religamento 79. O conjunto relé/disjuntor deve ter uma operação rápida e três operações lentas. Coordenação com os elos e C (ambos 40 K): 000 Coordenação Relés - fusíveis 40 K K 5 e 50 F 5 N e 50 N Corrente () Coordenação dos relés com o religador:

16 Tempo (s) 000 Coordenação Relé-Religador 00 0 Religador 5 e 50 F 5 e 50 N Corrente () Curvas de coordenação Trecho :

17 Tempo (s) 000 Coordenação Trecho F 50 F 5 F - 0,2 5 N 50 N 5 N - 0,2 40 K mín 40 K máx Corrente () Trecho 2:

18 Tempo (s) Coordenação Trecho Corrente () 5 F 50 F 5 F - 0,2 5 N 50 N 5 N - 0,2 40 K mín 40 K máx 5 K mín 5 K máx Trecho 3:

19 Tempo (s) 000 Coordenação Trecho Religador 5 e 50 F 5 e 50 N 25 K mín 25 K máx Corrente () Trecho 4:

20 Tempo (s) 000 Coordenação Trecho Religador 5 e 50 F 5 e 50 N 25 K mín 25 K máx Corrente () Trecho 5:

21 Tempo (s) 000 Coordenação Trecho Religador 5 e 50 F 5 e 50 N 25 K mín 25 K máx Corrente () Seccionalizador O seccionalizador possui unidades independentes para operações por fase e por terra. mbas as unidades devem ser ajustadas em no máximo 80 % dos ajustes dos equipamentos de retaguarda. Para ajuste da unidade de fase, temos: JUSTE SECCONLZDOR F 0, 8 PCKUP F JUSTE SECCONLZDOR F 0,8 00 JUSTE SECCONLZDOR F 80 Para ajuste da unidade de terra, temos: JUSTE SECCONLZDOR N 0, 8 PCKUP N JUSTE SECCONLZDOR N 0,8 0 JUSTE SECCONLZDOR N 8 O seccionalizador do tipo GN3-E da Mcgraw-Edison (corrente nominal 200 ; corrente nominal de interrupção 400 ; corrente suportável de fechamento 9000 assimétrico; corrente de curta duração: 0 segundos 2600, segundo 5700 ; tensão nominal 4,4 kv) possui controle

22 eletrônico tanto para o ajuste do número de operações, quanto para as contagens durante a operação do seccionalizador. Os valores oferecidos para o disparo de fase são: 6, 24, 40, 56, 80, 2, 60, 224, 256, 296 e 320. ssim foi escolhido o valor 80 para o ajuste da unidade de fase. Para disparo de terra, são oferecidos os seguintes valores: 3, 5, 7, 6, 28, 40, 56, 80, 2, 60, 224 e 320. ssim foi escolhido o valor 7 para o ajuste da unidade de terra. O seccionalizador deve ser ajustado para abrir após 3 operações do religador. Para evitar que o seccionalizador opere para defeitos que farão operar dispositivos de proteção à sua frente, o seccionalizador GN3-E vem equipado com um restritor de corrente.