Religadores automáticos SUMÁRIO CORRENTES DE "PICK UPS" E CAPACIDADE DE INTERRUPÇÃO... 48

Transcrição

1 SUMÁRIO 9 RELIGADOR AUTOMÁTICO CLASSIFICAÇÃO DO RELIGADORES QUANTO AO NÚMERO DE FASE CLASSIFICAÇÃO DO RELIGADORES QUANTO AO TIPO DE CONTROLE Controle Hidráulico Controle Eletrônico CLASSIFICAÇÃO DOS RELIGADORES QUANTO AO MEIO DE EXTINÇÃO APLICAÇÃO E DIMENSIONAMENTO DO RELIGADOR AJUSTES DOS RELIGADORES COORDENAÇÃO RELIGADOR FUSÍVEL (FUSÍVEL NO LADO DA CARGA) COORDENAÇÃO FUSÍVEL RELIGADOR (FUSÍVEL NO LADO DA FONTE) COORDENAÇÃO RELIGADOR RELIGADOR Coordenação entre Religadores Hidráulicos operados somente pela bobina série Coordenação entre Religadores Eletrônicos Acessórios para Religadores Eletrônicos ANEXOS DADOS DE RELIGADORES RELIGADOR TIPO KF DA MCGRAW EDISON INTRODUÇÃO CARACTERÍSTICAS NOMINAIS CORRENTE DE "PICK UP" E CAPACIDADE DE INTERRUPÇÃO NÚMERO DE OPERAÇÕES SEQÜÊNCIAS DE OPERAÇÕES CURVAS CARACTERÍSTICAS DE OPERAÇÃO DE FASE CURVAS CARACTERÍSTICAS DE OPERAÇÃO DE TERRA TEMPOS DE RELIGAMENTO TEMPO DE REARME RELIGADORES TIPOS OYT 250 E OYT 400 DA REYROLLE INTRODUÇÃO CARACTERÍSTICAS NOMINAIS CORRENTES DE "PICK UPS" E CAPACIDADE DE INTERRUPÇÃO NÚMERO DE OPERAÇÕES SEQÜÊNCIAS DE OPERAÇÕES CURVAS CARACTERÍSTICAS DE OPERAÇÃO DE FASE CURVAS CARACTERÍSTICAS DE OPERAÇÃO DE TERRA TEMPOS DE RELIGAMENTO TEMPO DE REARME RELIGADORES TIPO SEV 280 DA WESTINGHOUSE INTRODUÇÃO CARACTERÍSTICAS NOMINAIS CORRENTES DE "PICK UP" NÚMERO DE OPERAÇÕES SEQÜÊNCIAS DE OPERAÇÕES CURVAS CARACTERÍSTICAS DE OPERAÇÃO DE FASE CURVAS CARACTERÍSTICAS DE OPERAÇÃO DE TERRA TEMPOS DE RELIGAMENTO TEMPO DE REARME RELIGADOR TIPO PMR 1 15 DA BRUSH SWITCHGEAR INTRODUÇÃO CARACTERÍSTICAS NOMINAIS... 56

2 CORRENTE DE "PICK UP" DE FASE Restrições quanto ao Ajuste de Mínima Corrente de Disparo CURVAS TEMPO X CORRENTE DE FASE CORRENTE DE "PICK UP" DE TERRA (RESIDUAL) CURVAS TEMPO X CORRENTE DE TERRA UNIDADE SENSÍVEL DE TERRA (UST) NÚMERO TOTAL DE OPERAÇÕES SEQÜÊNCIA DE OPERAÇÃO TEMPO DE RELIGAMENTO TEMPO DE REARME CURVA DE ATUAÇÃO QUANDO SE UTILIZA O BLOQUEIO DO RELIGAMENTO MÍNIMO TEMPO DE RESPOSTA... 66

3 1 9 Religador Automático Os religadores automáticos são considerados pelas empresas elétricas do mundo inteiro como um equipamento essencial para o fornecimento de energia elétrica em condições confiáveis e seguras. O desenvolvimento dos religadores foi se acelerando na medida em que os inconvenientes e as limitações dos elos fusíveis aumentavam os índices de interrupções. Sabe se que os elos fusíveis podem ocasionar interrupções prolongadas, embora desnecessárias, porque são incapazes de diferenciar faltas permanentes de faltas temporárias. Isso pode resultar em um elevado custo operacional devido ao deslocamento da equipe de reparo a pontos muito distantes para substituir um simples fusível queimado. Com isso, podem se avaliar os altos gastos anuais decorrentes desses serviços. Considera se ainda a perda de receita durante uma interrupção e os inconvenientes causados aos consumidores. Além deste inconveniente, a seletividade entre os elos fusíveis é limitada, não permitindo dessa forma aplicações em esquemas automáticos ou manuais de controle a distância, como seccionamento remoto ou transferência de carga. O religador é um dispositivo ideal na medida em que interrompe as faltas transitórias, evitando queima de elos fusíveis ou, se bem coordenado com elos fusíveis, seccionando apenas o trecho sob defeito, permanecendo os demais energizados (GIGUER, 1988). Basicamente, o religador é um dispositivo interruptor automático de defeitos, que abre e fecha seus contatos repetidas vezes na eventualidade de uma falta no circuito por ele protegido. Possui características sofisticadas, podendo ser monofásico ou trifásico (ELETROBRAS,1982; GIGUER,1988). A operação de um religador não se limita apenas a sentir e interromper defeitos na linha e efetuar religamentos. Ele também é dotado de um mecanismo de temporização dupla. No instante em que o religador sente uma condição de sobrecorrente na linha, a circulação dessa corrente é interrompida pela rápida abertura dos seus contatos. Os contatos são mantidos abertos durante o tempo de religamento, após o qual se fecham automaticamente para a reenergização da linha. Se, no momento do fechamento dos contatos, a falta persistir, a seqüência abertura/fechamento é repetida até três vezes consecutivas e após a quarta abertura dos contatos, estes permanecem abertos e bloqueados sendo somente possível nesse momento um fechamento manual. Isto proporciona mais tempo para eliminar defeitos permanentes e, sua combinação com as interrupções rápidas, permite uma coordenação efetiva com outros dispositivos de proteção existentes no sistema, tais como elos fusíveis e seccionalizadores. A característica de operação rápida reduz ao mínimo as possibilidades de danos ao sistema, evitando ao mesmo tempo a queima de fusíveis entre o local de defeito e o religador. O religamento dar se á dentro de poucos segundos ou frações destes, o que representa uma interrupção mínima do serviço.

4 2 As operações de um religador podem ser combinadas nas seguintes seqüências: Se for ajustado para quatro operações: 1. uma rápida e três lentas; 2. duas rápidas e duas lentas; 3. três rápidas e uma lentas; 4. todas rápidas; 5. todas lentas. Para qualquer número de operações menor que quatro em combinação similares de operações rápidas e temporizadas. As seqüências de operações recomendadas são (norma Bandeirante): o duas rápidas e duas temporizadas no caso de não existir seccionalizador em série com fusível no lado da carga; o caso contrário, recomenda se uma operação rápida e três operações temporizadas; o em casos especiais, conforme a necessidade de coordenação entre proteções, a seqüência de operações para faltas entre fases poderá ser diferente da seqüência de operações para faltas à terra; o em casos especiais pode ser utilizado um número total de operações menor do que quatro. A partir dessa característica de temporização dupla, pode se coordenar o dispositivo com os fusíveis dos ramais de um alimentador ou outros dispositivos localizados a jusante. As aplicações de religadores com vistas a estabelecer proteção de sobrecorrente coordenada e seccionamento automático de linhas defeituosas são bastante numerosas. Considera se que 80 a 95% das faltas existentes são temporárias. Portanto, a importância dos religadores aumenta sensivelmente caso se queira obter um ótimo custo x benefício (GIGUER, 1988). Analisando a Tabela 9.1 pode se constatar que as faltas temporárias são na maioria dos casos monofásicas. No caso, o curto circuito fase terra é o mais provável de ocorrer. Tabela 9.1 Taxa de faltas permanentes e temporárias. Faltas Duração Permanentes Temporárias Trifásicas 95% 5% Bifásicas 70% 30% Fase-terra 20% 80%

5 3 9.1 CLASSIFICAÇÃO DO RELIGADORES QUANTO AO NÚMERO DE FASE Monofásicos: São utilizados para proteção de linhas monofásicas ou ramais alimentadores trifásicos (um para cada fase), onde as cargas são predominantemente monofásicas, pois, na eventualidade de ocorrer uma falta permanente para terra, será bloqueada somente a fase sob falta, enquanto é mantido o serviço aos consumidores ligados às outras fases. Normalmente, a saída de um ramal sob essas condições não deverá introduzir suficiente desequilíbrio no alimentador para a operação de um dispositivo de proteção de retaguarda. Trifásicos: São utilizados onde é necessário o bloqueio das três fases simultaneamente, para qualquer tipo de falta permanente, a fim de evitar que cargas trifásicas sejam alimentadas com apenas duas fases. No caso de motores trifásicos, a alimentação com uma ou duas fases provoca aquecimentos indesejáveis, resultante do desequilíbrio de tensões de alimentação, podendo implicar numa diminuição da vida útil dos motores ou mesmo a queima dos enrolamentos, caso não possuam proteções térmicas adequadas, o que acontece para a maioria dos motores C.A. de pequena potência (norma Banderiante). Estes religadores podem ser classificados em: Trifásicos com Operação Monofásica e Bloqueio Trifásico: São constituídos de três religadores monofásicos, montados num único tanque, com os mecanismos interligados apenas para ser processado o bloqueio trifásico. Cada fase opera independentemente em relação às correntes de defeito. Se qualquer uma das fases operar com o número pré ajustado para seu bloqueio, as duas outras fases também serão abertas e bloqueadas por meio do mecanismo que as interliga. Trifásicos com Operação Trifásica e Bloqueio Trifásico: São constituídos de um único religador, que opera e bloqueia trifasicamente, independentemente do tipo de falta ocorrida, isto é, mesmo que a falta afete apenas uma das fases, todos os contatos realizam a operação de abertura e religamento. A Figura 9.1 mostra os religadores quanto ao número de fases. Figura 9.1- Religadores Monofásico (a) e Trifásico (b) (POWER SYSTEMS COOPER).

6 4 9.2 CLASSIFICAÇÃO DO RELIGADORES QUANTO AO TIPO DE CONTROLE Controle Hidráulico Em religadores com esse tipo de controle, as correntes são detectadas pelas bobinas de disparo que estão ligadas em série com a linha. Quando, através da bobina, flui uma corrente igual ou superior à corrente mínima de disparo (pickup) do religador, o núcleo da bobina é atraído para o seu interior, provocando a abertura dos contatos principais do religador. O mecanismo de fechamento dos religadores com controle hidráulico pode ser de dois tipos (Eletrobrás, 1982): nos religadores com corrente nominal de até 200 A, são empregadas molas de fechamento, que são carregadas pelo movimento do núcleo da bobina série; nos religadores de correntes nominais de 280, 400 e 560 A, o fechamento é realizado pela bobina de fechamento, que é energizada pela tensão da linha. O sistema de controle hidráulico é econômico, simples, eficiente e de grande longevidade. Logo, religadores com este tipo de controle são adequados para uso em circuitos que apresentem as seguintes características: baixa densidade de carga (rurais) ou instalações que não requeiram níveis de precisão acentuados na operação do equipamento; corrente de disparo de fase e/ou de neutro não muito pequena não seja necessário grande velocidade na interrupção onde o equipamento não possa ser inspecionado e testado com freqüência e de forma conveniente. Sua manutenção pode ser feita facilmente, no campo ou na oficina, sem necessidade de ferramentas e treinamentos especiais ou equipamento dispendioso. Para algumas aplicações, porém, o controle hidráulico não é suficientemente exato e veloz para interromper rapidamente correntes de defeito. De modo a superar essas limitações do controle hidráulico, surgiu o controle eletrônico Controle Eletrônico Com esse tipo de controle, o religamento apresenta maior flexibilidade e mais facilidades para ajustes e ensaios, além de ser mais preciso em relação ao de controle hidráulico. Contudo, essas vantagens devem ser economicamente avaliadas antes de ser realizada a escolha entre um religador com controle hidráulico e um com controle eletrônico. O controle eletrônico é abrigado numa caixa separada do religador e permite as seguintes modificações e ajustes no equipamento, sem que seja necessária sua abertura: Características tempo x corrente; Níveis de corrente de disparo; Seqüência de operação. Para que estas alterações sejam efetuadas, não é preciso desenergizar o religador nem retirar o seu mecanismo do interior do tanque.

7 5 Os sinais para o controle eletrônico são obtidos a partir de transformadores de corrente tipo bucha, montados internamente. O circuito eletrônico controla as funções de disparo e religamento do mecanismo do religador. No lugar das bombas e pistões utilizados nos sistemas de controle hidráulico, no controle eletrônico são utilizados circuitos impressos, constituídos de componentes estáticos. Os principais benefícios do controle eletrônico são: flexibilidade, versatilidade e intercambilidade operacionais. Assim, por exemplo, um único tipo de controle eletrônico pode ser utilizado em vários tipos de religadores. As curvas características de operação e os ajustes de disparo são obtidos por componentes do tipo plug, acessíveis pela frente do painel de controle, podendo ser facilmente alterados sem a necessidade de retirar o religador do tanque de óleo ou removê lo do serviço. O Intervalo de religamento e tempo de rearme são também proporcionados por componentes do tipo plug e disponíveis em muitos valores diferentes. Para o disparo de terra e de fase existem várias combinações de operações rápidas ou retardadas, independentes entre si. O grande número de curvas características tempo x corrente para defeito faseterra, facilita bastante os estudos de coordenação, proporcionando então um dispositivo de extremo valor para proteção de redes de distribuição. A Figura 9.2 mostra as formas dos religadores quanto ao tipo de controle Figura 9.2- Religadores de controle Hidraúlico (a) e Eletrônico (b) (POWER SYSTEMS COOPER, 2003). 9.3 CLASSIFICAÇÃO DOS RELIGADORES QUANTO AO MEIO DE EXTINÇÃO Quanto ao meio de interrupção, os religadores se classificam em: Religadores com interrupção a óleo: O óleo é utilizado para isolação e como meio dielétrico para a interrupção do arco. No caso específico de religadores hidráulicos o óleo é utilizado, além das finalidades acima descritas, n a temporização e na contagem de operações. Religadores com interrupção a vácuo:

8 6 O vácuo é utilizado como meio elétrico, apresentando como vantagem principal a necessidade mínima de manutenção em comparação com os interruptores à óleo. Religadores com interrupção a SF6 (hexafluoreto de enxofre). 9.4 APLICAÇÃO E DIMENSIONAMENTO DO RELIGADOR Os religadores podem ser aplicados em qualquer lugar do sistema de distribuição. Os locais que são mais indicados para instalação são (McGRAW EDISON COMPANY): Em subestações, como dispositivo de proteção do alimentador principal; Nos alimentadores, a uma determinada distância da subestação, com o objetivo de seccionamento ao longo dos alimentadores e assim prevenir desligamentos de um alimentador inteiro na ocorrência de faltas permanentes localizadas próximas do final do alimentador; Em ramificações estratégicas do alimentador principal para protegê lo de interrupções e desligamentos devido às faltas nos ramais. Para a instalação adequada de um religador, seis fatores devem ser levados em consideração (McGRAW EDISON COMPANY): Tensão do sistema: O religador deverá ter uma tensão nominal maior ou igual que a tensão do local do sistema onde ele se encontra instalado. Tensão nominal da bobina de fechamento ou de potencial deve ser igual à tensão entre fases do sistema (norma Bandeirante). Máxima corrente de falta disponível no ponto de instalação do religador: A máxima corrente de curto circuito simétrica no local de instalação deverá ser conhecida. A capacidade de interrupção do religador deverá ser maior ou igual a essa máxima corrente de curto circuito. A corrente de curto circuito máxima assimétrica no ponto da instalação deverá ser menor que a corrente máxima de interrupção assimétrica do religador (norma Bandeirante). Máxima corrente de carga: A corrente nominal do religador deverá ser maior ou igual que a corrente de carga passante por ele, convenientemente medida ou avaliada na situação de maior carga do circuito, incluindo manobras usuais, devendo assim, sempre que possível, prever futuros aumentos de carga. Mínima corrente de falta dentro da zona de proteção do religador; O religador deve ser sensível à corrente mínima de curto circuito no final do trecho protegido por ele. Como regra geral, as correntes de disparo devem ser menores do que as correntes de curto circuito na zona de proteção do equipamento, incluindo, sempre que possível, os trechos a serem adicionados quando se realizarem manobras consideradas usuais (norma Bandeirante). Caso o critério de inclusão de trechos sob manobras acarretar coordenação insatisfatória entre as proteções do sistema, devido a sensibilidade das bobinas de

9 7 disparo ser reduzida, tal condição não deverá ser considerada no dimensionamento de tais bobinas (norma Bandeirante). Sensibilidade para correntes de falta à terra; A coordenação com outros dispositivos de proteção estando o religador tanto do lado da fonte quanto do lado da carga. A coordenação com outros dispositivos de proteção (tanto a montante quanto a jusante) torna se importante quando os quatro primeiros fatores de aplicação são satisfeitos. É de vital importância que se faça uma seleção adequada de temporizações e seqüências de operação do religador para garantir que durante uma falta, a área desligada fique restrita a menor secção possível do sistema (McGRAW EDISON COMPANY). O religador possui uma característica de operação temporizada (lenta) e outra rápida. Uma seqüência completa (quando a falta for permanente) de operação do religador para o desligamento definitivo do trecho protegido por ele está mostrada na Figura 9.3. As primeiras interrupções (uma ou mais) da corrente de falta são denominadas de rápidas ou instantâneas, não possuindo assim intenção alguma de atraso no tempo de operação. As interrupções restantes, denominadas de temporizadas, possuem adição de atraso de tempo e que, dependendo da situação, podem levar o religador a um desligamento definitivo. Se a falta for permanente, as operações temporizadas permitem que o dispositivo mais próximo da falta interrompa a corrente de falta, limitando assim a área desligada (McGRAW EDISON COMPANY). Figura 9.3 Seqüência completa de operação do Religador (McGRAW-EDISON COMPANY). As faltas envolvendo a terra são geralmente menos severas do que as faltas bifásicas e trifásicas. Entretanto, é estimado que de cada 5 faltas 4 sejam para a terra. Além disso, as faltas monofásicas ocorrem 6 ou 7 vezes com mais freqüência do que as bifase terra (McGRAW EDISON COMPANY). Portanto, torna se essencial ter um sistema de proteção que seja sensível às faltas para a terra.

10 8 As faltas a terra podem ser detectadas tanto em sistemas aterrados quanto em sistemas não aterrados. Entretanto, em sistemas trifásicos não aterrados, a corrente de falta é de baixa magnitude, da ordem de ma, e portanto, o circuito não precisa ser retirado imediatamente de serviço. Em sistema trifásico com baixa impedância de aterramento, um curto circuito monofásico pode implicar em magnitude de correntes da ordem da corrente de carga normal ou superior. Geralmente, as faltas dessa natureza são detectadas e eliminadas em menos de um ou alguns segundos a fim de prevenir ou minimizar os danos aos equipamentos (McGRAW EDISON COMPANY). 9.5 AJUSTES DOS RELIGADORES Os religadores instalados em subestações e ao ar livre devem ser ajustados de modo a atender aos seguintes critérios: Ajuste do Disparo de Fase: A corrente mínima de disparo de fase do religador deve ser menor que a corrente falta fase fase simétrica dentro da zona de proteção deste, incluindo sempre que possível, os trechos a serem adicionados em caso de manobras; e deve ser maior ou igual à máxima corrente de carga incluindo manobras usuais no ponto de instalação do religador multiplicado por um fator K, prevendo futuros aumento de carga. o Caso o religador possua disparo para faltas a terra (norma Bandeirante):. é o Caso o religador não possua dispositivo de disparo para faltas a terra (norma Bandeirante):. é Onde: o I pickupf é a corrente de pickup de fase do religador; o FC é o fator de crescimento da carga. o I carga max é a corrente de carga máxima atual passante no ponto de instalação, já se levando em consideração as manobras; o I CC2F é o curto circuito bifásico simétrico no final do trecho protegido pelo religador; o FS é um fator de segurança (1,5 a 2). A corrente mínima de disparo dos religadores hidráulicos é determinada exclusivamente pela capacidade nominal bobina série com a qual o religador está equipado. A corrente mínima de disparo é de 200% do valor da corrente nominal para bobinas série de qualquer capacidade, exceto as bobinas pertencentes aos religadores da Mc Graw Edison sucedidas pela letra X, que operam com 140% do valor de sua capacidade nominal. Por exemplo, considere a Tabela 9.2.

11 9 Tabela 9.2 Cálculo da corrente de disparo dos religadores hidráulicos. Bobina Capacidade nominal (A) Corrente mínima de disparo (A) 400 A 400 A 400 x 2 = 800 A 400 x 400 A 400 x 1.4 = 560 A Ajuste de Disparo de Neutro: A corrente mínima de disparo de neutro do religador deve ser menor que a menor corrente de falta fase terra mínima, dentro da zona de proteção deste, e deve ser maior que a máxima corrente de desbalanço para o neutro (considerando a queima de um fusível no lado da carga norma Bandeirante). ç Onde: o I desbalanço é a máxima corrente de desequilíbrio admitido pela empresa; o I pickupn é a corrente de disparo (pickup) de neutro do religador; o I CCFTmin é a corrente de curto circuito fase terra mínima no final do trecho protegido pelo religador. Com relação aos religadores hidráulicos, valem as mesmas considerações feitas no ajuste de disparo de fase. Curvas características de tempo corrente (Fase e Neutro): Esta característica deve ser escolhida de modo a atender aos seguintes requisitos: o A curva de operação do religador, para toda a faixa de valores de curtocircuito, deve estar sempre abaixo da curva de recozimento de condutores e capabilidade dos equipamentos do circuito; o A curva escolhida deve permitir a coordenação com os equipamentos de proteção a montante e a jusante. o Na maioria das vezes existe uma única curva rápida de fase, nessa situação, não há nenhuma escolha a ser feita. Entretanto, existem alguns religadores que possuem várias curvas rápidas. Neste caso, sempre que possível, escolhe se a mais rápida entre elas, porque isso irá permitir uma região de coordenação maior com os elos fusíveis (CPFL, 2003). o Alguns religadores possuem poucas curvas temporizadas, enquanto que outros possuem uma gama muito variada de curvas. Entretanto, qualquer que seja o caso, deve se dar preferência para a curva lenta mais próxima de curva rápida, desde que isso não prejudique a coordenação e a seletividade com os outros dispositivos (CPFL, 2003). Seqüência de Operação: A seqüência de operação deve ser definida de modo a permitir a coordenação seletiva dos equipamentos de proteção ao longo do circuito.

12 10 Tempo de Religamento: Deve ser ajustado de modo a permitir a coordenação com os equipamentos de proteção situados a montante e a jusante, cuja operação dependa desse tempo. Exemplo 1: O religador R da Figura 9.4 é do tipo KF e possui as características nominais e ajustes abaixo descritos na Tabela 9.3: Tabela 9.3 Ajustes do religador do exemplo 1. Dispositivo (KF) Ajuste Seqüência de operação Fase bobina série 100A 1 A e 3 B Terra bobina terra 70A 1 e 6 Tempo de religamento 2,0 segundos Subestação Religador Inom = 50 A 1 Icc3Ø = 600 A Icc1Ø = 150 A 80 K Carga i(a) 600A t1 t3 t3 t3 60A t2 t2 t2 t(s) Figura 9.4 Exemplo de aplicação com o religador KF. Para um curto circuito entre fases com valor igual a 600A tem se: a) Primeira operação rápida: num tempo máximo de t1 = 0.09 seg. conforme mostra a Figura 9.5.

13 11 Figura 9.5 Característica de operação rápida e temporizada de um religador KF (vácuo) com bobina série de 100A. b) Segunda operação: após o tempo de religamento de t2 = 2 seg. admitindo se que a falta permaneça no circuito, haverá fechamento e posterior abertura do religador após o tempo determinado pela característica temporizada curva B da Figura 9.5 para uma mesma corrente de falta. Tal tempo corresponde ao valor de t3 = 0,9 seg. com tolerância de ±10%, ou seja, entre 0.81s e 0.99s.

14 12 c) Admitindo se que o curto circuito permaneça, a terceira e quarta operações serão realizadas de forma similar à segunda operação descrita no item b, havendo bloqueio após a quarta abertura do religador. O tempo de desligamento do circuito contado a partir do instante de ocorrência da falta no ponto 1 será: admitindo se tolerância negativa para t3: TMIN = 0, ,0 + 0,81 + 2,0 + 0,81 + 2,0 + 0,81 = 8,51 segundos admitindo se tolerância positiva para t3: TMAX = 0, ,0 + 0,99 + 2,0 + 0, = 9,05 segundos Na realidade Tmin e Tmax poderão ser ligeiramente inferiores que os calculados anteriormente, pois o tempo t3 (curva rápida A) possui tolerância negativa. Na ocorrência de um curto circuito à terra no ponto 1 da Figura 9.4 com magnitude de 150 A, o religador desempenhará da seguinte forma: a) Primeira operação: rápida num tempo t1 entre 0,09 seg (+10% = 0,99 seg.) e 0,20 seg ( 10% = 0,18 seg.), pois sendo a corrente nominal do circuito menor que a corrente nominal do religador (100 A), os capacitores do circuito de disparo estarão parcialmente carregados. b) Segunda operação: após o tempo de religamento de t2 = 2 seg, admitindo se que o curto circuito permaneça haverá fechamento e abertura do religador após o tempo determinado pela característica temporizada 6. Tal tempo corresponderá a um valor aproximado de t3 = 3,4 seg (limite superior da característica 6 mostrada na Figura 9.7), pois nesta situação os capacitores estariam totalmente descarregados devido o religamento do circuito estando o mesmo em curto circuito. O tempo de 3,4 seg inclui uma tolerância negativa de 10% conforme dados do fabricante, o que resulta em um tempo mínimo de t3min = 3,06 seg. c) Admitindo se que o curto circuito permaneça, a terceira e a quarta operação serão realizadas similarmente à segunda operação descrita no item b, havendo bloqueio após a quarta abertura do religador. Tal seqüência de operações é representada na Figura 9.4. O tempo total para o bloqueio a partir da ocorrência da falta é: TMIN = 0,99 + 2,0 + 3,06 + 2,0 + 3,06 + 2,0 + 3,06 = 15,18 seg. TMAX = 0,18 + 2,0 + 3,4 + 2,0 + 3,4 + 2,0 + 3,4 = 16,38 seg.

15 13 Nos estudos de coordenação deve se considerar o caso mais desfavorável que, dependendo de cada situação, poderá ser o limite superior ou limite inferior da característica de operação, com as respectivas tolerâncias, sejam elas positivas ou negativas. Figura Característica de operação rápida de um religador KF (vácuo) com bobina de terra de 70A (curva 1).

16 14 Figura Característica de operação rápida de um religador KF (vácuo) com bobina de terra de 70A (curva 6). 9.6 COORDENAÇÃO RELIGADOR FUSÍVEL (FUSÍVEL NO LADO DA CARGA) A coordenação entre um religador e um fusível (dispositivo que está mais próximo da carga) é satisfatória quando o fusível não fundir enquanto o religador realiza as suas operações rápidas, mas fundir durante a primeira operação temporizada do religador. A coordenação pode ser obtida usando métodos baseados em curvas características ajustadas por um fator multiplicativo K. A primeira abertura do religador permite que cerca de 80% das faltas temporárias sejam eliminadas e na segunda, em torno de 10%. Se a falta ainda persistir, o que caracteriza uma falta permanente, o fusível se funde antes da terceira abertura do religador, interrompendo assim a falta permanente (McGRAW EDISON COMPANY). Como visto anteriormente, um religador convencional é dotado de dois tipos de curva: uma curva rápida e uma família de curvas temporizadas, como mostra a Figura 9.8. No caso, a curva A é a rápida e, as curvas B e C são temporizadas, sendo a curva C mais lenta que a curva B. Na Figura 9.8 para um religador ajustado em quatro operações (duas rápidas e duas lentas), a curva A representa a primeira e a segunda operação, a curva B, a terceira e quarta operação, respectivamente, para esse religador (GÖNEN, 1986).

17 15 Para que se consiga obter a proteção contra faltas permanentes, os fusíveis devem ser instalados nas entradas e ao longo dos ramais do alimentador principal. O uso de um religador como proteção de retaguarda contra faltas temporárias pode eliminar muitos desligamentos desnecessários, que ocorreriam caso fossem utilizados somente os fusíveis. Nesse caso, o religador, como dispositivo de retaguarda, pode ser instalado tanto na subestação, geralmente com a seqüência de uma operação rápida e duas temporizadas, ou em ramais laterais do alimentador principal, com duas operações rápidas e duas temporizadas (GÖNEN, 1986). Figura 9.8- Curvas características do religador (GÖNEN, 1986) O religador é ajustado para disparar no caso de uma falta temporária antes que qualquer fusível possa fundir, religando em seguida o circuito. Entretanto, se a falta for permanente, ela é eliminada pela fusão do fusível antes que o religador possa operar na sua seqüência temporizada depois de ter operado em uma ou duas seqüências rápidas (GÖNEN, 1986). A coordenação é obtida em menor sucesso quando a seqüência de operações do religador é ajustada em uma operação rápida e três temporizadas, pois cerca de 80% das faltas são eliminadas na primeira abertura. Geralmente, essa seqüência é adequada quando se deseja incluir um seccionalizador em um ponto intermediário entre o religador e o fusível (McGRAW EDISON COMPANY). A Figura 9.9 mostra um trecho de um sistema de distribuição em que o religador é instalado a montante do fusível. A figura também mostra a superposição das curvas do fusível com as do religador. Se houver uma falta temporária além do ponto de instalação do fusível, a operação rápida do religador protegerá o fusível de qualquer dano. Isto pode ser observado na figura pelo fato da curva rápida A do religador estar abaixo da curva do fusível para correntes menores desde o ponto de intersecção representado por I b. Entretanto, se a falta além do fusível for permanente, o fusível elimina a falta enquanto o religador caminha para a nova seqüência de operação (temporizada B). Isto pode ser observado na Figura 9.9, onde a curva temporizada do religador esta acima da curva de tempo total do fusível para correntes maiores do que I a. A distância

18 16 entre os pontos de intersecção I a e I b dá o intervalo de coordenação entre o fusível e o religador. Figura 9.9 Superposição de curvas características do Religador e Fusível (GÖNEN, 1986). Durante a coordenação é preciso evitar que o fusível sofra danos durante as operações instantâneas do religador. Para isso é necessário que se leve em conta fatores tais como: pré carregamento, temperatura ambiente, tolerância nas curvas, aquecimento e resfriamento dos fusíveis durante a(s) operação rápida(s) do religador. Isto, conseqüentemente, irá tornar o intervalo de coordenação mais estreito. O método exposto na Figura 9.9 não leva em consideração tais fatores. Assim, torna se necessário a inclusão desses fatores para que se assegure a integridade do fusível durante as operações instantâneas do religador (McGRAW EDISON COMPANY). Existem basicamente duas regras que viabilizam o uso de fusíveis como dispositivo protetor e religadores como dispositivo protegido, ou seja: Para todos os valores possíveis de correntes de falta no trecho protegido pelo fusível, o tempo mínimo de fusão do fusível deve ser maior que o tempo de abertura do religador na curva rápida de operação multiplicada pelo fator K, fator este característico do religador. Esses fatores de multiplicação permitem uma adaptação no tempo entre o tempo de operação do religador na curva rápida e o tempo mínimo de fusão do elo fusível de forma a prevenir os elos fusíveis de danos e fadigas. A magnitude desses fatores varia com o número de operações rápidas e com o tempo de religamento do religador como mostra a Tabela 3.3.

19 17 Note que para os valores de religamento mais curtos o fator multiplicativo é maior, pois o fusível terá menos tempo para se resfriar. Para todos os valores possíveis de correntes de falta no trecho protegido pelo fusível, o tempo total de fusão do fusível deverá ser menor que o tempo de abertura do religador na curva temporizada. O intervalo de coordenação entre religador e fusível descrito pelas regras acima fixa novas extremidades ao intervalo de coordenação como mostra a Figura 9.10, ou seja: Ia A corrente mínima de coordenação é aquela obtida pela intersecção da curva do tempo total de fusão do elo fusível com a curva temporizada do religador multiplicada por 0,9 para levar em conta possíveis erros da curva do religador. Quando não houver intersecção entre da curva de tempo total de fusão do fusível com a curva temporizada do religador, a corrente mínima de intersecção será a corrente de disparo de fase do religador (McGRAW EDISON COMPANY). A seletividade é assegurada se a interseção dessas curvas coincidir com a corrente de pick up da unidade temporizada do religador. Ic a máxima corrente de coordenação, é aquela obtida da intersecção entre e curva de tempo mínimo de fusão do fusível com a curva rápida do religador multiplicada pelo fator K. A coordenação entre o religador e o elo fusível deverá ser verificada para o valor de curto circuito fase terra mínimo no final do trecho protegido pelos dois dispositivos. Sempre que a coordenação for conseguida para defeitos fase terra mínimo, será garantido que, para os defeitos entre fases, haverá, pelo menos, seletividade, podendo ocorrer a coordenação para os dois tipos de defeitos. Para defeitos com correntes maiores que Ia e menores que Ic haverá coordenação. Para correntes menores que Ia não haverá coordenação, porém haverá seletividade uma vez que o religador deverá completar a sua seqüência de operação antes da queima do fusível. Já para as correntes maiores que Ic haverá somente seletividade, isto é, o elo fusível queimará antes que o religador possa realizar a sua operação rápida; podendo ocorrer, ainda, a queima do elo fusível enquanto o religador realiza a sua primeira operação rápida. Tabela Fator multiplicativo para seqüências em função do número de operações do religador com o fusível no lado da carga (ELETROBRAS, 1982). Tempo de Religamento em ciclos Fator Multiplicativo K 1 Rápida 2 Rápidas ,2 1,8 60 1,2 1, ,2 1, ,2 1,35

20 18 Figura Coordenação Religador Fusível (Corrigida para aquecimento e resfriamento) (GÖNEN, 1986). Os mesmos critérios utilizados para a coordenação de fase são válidos para a coordenação do neutro. Entretanto, em alguns casos, a coordenação de neutro tornase difícil tendo em vista os valores reduzidos das correntes de curto circuito apresentadas, sobretudo, pelos sistemas não efetivamente aterrados (ELETROBRAS, 1982). Quando o fator K não for conhecido: Ia limite inferior da faixa de coordenação é o mesmo dos casos anteriores; Ic o limite superior da faixa de coordenação é obtido pela interseção entre a curva de tempo mínimo de fusão do elo fusível multiplicada por 0,75 e a curva de operação rápida do religador multiplicada pelo número de operações rápidas do religador, conforme é mostrado na Figura 9.11.

21 19 Figura 9.11 Coordenação Religador Fusível (Corrigida para aquecimento e resfriamento) quando o fator K não for conhecido. Sempre que possível deve se escolher uma seqüência de operação que permita ao religador realizar 2 operações rápidas seguidas de 2 operações temporizadas, pois assim, evita se a queima de um número maior de elos fusíveis, devido à faltas transitórias. Exemplo 1: Analisando o coordenograma mostrado na Figura 9.12 pode se concluir que: Para falhas permanentes (PR) com correntes de curto circuito superiores a (I1) fica assegurada a proteção seletiva; Entre as correntes (I1) e (I2) fica definida uma faixa de coordenação tanto para falhas permanentes (PR) como transitórias (TR); Falhas transitórias com correntes de curto circuito inferiores a (I2) não provocarão a queima de elos fusíveis evitando se desligamentos prolongados; Falhas transitórias com correntes de curto circuito superiores a (I2) provocarão a queima dos elos fusíveis e a operação do religador, causando desligamentos prolongados.

22 20 Figura 9.12 Exemplo de coordenação Religador Elo fusível.

23 21 Exemplo 2: Faça o estudo de coordenação e seletividade para o sistema mostrado na Figura Figura 9.13 Coordenação Religador Elo fusível (Exemplo 1). Exemplo: Faça o estudo de coordenação e seletividade para o sistema mostrado na Figura 9.14.

24 22 Figura 9.14 Coordenação Religador Elo fusível (Exemplo 2). 9.7 COORDENAÇÃO FUSÍVEL RELIGADOR (FUSÍVEL NO LADO DA FONTE) Normalmente em redes de distribuição não se aconselha a utilização de elos fusíveis a montante de religadores. Esse tipo de configuração é utilizado em subestações (geralmente rurais) onde as saídas são equipadas com religadores e a proteção do(s) transformadore(s) de força é feita com fusíveis no primário do(s) mesmo(s), conforme é mostrado na Figura 9.15 (ELETROBRAS, 1982). Isto, pois a taxa de falha dos transformadores é bem menor que a taxa de falha dos alimentados de distribuição.

25 23 V p V s Figura Coordenação entre Fusível (no lado da fonte) e Religador (McGRAW-EDISON COMPANY). Geralmente, os fusíveis situados no lado da fonte de um religador protegem o transformador contra faltas interna e/ou o barramento secundário do mesmo (McGRAW EDISON COMPANY). Esse tipo de coordenação requer que os tempo de operação rápidas do religador sejam menor que os tempo de fusão do elo em toda a faixa de coordenação, além disso, é necessário que o elo fusível seja capaz de suportar o efeito acumulativo do calor produzido por sucessivas operações do religador no lado da carga. Esses efeitos são avaliados utilizando se as curvas de aquecimento/resfriamento dos fusíveis, ou através de fórmulas numéricas baseadas no fator de resfriamento. Essas análises podem ser simplificadas pela utilização de fatores multiplicativos que levam em conta a situação pré carga, tolerância e efeito pré danificação (GIGUER, 1988). A Tabela 9.5 mostra os diferentes fatores de multiplicação K, utilizados na coordenação elo fusível religador, em função do tempo de religamento e seqüência de operação do religador. Tabela 9.5 Fator multiplicativo para seqüências em função do número de operações do religador com o fusível no lado da fonte (McGRAW-EDISON COMPANY). Tempo de Fator Multiplicativo K Religamento 2 Rápidas Rápida Temporizadas em ciclos temporizadas temporizadas 25 2,7 3,2 3,7 30 2,6 3,1 3,5 60 2,1 2,5 2,7 90 1,85 2,1 2, ,7 1,8 1, ,4 1,4 1, ,35 1,35 1,35 Para coordenar o religador com o fusível é necessário considerar os seguintes fatores: Para a máxima corrente de falta eficaz simétrica no ponto de instalação do religador, o tempo mínimo de fusão do fusível deve ser maior que o tempo de interrupção da curva temporizada do religador multiplicado por um fator K, cujo

26 24 valor varia com a seqüência de operação do tempo de religamento. Esses fatores de multiplicação estão ilustrados na Tabela 9.5. A curva característica do fusível deverá ser rebatida para o secundário do transformador multiplicando se seus valores pela relação de transformação (V (AT) /V (BT) ). A Figura 9.16 mostra o gráfico de coordenação para o caso Fusível Religador. Figura Curvas características para o fusível (no lado primário e secundário do transformador) e Religador (McGRAW-EDISON COMPANY). As curvas de tempo mínimo de fusão do fusível no lado primário do transformador estão plotadas em linhas verdes sólidas e tracejadas no gráfico da Figura 3.9. Devido a coordenação ser baseada em correntes de falta no lado secundário do transformador, as curvas do fusível devem ser referidas para o lado BT por meio da relação de transformação (V (AT) /V (BT) ). A interseção da curva mínima de fusão do elo fusível com a curva de atuação lenta do religador multiplicada pelo fator K determina a máxima corrente de coordenação. Quando o fator K não for conhecido, verifica se a coordenação para uma dada corrente de falta aplicando se fatores de correção ao tempo mínimo de fusão do elo fusível e ao tempo de operação do religador na curva temporizada. Esse último depende do número de religamentos e da curva de tempo retardada e rápida do religador, conforme é mostrado na Figura 9.17.

27 25 Figura Curvas características para o fusível (no lado primário e secundário do transformador) e Religador (McGRAW-EDISON COMPANY), com o fator K desconhecido. Sempre que possível deve se escolher a seqüência de operação que permita ao religador realizar 2 operações rápidas seguidas de 2 operações temporizadas, evitando a queima de um número maior de elos fusíveis, devido à faltas transitórias. 9.8 COORDENAÇÃO RELIGADOR RELIGADOR Para se obter a coordenação Religador Religador é necessário primeiramente selecionar diferentes valores nominais para as bobinas séries de religadores hidráulicos ou, caso estes sejam eletrônicos, selecionar valores diferentes para a mínima corrente de disparo pickup (McGRAW EDISON COMPANY). As curvas características dos religadores hidráulicos são similares às curvas de tempo inverso utilizadas em relés. A incorporação de um mecanismo de temporização adicional aos religadores pode produzir uma família de curvas características que são paralelas as curvas de tempo inverso. Isso tende a simplificar a coordenação (McGRAW EDISON COMPANY). Os religadores eletrônicos oferecem uma família de curvas características. O ponto de partida de uma curva em particular é influenciado pelo valor mínimo de disparo programado no religador, ou seja, a curva passa a existir a partir do ponto que

28 26 corresponde a corrente mínima de disparo. Com uma família de curvas e vários valores disponíveis de correntes de disparo (pickup), as características de um religador eletrônico podem ser customizadas de modo a se adaptarem às necessidades de qualquer coordenação específica (McGRAW EDISON COMPANY). As curvas características podem ser selecionadas para se fazer o melhor uso da temporização rápida e lenta, característica esta disponível em todos os religadores que, por sua vez, podem ser programados de modo a terem em sua seqüência de operação, uma ou mais operações rápidas seguida de operações temporizadas (McGRAW EDISON COMPANY). Um critério importante para a coordenação de dois religadores é a diferença de tempo (em ciclos) entre as suas curvas características (tempo x corrente). Todos os métodos de coordenação Religador Religador são baseados na suposição de que, na base de 60 ciclos, dois religadores em série com curvas características (tempo x corrente) separadas em menos de 2 ciclos (0,033 segundos) irão operar sempre simultaneamente, se separados em 2 e 12 ciclos (0,2 segundos) poderão operar simultaneamente, mas, se separados mais que 12 ciclos não irão operar simultaneamente. Haverá coordenação entre dois religadores quaisquer em série, se os religadores operarem simultaneamente na curva instantânea, mas não na temporizada, de modo a haver seletividade (ver Figura 9.18). Por outro lado, haverá seletividade caso o religador protegido estiver com o acessório de seqüência de coordenação ativada, quando então este acompanhará a seqüência de operação do religador protetor (ver Figura 9.19). Note que neste caso, a curva instantânea do religador R1 é mais lenta que a instantânea do R2. Esta condição é fundamental para que a coordenação da seqüência de operação seja efetuada.

29 27 Figura 9.18 Coordenação entre dois religadores.

30 28 Figura 9.19 Seletividade entre dois religadores Coordenação entre Religadores Hidráulicos operados somente pela bobina série Existem três métodos para a coordenação de religadores operados por bobinasérie e bobina de fechamento. Todos eles baseiam se na suposição de que, na base de 60 Hz, a curva temporizada do equipamento protegido, multiplicada por 0,9, deve ser 12 ciclos (0,2 segundos) mais lentas que a curva temporizada do equipamento protetor, multiplicada por 1,1 (CPFL). Além disso, os pickups do equipamento protetor devem ser iguais ou menores que os pickups do equipamento protegido. Por ordem decrescente de aplicação, os métodos de coordenação são os seguintes (ELETROBRAS, 1982): Primeiro método: Destina se a religadores com bobinas de capacidades nominais diferentes, mas com a mesma seqüência de operação. A Figura 9.20 mostra o trecho de um diagrama unifilar e as curvas características para três religadores. Neste exemplo, três religadores são ajustados com a mesma seqüência de operação (2A2B). As ramificações estão localizadas em pontos intermediários entre os religadores.

31 29 Figura 9.20 Curvas da coordenação Religador-Religador por meio de seleção de bobinas série para três tipos de religadores (ELETROBRAS, 1982). Note que poderão correr desligamentos simultâneos durante a operação dos religadores na curva rápida, porém, para faltas permanentes com magnitude até a corrente máxima de coordenação, somente o religador B35 irá desligar definitivamente o circuito. Logo, para que haja coordenação é necessário que para o valor de Imax coord: t B70 t B35 > 0,2 s E t B140 t B70 > 0,2 s Segundo método: Destina se a religadores com bobinas de mesma capacidade nominal, mas com diferentes seqüências de operação, conforme é mostrado na Figura Este método é indicado em situações especiais onde os religadores têm os mesmos valores nominais de bobina série. As seqüências de operação podem ser obtidas da seguinte maneira: o Mesmo número de operações, porém o número de operações rápidas do protetor é maior que o número de operações rápidas do protegido;

32 30 Figura 9.21 Exemplo de coordenação Religador-Religador usando o segundo método (número de operações rápidas do protetor maior que o protegido) (ELETROBRAS, 1982). Os religadores R1 e R2 operarão uma só vez simultaneamente para uma falta no ponto F, já que ambos os religadores estão operando na mesma curva instantânea. O R2 completa a sua segunda operação rápida antes do R1 operar na sua curva temporizada C. Se a falta for permanente, R2 opera e bloqueia, pois ele utiliza a curva temporizada B, que é mais rápida que a curva C do R1. Para que o esquema funcione, deve ser considerado um intervalo de tempo entre as curvas B e C capaz de evitar operações simultâneas de acordo com o nível de falta desejado. Neste método, o R1 só irá completar a sua seqüência de operação para uma falta permanente no ponto K. Para faltas na zona de proteção de R2 e R4 só haverá um único e rápido desligamento (R1 e R2 ou R1 e R4) do alimentador. o Número total de operações do religador protetor menor que o número total de operações do religador protegido. Figura Exemplo de coordenação Religador-Religador usando o segundo método (número total de operações do protegido maior que o número de operações do protetor). Terceiro método: Este método permite a combinação de religadores com diferença tanto nas capacidades nominais de suas bobinas quanto nas seqüências de operação, ou seja, é uma combinação entre os dois métodos citados anteriormente. A Figura 3.21 mostra o trecho de um diagrama unifilar para o terceiro método descrito.

33 31 Figura Exemplo de coordenação Religador-Religador usando o terceiro método (ELETROBRAS, 1982) Coordenação entre Religadores Eletrônicos Os religadores eletrônicos oferecem uma grande variedade de características de operação. Para que esses religadores sejam coordenados, algumas considerações devem ser estabelecidas, ou seja: níveis de corrente de disparo para faltas entre fases e faltas a terra, escolha de curvas características, seqüência de operação, intervalos de religamento e a aplicação de acessórios (McGRAW EDISON COMPANY). Neste tipo de religador, a coordenação poderá ser obtida ajustando se o disparo de terra (por meio de resistores ou outro método qualquer) do religador protetor a valores inferiores ao do religador protegido (GUIGUER, 1988). Da mesma forma, as curvas rápidas e lentas do religador protetor deverão ser, sempre que possíveis, inferiores as do religador protegido. Ao se obedecer a esse critério, a coordenação estará garantida (GUIGUER, 1988). Uma diretriz geral para a coordenação de religadores eletrônicos é coordená los por meio dos ajustes mínimos de disparo e pelas curvas características. Depois de se ter estabelecido as tensões nominais, as capacidades de interrupção e as capacidades nominais dos religadores a serem utilizados, devem ser determinadas as curvas características e os ajustes mínimos de disparos. No caso dos religadores hidráulicos, a corrente nominal da bobina série selecionada altera a capacidade de interrupção do mesmo. Por outro lado, nos religadores eletrônicos, o valor do ajuste mínimo de disparo não altera a capacidade máxima de interrupção do mesmo. De modo a garantir proteção contra faltas temporárias o religador localizado na subestação deve, sempre que possível, realizar pelo menos uma operação na curva rápida. Para que o religador protetor coordene com o religador protegido o seu número de operações na curva rápida deve ser maior ou igual ao o número de operações na curva rápida do religador protegido. Para faltas permanentes, as curvas temporizadas devem ser escolhidas de forma que o religador protetor elimine a falta permanente sem que o religador protegido complete a sua seqüência de operação e bloqueie. Os disparos simultâneos entre os religadores podem ser evitados por meio da seleção adequada de curvas e uso do acessório de seqüência de coordenação. A coordenação entre religadores eletrônicos poderá muitas vezes se tornar uma tarefa complicada, pois as curvas características dos diversos tipos de religadores eletrônicos são muitas vezes bastante diferentes entre si.

34 32 No caso específico de coordenação de religadores com controle eletrônico, devese observar o seguinte (Eletrobrás): Coordenar as unidades pela seleção adequada dos níveis de disparo mínimo e curvas tempo x corrente, respeitando o tempo de coordenação de 0,2s (curvas temporizadas). Escolher os intervalos de religamento de modo que o religador de retaguarda esteja fechado no instante do fechamento do religador protetor. Escolher os intervalos de rearme de modo que cada religador possa cumprir a sua seqüência predeterminada de operações, para todas as condições de falta. A corrente mínima de disparo do religador de retaguarda deve ser igual ou maior que a do religador protetor, de modo que este opere antes do religador de retaguarda. Os intervalos de rearme devem ser coordenados com a seqüência de operação de cada religador eletrônico, de modo a impedir o seu rearme durante a seqüência de operações com corrente próxima da de disparo mínimo. O valor teórico para o tempo de rearme pode ser calculado da seguinte maneira: Tempo de rearme = 1,1 x Σ(tempo total de todas as operações de abertura considerando a corrente de disparo mínimo) + 1,15 x (tempo total de intervalos de religamento) O intervalo de rearme do religador de retaguarda deve ser igual ou maior que o tempo de rearme do religador protetor. Como o tempo de abertura para as curvas de terra é geralmente maior do que para as de fase, aquelas são geralmente utilizadas para calcular o tempo de rearme teórico, quando o religador é equipado com acessório de disparo para defeitos de terra Acessórios para Religadores Eletrônicos Os acessórios poderão complicar a tarefa de coordenação, porém, podem fornecer muitos benefícios de forma a melhorar o desempenho do sistema de distribuição. Acessório de Seqüência de Coordenação: é usado para manter a continuidade do serviço de energia em ramais protegidos por religadores instalados em série. Este acessório previne que o religador protegido opere desnecessariamente, em suas curvas rápidas, para faltas que estão além do religador protetor. Deste modo, ele fornece benefícios imediatos com a redução de desligamentos momentâneos. Este acessório permite reduzir a freqüência média de interrupções momentâneas (POWER SYSTEMS COOPER, 2001). A Figura 9.25 mostra que para os dois religadores em série, para uma falta permanente ou temporária em F, os dois operarão em suas curvas rápidas. Neste caso, o religador R1 desligará desnecessariamente o trecho R1 R2 por duas vezes.

35 33 Figura 9.25 Coordenação Religador Religador sem o acessório de seqüência de coordenação (exemplo 1). Mesmo que o religador R1 esteja ajustado para uma curva rápida mais lenta que a rápida do R2, para uma falta permanente em F, o religador R1 operará na sua curva rápida (neste caso, dois desligamentos) quando o religador R2 estiver operando na curva lenta, conforme mostra a Figura Note que neste caso, para uma falta temporária em F, o religador R1 não desligará o circuito. Figura 9.26 Coordenação Religador Religador sem o acessório de seqüência de coordenação (exemplo 2). O objetivo é evitar que o religador protegido atue pela curva instantânea quando o religador protetor tiver atingido uma posição na sua seqüência de operação temporizada. Com o acessório de seqüência de coordenação ativado o religador à montante monitora a passagem da corrente de falta e suas interrupções durante um período equivalente ao tempo de religamento selecionado ou tempo de operação da proteção (tempo de interrupção), aquele que for maior (CPFL, 2003). A Figura 9.27 mostra um exemplo de coordenação onde o religador a montante está com o acessório de coordenação ativado.

36 34 Figura 9.27 Coordenação Religador Religador com o acessório de seqüência de coordenação ativado. Se a corrente de falta vier a ser interrompida pelo religador protetor então o religador de montante se move para a próxima curva característica de sua seqüência de operação e inicia a contagem de tempo para o rearme. O tempo de rearme para a seqüência de coordenação Se a falta não for interrompida dentro do tempo permitido pelo religador protegido a proteção do mesmo operará. Este acessório funciona somente nas operações rápidas, assim o número de operações a serem coordenadas é determinado pelo número de operações rápidas do religador protegido. A curva instantânea utilizada no religador protegido deve ter uma resposta mais lenta que a curva instantânea do religador protetor. Esta consideração também vale para os estudos de seletividade para defeitos a terra, onde são usadas as curvas de terra de dois religadores em série. Acessório de Disparo Instantâneo: é um acessório que amplia o intervalo de coordenação do religador com os dispositivos de proteção a montante (no lado da fonte) quando da ocorrência de elevadas correntes de falta. Para correntes acima de um pré determinado nível, este acessório permite contornar as características de tempo x corrente da curva temporizada do religador e eliminar instantâneamente a falta (McGRAW EDISON COMPANY). O ajuste do disparo instantâneo é função do múltiplo da corrente mínima de disparo. Assim, quando a corrente de falta exceder o valor resultante do produto entre múltiplo escolhido no acessório e a mínima corrente de disparo (pickup) do religador, o religador irá disparar instantaneamente, como mostra a Figura 9.28 (McGRAW EDISON COMPANY). Os múltiplos de disparo de terra não precisam ser necessariamente iguais aos de fase. Para correntes de falta abaixo do múltiplo selecionado, valem as características originais das curvas temporizadas (McGRAW EDISON COMPANY). Caso haja mudanças nas características do sistema, o múltiplo pode ser facilmente mudado para outro valor ou para diferentes operações de seqüências (McGRAW EDISON COMPANY).

37 35 A Figura 9.28 mostra um religador eletrônico com este acessório. Para uma situação em que não haja o acessório de disparo instantâneo, o intervalo de coordenação seria até a intersecção entre da curva do religador (tracejada em azul) e a curva mina de fusão do elo fusível referida ao lado de baixa tensão do transformador. Com a inclusão do acessório, este intervalo aumenta, possibilitando assim uma maior região de coordenação, o que é um grande benefício para a proteção do trecho do sistema onde ele se encontra instalado. Fusível Religador Curva de mínima fusão do fusível referida ao lado BT Curva temporizada do religador x K M Múltiplo escolhido no Acessório Tempo (s) Curva do religador alterada pelo acessório I Disparo Corrente mínima de disparo (pickup) do religador Intervalo de coordenação sem o acessório Intervalo de coordenação com o acessório I Min Disparo I Min Disparo x M Corrente (A) Figura 9.28 Coordenação Fusível-Religador (fusível no lado da fonte) utilizando o acessório de disparo instantâneo (McGRAW-EDISON COMPANY). Acessório de Desligamento Definitivo Instantâneo: é um acessório que, ao detectar uma corrente de falta acima do nível pré selecionado (ajuste) de corrente, interrompe imediatamente a seqüência de operação programada e abre em definitivo os seus contatos (McGRAW EDISON COMPANY). Este acessório é bastante útil quando se deseja minimizar os efeitos das altas magnitudes de corrente de falta, nas proximidades do religador, onde é alta a probabilidade da falta ser permanente, e também quando a coordenação com dispositivos a jusante não for exigida (McGRAW EDISON COMPANY). Com eliminação das tentativas de religamento, reduz se ainda o estresse aos quais os cabos e equipamentos são submetidos durante a falta. A corrente de disparo do acessório de desligamento definitivo instantâneo é ajustada de modo semelhante ao acessório de disparo instantâneo, ou seja, os seus múltiplos de ajuste são escolhidos em função da corrente mínima de disparo do

38 36 religador. Este acessório permite até 4 operações de religamento antes do bloqueio do religador (McGRAW EDISON COMPANY). Acessório de Disparo Instantâneo / Acessório de Desligamento Definitivo Instantâneo: Por meio da combinação dos dois acessórios comentados anteriormente, consegue se prover proteção por meio de três zonas de operação, conforme mostra a Figura A 6400 A Icc max simétrica Figura 9.29 Zonas de operação do religador em função dos acessórios de desligamento definitivo instantâneo e disparo instantâneo. Para faltas permanentes em F1 o religador poderá operar até 03 vezes, pois o seccionalizador isolará o defeito após a terceira operação do religador. Para uma falta em F2, o religador e o elo fusível deverão estar coordenados. Acessório de Reset: Este acessório permite que o religador de retaguarda reset completamente suas seqüências de operação num curto intervalo de tempo (menor que o padrão), depois do religador protetor ter tido sucesso na eliminação da falta. Normalmente, o padrão de temporização de reset de um religador tem início na primeira operação de disparo e deve ser longo o suficiente para comportar a seqüência completa de operação do religador. Mas, com esse acessório, o reset inicia sempre que o religador detectar uma corrente menor do que a mínima corrente de disparo ajustada, depois de uma ou algumas operações. Isto pode ser verificado por meio da Figura Quando dois religadores, que estão coordenados e instalados em série, disparam simultaneamente na curva rápida (ou quando o religador de retaguarda é programado para operar na sua curva rápida antes que a unidade a jusante dele opere em sua curva temporizada) o religador de retaguarda freqüentemente estará fora de sua

39 37 posição inicial de seqüência de operação. Isto faz com que o religador fique suscetível a operações temporizadas para faltas dentro de sua zona de proteção e que deveriam ter sido eliminadas, primeiro, por suas operações rápidas. O tempo de reset deve ser maior que o mais longo intervalo de religamento dos religadores a jusante ou a montante, com o qual o religador irá coordenar. O acessório de reset pertencente ao religador que obteve sucesso na eliminação da falta, rapidamente reseta fazendo com que o religador volte ao seu estado inicial de seqüência. As condições para que esse acessório inicie o período de temporização de reset é que o religador esteja com seus contatos fechados e que não haja corrente alguma passante por ele com valor superior ao nível mínimo de disparo. Figura 9.30 Acessório de reset.

40 38 10 ANEXOS DADOS DE RELIGADORES 10.1 RELIGADOR TIPO KF DA MCGRAW-EDISON INTRODUÇÃO O religador KF é um religador com controles hidráulicos, com isolação à óleo e abertura feita em garrafas de vácuo CARACTERÍSTICAS NOMINAIS Corrente nominal: 280 A Tensão nominal: 14,4kV NBI: 110kV * * Esta tensão não deve ser aplicada com os contatos abertos. Nesta condição a isolação de religador é menor que 110kV CORRENTE DE "PICK-UP" E CAPACIDADE DE INTERRUPÇÃO O religador KF utiliza bobinas séries como elemento sensor de fase, sendo que a corrente de "pick up" da bobina é o dobro de sua capacidade nominal. Também a capacidade de interrupção é afetada pela bobina usada. Veja a Tabela 10.1 para os valores disponíveis. O sensor para as operações de terra é eletrônico e possui os seguintes ajustes de corrente de disparo: 5A, 10A, 20A, 35A, 50A, 100A, 140A, 200A e 280A. Apesar da grande quantidade de ajustes disponíveis, deve se utilizar os valores 5A e 10A. Corrente nominal Tabela Bobinas séries do Religador KF. Corrente de pickup Capacidade de interrupção simétrica à 14,4 kv NÚMERO DE OPERAÇÕES O religador pode ser ajustado para executar 2, 3 ou 4 operações para bloqueio (uma operação para bloqueio só é conseguida abaixando se a alavanca de bloqueio após a

41 39 primeira operação). O ajuste é único para as operações de fase e terra, isto é, a quantidade de operações para bloqueio para fase e terra será o mesmo. Como o mecanismo de integração do número de operações é único para fase e terra, em um bloqueio as operações podem ser todas de fase, todas de terra ou uma combinação delas SEQÜÊNCIAS DE OPERAÇÕES O religador KF possui seqüências de operações independentes para fase e terra, sendo que para qualquer uma delas é possível termos de nenhuma até 4 operações rápidas. O número de operações temporizadas será o número de operações para bloqueio menos o número de operações rápidas CURVAS CARACTERÍSTICAS DE OPERAÇÃO DE FASE As curvas características de operação de fase para o religador kf são a tempo inverso. Este religador possui uma única curva rápida (curva A) que será usada quando o religador realizar suas operações rápidas. A curva A mostrada na Figura 10.1 é o tempo máximo de interrupção do equipamento, e portanto, todos os erros serão negativos. O religador oferece ainda, duas curvas temporizadas (B e C) para a escolha do projetista, a Figura 10.1 mostra o tempo médio de operação, cuja variação é de 10% para mais ou para menos.

42 40 Figura 10.1 Curva característica tempo x corrente de fase do religador KF.

43 CURVAS CARACTERÍSTICAS DE OPERAÇÃO DE TERRA O religador KF oferece as curvas de operação de terra a tempo definido, mostradas na Tabela 10.2 e nas figuras XII.2 a XII.10. Note nestas figuras que cada curva é composta por um par de curvas. A curva inferior é o menor tempo em que o religador opera, já levandose em consideração os erros. A curva superior é o máximo tempo em que o religador operará, quando o seu capacitor de carga estiver totalmente descarregado. Se a corrente de carga for maior que 5A o capacitor pode ser considerado como carregado para a primeira operação. Nos casos em que a corrente da linha é menor que 5A, ou em operações subsequentes à primeira, ou outros casos em que o capacitor não estiver totalmente carregado, o tempo de abertura estará entre as curvas superior e inferior. Assim para a verificação da coordenação com relés o tempo da curva superior deve ser o considerado. Observe ainda que as curvas de terra são dadas em amperes, e que portanto, não é necessário deslocá las quando o "pick up" for diferente de 5A, bastando desprezar o início da curva até o "pick up" desejado. Tabela Curvas características de operação para terra. Curva Tempo Médio (s) 1 0,1 2 0,2 3 0,5 4 1,0 5 2,0 6 3,0 7 5,0 8 10,0 9 15,0

44 42 Figura 10.2 Curva característica tempo x corrente de terra do religador KF 2. Figura 10.3 Curva característica tempo x corrente de terra do religador KF 3.

45 43 Figura 10.4 Curva característica tempo x corrente de terra do religador KF 4. Figura 10.5 Curva característica tempo x corrente de terra do religador KF 5.

46 44 Figura 10.6 Curva característica tempo x corrente de terra do religador KF 6.

47 45 Figura 10.7 Curva característica tempo x corrente de terra do religador KF 7.

48 46 Figura 10.8 Curva característica tempo x corrente de terra do religador KF 8.

49 47 Figura 10.9 Curva característica tempo x corrente de terra do religador KF TEMPOS DE RELIGAMENTO O religador KF possui um único tempo de religamento, não ajustável, de 2 s TEMPO DE REARME O tempo de rearme do religador KF é em torno de 1 minuto a 1,5 minuto por operação, sendo que o tempo total de rearme após o bloqueio do religador é de aproximadamente 7 minutos.

50 RELIGADORES TIPOS OYT-250 E OYT-400 DA REYROLLE INTRODUÇÃO Este anexo traz os ajustes e curvas que estão disponíveis nos religadores OYT 250 e OYT 400 da Reyrolle. Os religadores OYT são religadores com controle hidráulico e isolação e abertura em óleo CARACTERÍSTICAS NOMINAIS Corrente Nominal: 250A ou 400A Tensão Nominal: 14,4 kv NBI: 110 kv CORRENTES DE "PICK-UPS" E CAPACIDADE DE INTERRUPÇÃO Os religadores OYT utilizam bobinas séries como elemento sensor de fase, sendo que a corrente de "pick up" é o dobro da corrente nominal. A capacidade de interrupção também é afetada pela bobina usada. Veja a Tabela 10.3 para os valores disponíveis. O sensor para defeitos à terra é eletrônico e pode ser ajustado em 5A, 10A ou 20A. Tabela Bobinas séries dos religadores OYT. Corrente Corrente Capacidade de interrupção Nominal de Até 11 kv Até 13,8 kv (A) pickup (A) Sim. Assim. Sim. Assim

51 NÚMERO DE OPERAÇÕES Os religadores OYT permitem o ajuste do número total de operações para o bloqueio em 1, 2, 3 ou 4 operações. O número de operações para bloqueio escolhido será o número de operações para fase, para terra ou mesmo para uma combinação de operações de fase e terra SEQÜÊNCIAS DE OPERAÇÕES As seqüências de operações para os religadores OYT é a mesma para fase e terra. É possível selecionar se de nenhuma a quatro operações temporizadas, sendo o número de operações rápidas a diferença entre o número de operações para o bloqueio menos o número de operações lentas, exceto quando todas as operações forem lentas CURVAS CARACTERÍSTICAS DE OPERAÇÃO DE FASE Os religadores OYT oferecem apenas uma curva rápida de fase, a curva H, e duas curvas temporizadas, Kl e Ks, sendo que alguns religadores possuem ainda uma terceira curva temporizada, curva D, que é mais lenta que as duas anteriores. Ao utilizar a curva D deve se verificar se o religador a ser usado possui esta curva. A Figura mostra as curvas de fase dos religadores OYT, a curva H mostrando o máximo tempo de interrupção e as outras curvas mostrando o tempo médio, os quais podem ter uma variação de 10% para mais ou para menos.

52 50 Figura Curvas de fase dos religadores OYT CURVAS CARACTERÍSTICAS DE OPERAÇÃO DE TERRA Os religadores OYT oferecem uma curva rápida de terra e várias curvas temporizadas, sendo que estas últimas são curvas a tempo definido. As curvas temporizadas de terra oferecidas originalmente pelos religadores OYT são de 0,5s; 1,0s; 2,0s; 5,0s; 9,0s e 13s. Entretanto, devido a substituição dos temporizadores originais por outros temporizadores fabricados na própria CPFL, atualmente existem religadores com outros valores de tempo. São encontradas normalmente as seguintes combinações de curvas: 0,5 s; 1,0 s e 2,0 s; Ou, 1,0 s; 2,0 s e 3,0 s. Ao usar uma curva de terra que não seja comum a todos os religadores, deve se verificar se o equipamento a ser utilizado possui a curva desejada.

53 51 A Figura mostra as curvas originais dos religadores OYT. Note que os valores de correntes estão em ampéres e que, portanto, não há necessidade de deslocá las para valores de "pick up" diferentes de 5A, bastando desprezar o início da curva. Com exceção da curva rápida, que mostra o tempo máximo de interrupção, todas as outras têm uma tolerância de 10% para mais ou para menos TEMPOS DE RELIGAMENTO Figura Curvas de terra dos religadores OYT. O tempo de religamento dos religadores OYT é de 2,0s. Este tempo é único e não é ajustável.

54 TEMPO DE REARME O tempo de rearme dos religadores OYT é de 1,5 minuto por operação. O tempo total de rearme após o bloqueio é de aproximadamente 7 minutos. Este tempo não é ajustável RELIGADORES TIPO SEV-280 DA WESTINGHOUSE INTRODUÇÃO Os ajustes e as curvas disponíveis para o religador SEV 280 da Westinghouse serão descritos a seguir. O religador SEV 280 é isolado a óleo e faz a interrupção da corrente em garrafas de vácuo. Este religador possui controle eletrônico para todas as suas funções CARACTERÍSTICAS NOMINAIS Corrente nominal: 280A Tensão nominal: 11,5kV e 13,2kV Capacidade de interrupção: 6000A simétricos NBI: 110kV * * Não aplicável entre contatos abertos. Capacidade de isolamento é 25% inferior nesta condição CORRENTES DE "PICK-UP" O religador SEV 280 possui um número grande de "pick up" para fase e para terra, entretanto, deve ser observado que o "pick up" de terra é dependente do "pick up" de fase. Os "pick ups" possíveis estão indicados na Tabela A CPFL possui os módulos calibradores da corrente de pick up de terra números 9, 10, 11 e 12, que devem atender a todas as nossas necessidades. Tabela 10.4 Pickup de terra do relé SEV-280.

55 NÚMERO DE OPERAÇÕES O número de operações para bloqueio é comum para as operações de fase e terra e pode ser ajustado desde 1 até 4 operações para bloqueio SEQÜÊNCIAS DE OPERAÇÕES As seqüências de operações do religador SEV 280 é comum para fase e terra, isto é, uma mesma seqüência será executada, quer o defeito seja para a terra quer ele seja entre fases. Podem ser ajustadas desde nenhuma até três operações rápidas. O número de operações lentas será o número de operações para bloqueio menos o número de operações na curva rápida. Note que se o ajuste escolhido for quatro operações para bloqueio haverá, então, pelo menos uma operação na curva temporizada. Deve ser observado ainda que as operações nas curvas rápidas sempre precedem as operações na curva temporizada CURVAS CARACTERÍSTICAS DE OPERAÇÃO DE FASE O religador SEV 280 oferece as seguintes curvas de fase: Rápidas: A, B, C, D Temporizadas: E, F, G, H, Dessas a CPFL possui as curvas B, C, E, F, e G. Todas as curvas oferecidas pelo religador SEV 280 são curvas muito inversas. A Figura mostra as curvas de fase. As curvas mostradas são curvas de atuação de relé, o tempo total de operação de religador é

56 54 obtido somando se 36 ms à curva dada. Para se verificar a coordenação do religador com fusíveis, deve se somar os 36 ms nas operações temporizadas. Os tempos mostrados na Figura são tempos médios, com variação de 10% para mais ou para menos. Figura Curvas de fase do religador SEV CURVAS CARACTERÍSTICAS DE OPERAÇÃO DE TERRA O religador SEV 280 oferece as seguintes curvas de terra: Rápidas: J, K, L Temporizadas: N, O, P e Q Dessas a CPFL possui as curvas K, L, O e P. A Figura mostra as curvas de terra. As curvas mostradas são as curvas de atuação do relé. Para se observar o tempo total de interrupção soma se 36 ms à curva

57 55 dada. Para a verificação da coordenação entre o religador e os elos fusíveis, é necessário somar se os 36 ms nas curvas das operações rápidas, mas não nas curvas das operações temporizadas. Os tempos mostrados também são tempos médios, com variação de 10% para mais ou para menos. Figura Curvas de terra do religador SEV TEMPOS DE RELIGAMENTO Por ser um religador com relé eletrônico, o religador SEV 280 apresenta tempos de religamento ajustáveis. A Tabela 10.5 mostra os tempos disponíveis. Tabela Tempos de religamento do religador SEV-280. Primeiro religamento (s) 0,6 1,25 2,5 Segundo e terceiro religamento (s) 2,5 5,0 10,0 20,0 Para o primeiro religamento use o tempo de 2,5 s. Use os tempos menores apenas se houver necessidade. Para o segundo e o terceiro religamento use também os tempos de 2,5s. Se houver necessidade, devido à coordenação com relés, pode se usar o tempo de 5,0s. Os tempos maiores deverão ser evitados.

58 TEMPO DE REARME O religador SEV 280 também oferece vários tempos de rearme. O tempo de rearme no religador SEV 280 é o tempo que o religador demora para voltar à primeira operação. A contagem de tempo de rearme inicia se após uma operação de fechamento automática ter sido executada e continua até que o tempo de rearme se complete, ou outra operação de abertura e fechamento seja efetuada. Os tempos de rearme disponíveis são os seguintes: 20s, 40s, 80s e 160s RELIGADOR TIPO PMR-1-15 DA BRUSH SWITCHGEAR INTRODUÇÃO Este anexo traz as curvas e os ajustes disponíveis no religador tipo PMR 1 15 da Brush Switchgear. O religador PMR 1 15 é um religador com isolação e interrupção em SF6 (hexafluoreto de enxofre) e que possui controle totalmente eletrônico, através do relé Dynatrip II CARACTERÍSTICAS NOMINAIS Corrente nominal : 400A Tensão nominal : 11,9kV e 13,8kV Capacidade de interrupção: 6kA simétricos NBI : 110kV CORRENTE DE "PICK-UP" DE FASE Unidade Temporizada A corrente de "pick up" da unidade temporizada de fase pode ser ajustada em 25%, 50%, 75%, 100%, 125%, 159%, 200% e 225% da relação nominal do TC do religador. Como os religadores adquiridos pela CPFL tem relações nominais de 100 1A e de 200 1A os valores que podem ser ajustados são aqueles da Tabela Unidade Instantânea Esta unidade possui um "Fator de Escala" (FE), que aumenta o "pick up" da unidade instantânea em relação à unidade temporizada. Este Fator de Escala pode ser ajustado em 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0; 2,2 e 2,4. O valor da corrente de "pick up" da unidade instantânea é determinado multiplicando se o valor da corrente de "pick up" da unidade temporizada de fase pelo fator de escala. Este recurso da unidade instantânea pode ser utilizado para aumentar a corrente de pick up da curva instantânea para valores acima da corrente de inrush. Sugere se que inicialmente seja utilizado o FE=1, o que fará com que a corrente de pick up da unidade instantânea seja igual à da unidade temporizada. A utilização de fatores de escala maiores de 1 prejudica a coordenação com elos fusíveis.

59 57 Tabela 10.6 Corrente de "pick-up" da fase Restrições quanto ao Ajuste de Mínima Corrente de Disparo O relé microprocessador foi projetado para consumir o mínimo de energia possível. Dessa forma o relé permanece em estado dormente até que a corrente detectada se aproxime da mínima corrente de disparo ajustada. Neste momento o relé microprocessador é ativado e o consumo de energia aumenta. O relé é ativado com aproximadamente 90% da mínima corrente de disparo ajustada e entra em estado dormente para um valor igual ou menor que 70% desse ajuste. O consumo do relé em estado dormente é de aproximadamente 36 A e de 60 ma quando em estado ativado. Para prevenir o consumo desnecessário, que causa o descarregamento prematuro da bateria, recomenda se que a mínima corrente de disparo seja ajustada a pelo menos 160% do máximo valor de corrente de carga esperado.

60 58 Observação: A CPFL através de orientações do fabricante, está modificando os relés, de maneira que os mesmos passem ao estado ativo com 100% do ajuste de "pickup" e retornem ao estado dormente com 90% da corrente de "pick up". Caso o relé a ser utilizado já tenha sofrido a modificação, então o "pick up" de fase poderá ser apenas ligeiramente maior que a maior corrente de carga esperada CURVAS TEMPO X CORRENTE DE FASE Curvas Temporizadas Figura Curvas normalmente inversa. O religador PMR 1 15 permite dois tipos de curva tempo x corrente, uma normalmente inversa e uma muito inversa, o que permite que a curva do religador se adapte ao tipo de curva utilizado pelo equipamento de proteção da subestação.

61 59 Para cada tipo de curva (normalmente inversa ou muito inversa) existem 8 diferentes temporizações. Sugere se que quando não houver prejuízo na proteção ou na coordenação entre o religador PMR 1 15 e o equipamento de proteção da SE a curva utilizada seja a normalmente inversa. Estas curvas estão mostradas nas Figuras XV.1 e XV.2. Figura Curvas muito inversa. Curva Rápida de Fase É uma curva única, mostrada na Figura 10.16, à qual, entretanto, podem ser acrescidos tempos, conforme será mostrado no item referente ao tempo mínimo de resposta.

62 60 Figura Curva rápida de fase e fator de escala CORRENTE DE "PICK-UP" DE TERRA (RESIDUAL) Unidade Temporizada A corrente de "pick up" da unidade temporizada de terra pode ser ajustada em 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% e 90% da relação nominal do TC do religador. As possíveis correntes de "pick up" temporizada de terra estão na Tabela Unidade Instantânea Assim como a unidade instantânea de fase, a unidade instantânea de terra possui um "Fator de Escala" (FE), que aumenta o "pick up" da unidade temporizada, e que pode ser ajustado em 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0; 2,2 e 2,4. Tabela 10.7 Corrente de "pick-up" de terra residual. O valor da corrente de "pick up" da unidade instantânea de terra é determinado multiplicando se a corrente de "pick up" da unidade temporizada de terra pelo fator de escala. Sugere se que inicialmente seja utilizado o FE=1. A utilização de fatores de escala maiores que 1 prejudica a coordenação com elos fusíveis, entretanto estes poderão ser

63 61 usados para se evitar que a curva instantânea cubra parte da UST o que poderia fazer o religador operar mais de 4 vezes em uma mesma seqüências CURVAS TEMPO X CORRENTE DE TERRA Curvas Temporizadas São as mesmas curvas que as utilizadas para fase, entretanto o ajuste do tipo de curva e da temporização é independente dos ajustes feitos para fase. Sugere se que, quando não houver prejuízo na proteção ou na coordenação entre o religador PMR 1 15 e o equipamento de proteção da S/E a curva utilizada seja a normalmente inversa. Curva Instantânea de Terra É uma curva única e idêntica à curva instantânea de fase UNIDADE SENSÍVEL DE TERRA (UST) O religador PMR1 15, também possui uma outra unidade de proteção de terra com um "pick up" menor que a proteção residual de terra e com curvas de tempos definidos em 0,5; 1,5; 2,5; 3,5; 5; 8; 10 e 24 segundos, conforme mostrado na figura XV.4. Chamamos essa unidade de Unidade Sensível de Terra (UST). O valor de corrente de "pick up" da UST é determinado multiplicando se o valor da corrente de "pick up" da unidade temporizada de terra por um "Fator de Escala" (FE). Esse fator de escala pode ser 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4 e 0,45.

64 62 Figura Curvas da UST. O menor valor da corrente de "pick up" que deve ser ajustado na UST para que o religador opere corretamente é de 4 A para religadores com TC de relação A e de 5 A para relação Caso o "pick up" seja ajustado para valores inferiores à esses, o religador poderá sofrer desligamentos mesmo que a corrente de neutro esteja abaixo do valor ajustado. Caso se deseje ou caso seja necessário é possível bloquear a UST de maneira que o religador só funcione com as curvas temporizada e instantâneo da proteção. Sugere se utilizar temporizações de 2,5 s ou 3,5 s e "pick ups" em torno de 8 A. Exemplo: TC=100/1 %reltc=20% â 0,2 4 min 100

65 63 Figura Ajuste de terra FE=1. É possível que a curva de tempo definido da UST cruze com a curva temporizada de terra. Se o FE da curva instantânea utilizado for o 1,0, então a curva da UST estará entre as curvas temporizada e instantânea. Neste caso é possível que uma corrente de defeito faça o religador atuar pela curva rápida e depois pela UST até o bloqueio. Isto faria com que o religador operasse tantas vezes quanto a soma do número de operações instantâneas mais o número de operações da UST. Embora essa situação não seja indesejável é possível evitá la utilizando se um FE para a curva instantânea de tal maneira que a sua corrente de "pick up" fique acima da corrente do cruzamento da curva temporizada e da UST (Veja a Figura e a Figura 10.19).

66 64 Figura Ajuste de terra FE = NÚMERO TOTAL DE OPERAÇÕES Cada unidade (fase, terra e UST) tem um ajuste para a quantidade total de operações para bloqueio independente das demais unidades. Assim, para que o religador bloqueie é necessário que ele opere por uma das três unidades até atingir a quantidade de operações ajustadas nesta unidade. Qualquer unidade (fase, terra ou UST) pode ser ajustada para 1, 2, 3 ou 4 operações até o bloqueio.