TCC COMPLETO 030614.pdf

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAO, CINCIA E TECNOLOGIA-IFTO CAMPUS- PALMAS

FRANKLIN DA SILVA OLIVEIRA

APLICAO DE RELIGADORES AUTOMATIZADOS NAS REDES DE

DISTRIBUIO PRIMRIAS DA COMPANHIA DE ENERGIA

ELTRICA DO ESTADO DO TOCANTINS - CELTINS

Palmas, TO.

2011





Trabalho de Concluso de Curso

apresentado Coordenao da rea de

Indstria como requisito final para

obteno do diploma de concluso do

Curso Superior de Tecnologia em Sistemas

Eltrico do Instituto Federal de Educao,

Cincia e Tecnologia Campus Palmas.

Orientador: Profo Msc. Fbio Lima de

Albuquerque

Palmas, TO

2011

R672e

Oliveira, Franklin da Silva.

Aplicao de Religadores Automatizados nas redes de distribuio primrias da Companhia de Energia Eltrica do Estado do Tocantins - CELTINS / Franklin da Silva Oliveira. Palmas-TO, 2011.

93f. : il. Trabalho de Concluso de Curso (Graduao Tecnolgica em

Sistemas Eltricos) Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia do Tocantins Campus Palmas, 2011.

Orientador: Profo Msc. Augusto Lima de Albuquerque

1. Automao. 2. Religadores. 3. Qualidade. I. Oliveira, Franklin

da Silva II. Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia do Tocantins Campus Palmas. III. Ttulo

CDD 621.3121





Este Trabalho de Concluso de Curso foi julgado e aprovado como cumprimento s

exigncias legais do currculo do Curso Superior de Tecnologia em Sistemas

Eltricos pela Coordenao da rea Indstria no Instituto Federal de Cincia e

Tecnologia -IFTO Campus Palmas.

Palmas, 02 de dezembro de 2011.

______________________________________

Prof. Dr. Elcio Precioso de Paiva Supervisor do Trabalho de Concluso de Curso

_____________________________________

Prof. M.Sc. Mateus Lima Peduzzi Coordenador

Banca Examinadora:

______________________________________

Profo Msc. Fbio Lima de Albuquerque Presidente e Orientador

______________________________________

Profo Msc. Srgio Batista Silva Co-Orientador

______________________________________

Prof. Msc. Kaisson Teodoro de Souza Membro de Banca Examinadora

AGRADECIMENTOS

A Deus por me conceder sade, inteligncia e principalmente fora nessa reta

final.

A minha famlia que sempre estiveram do meu lado.

Aos meus amigos e colegas de turma.

Aos meus cachorros Johw e Jolie que fazem a alegria da casa.

A Milena minha noiva e futura esposa.

E a todos que colaboraram de forma direta ou indireta para este trabalho.

RESUMO

Este trabalho visa mostrar todo o processo de automatizao implantado nas

linhas de distribuio de 13,8kV e 34,5kV da Companhia de Energia Eltrica do

Estado do Tocantins CELTINS. Foi feito um levantamento de cada equipamento,

bem como o funcionamento dos mesmos. Foi feito uma anlise dos benefcios

adquiridos nas LDs da CELTINS. Benefcios estes, que impacta diretamente na

reduo dos indicadores exigidos pela Agncia Nacional de Energia Eltrica -

ANEEL, onde os mesmos so confrontados atravs de grficos e planilhas. Aliado a

isto uma melhoria na qualidade da energia fornecida aos consumidores.

Palavras-chave: redes automatizadas, qualidade, energia eltrica.

ABSTRACT

This work aims to show the whole process of automation implemented in the

distribution lines of 13.8kV and 34.5kV Electric Power Company of the State of

Tocantins CELTINS. A survey was administered to each device, and the operation

thereof. He was madean analysis of the benefits acquired the indicators required by

the National Agency of Electric Energy ANEEL, where they are confronted with

chartsand spreadsheets. Allied to this improvement in the quality of energy supplied

toconsumers.

Keywords: automated networks, quality, power.

1 INTRODUO

cada vez maior as exigncias dos consumidores na qualidade da energia

eltrica fornecida, aliadas a uma contnua necessidade de melhoria dos indicadores

de qualidade como mais um aspecto relevante da eficincia das empresas

distribuidoras de energia eltrica, tem conduzido utilizao de dispositivos eletro-

eletrnicos nos centros operacionais de sistemas eltricos de potncia.

Essa necessidade, aliada evoluo tecnolgica de hardwares e softwares

tornaram os sistemas de automao confiveis, resistentes e com custo acessvel,

permitiu a utilizao de tecnologia de ponta nos processos operacionais de energia

eltrica. O telecomando de religadores uma dessas tecnologias de ponta com

timo impacto na melhoria dos indicadores e na qualidade da energia fornecida.

1.1 TEMA

Automatizao dos religadores na rede de distribuio de 13,8kV e 34,5kV da

Companhia de Energia Eltrica do Estado do Tocantins - CELTINS

1.1.1 Delimitao do Tema

Um estudo sobre aplicao de religadores automatizados na rede de

distribuio de 13,8kV e 34,5kV e o seu impacto direto na reduo dos indicadores

nos circuitos da concessionria CELTINS.

1.2 PROBLEMTICA

O que fazer para reduzir o tempo de recomposio nos circuitos de

distribuio com indicadores elevados da CELTINS?

1.3 HIPTESE DO TRABALHO

Automatizao dos religadores na rede de distribuio de 13,8kV e 34,5kV da

e 34,5kV da Companhia de Energia Eltrica do Estado do Tocantins CELTINS.

1.4 OBJETIVOS

1.4.1 Geral

Analisar a aplicao de religadores automatizados nos circuitos de

distribuio da CELTINS com altos ndices de interrupes no fornecimento de

energia eltrica, com intuito de reduzir os indicadores DEC e FEC.

1.4.2 Especficos

- Estudar quais equipamentos e tecnologias atende melhor a concessionria;

- Fazer levantamento dos circuitos de distribuio com indicadores elevados;

- Estudar a viabilidade tcnica na implantao de religadores automatizados;

- Comparar o modelo antigo com o modelo novo ressaltando as melhorias.

1.5 JUSTIFICATIVA

medida que os benefcios da energia passaram a fazer parte do dia a dia

das pessoas, natural que se tenha uma preocupao quanto qualidade da

energia, bem como, com a continuidade do servio fornecido.

Atualmente os custos e prejuzos com as redes de distribuio do-se a maior

parte devido s interrupes no fornecimento da energia eltrica e as dificuldades no

restabelecimento do servio.

Diante desta situao, se fez necessrio um estudo para diminuir as

interrupes no fornecimento de energia eltrica. A aplicao de religadores

telecomandados nos circuitos crticos da CELTINS ser relevante, pois alm de

reduzir o tempo com manobras, impactar diretamente nos indicadores.

1.6 METODOLOGIA

Esta pesquisa um estudo sobre a viabilidade tcnica na instalao de

Religadores Automatizados aplicados nos circuitos da concessionria CELTINS. Ela

obedecer s seguintes etapas: pesquisa tcnica, documental e de campo.

Na primeira fase foi realizado um levantamento tcnico e estrutural dos

equipamentos das linhas de distribuio em 13,8kV e 34,5kV.

Na segunda fase do projeto, foram definidos os religadores e tecnologias

adotadas.

1.7 ESTRUTURA DO TRABALHO

O trabalho est organizado em 7 captulos e X anexos, conforme apresentado

nas linhas abaixo.

O Captulo 1 feita uma apresentao e uma abordagem inicial do problema

proposto para o trabalho em questo.

O Captulo 2 estruturado em duas partes:

a) Equipamentos de redes de distribuio:

Neste tpico feita uma abordagem detalhada dos equipamentos eltricos

que so utilizados nas redes de distribuio primria de 13,8kV e 34,5kV da

CELTINS, onde se destacam: chaves e seccionadores, pra-raios, isoladores,

transformadores de corrente, transformadores de potencial, religadores e

disjuntores.

O objetivo deste item conhecer os princpios bsicos de funcionamento de

cada um dos equipamentos acima citados, bem como suas aplicaes e suas

caractersticas eltricas.

b) Proteo de Sistemas Eltricos

Neste tpico feita uma explanao sobre a filosofia das protees, sua

finalidade e seus principais dispositivos utilizados nos circuitos de distribuio.

O objetivo desse tpico mostrar todos os recursos que os rels possuem

para proteger um circuito eltrico de distribuio.

O Captulo 3 fala sobre a telecomunicao aplicada nos Sistemas Eltricos

de Potncia.

O objetivo deste captulo mostrar os meios de comunicao, sua topologia e

os dispositivos de Telecom disponveis atualmente para o setor eltrico.

O Captulo 4 apresenta os indicadores DEC/FEC e DIC/FIC exigidos pela

ANEEL as concessionrias de energia eltrica.

O objetivo deste item explanar de forma clara os ndices de qualidade do

setor eltrico.

O Captulo 5 traz a aplicao do modelo e equipamentos adotados pela

CELTINS para telecomandar seus religadores, este captulo ser dividido em duas

partes:

a) RELIGADOR E REL:

Neste tpico ilustra inicialmente o religador e o rel designados, suas

particularidades e recursos disponveis para atender a proteo.

b) AUTOMAO E ACESSRIOS:

Neste tpico ilustra os recursos que a UTR UNIDADE TERMINAL REMOTA

dispe para executar telecomandos, supervisionar, bem como os meios para tais

funes.

O objetivo deste Captulo mostrar a integrao do sistema de proteo

(RELIGADOR E REL) com o sistema de automao.

O Captulo 6 apresentado os benefcios que os circuitos de distribuio

automatizados trouxeram a concessionria CELTINS.

O objetivo deste captulo demonstrar os ganhos reais com a implantao do

telecomando, mostrando anlises de circuitos antes e depois da melhoria. Por fim,

os resultados mostram os benefcios obtidos pela concessionria.

O Captulo 7 trata da concluso, contendo as consideraes finais,

contribuies do trabalho e tpicos para um desenvolvimento posterior.

2 REDES PRIMRIAS DE DISTRIBUIO

2.1 EQUIPAMENTOS

2.1.1 Introduo

O objetivo deste captulo apresentar os equipamentos utilizados nos

sistemas de distribuio primria, tais como as chaves e seus elos fusveis, pra-

raios, isoladores, seccionadores, reguladores de tenso, religadores automticos,

transformadores de potencial, transformadores de corrente, rels de proteo e

disjuntores de alta tenso.

2.1.2 Chaves e seccionadores

2.1.2.1 Introduo

Dispositivo de manobra para estabelecer, conduzir e interromper correntes

sob condies normais de circuitos, tais como as de curto-circuito. Entende-se por

manobra toda mudana na configurao eltrica de um ou mais circuitos feita

manual ou automaticamente por dispositivo adequado.

2.1.2.2 Caractersticas

Dispositivo de manobra mecnico que, por razes de segurana, assegura,

na posio aberta, uma distncia de isolao que satisfaz condies especificadas.

Um seccionador constitudo para fechar e abrir um circuito nas seguintes

situaes: quando desprezvel a corrente que est sendo estabelecida ou

interrompida, ou quando no se verifica a variao de tenso aprecivel, entre os

terminais de casa um de seus plos. Deve ser capaz, tambm, de conduzir as

correntes sob condies normais do circuito e de conduzir, por tempo especificado,

correntes sob condies anormais especificas do circuito, tais como as de curto-

circuito. Podemos distinguir diversos tipos de seccionador de acordo com as

condies de funcionamento de seus contatos, entre os quais:

-Chave Seca: chave cujos contatos principais operam no ar, sob presso

atmosfrica.

-Chave a leo: chave cujos contatos principais operam imersos em leo.

Quanto ao tipo de chaves, de acordo com a utilizao de uma maneira geral,

podemos ter:

-Chave de Aterramento: chave destinada a aterrar partes de um circuito,

capaz de suportar, por tempo especificado, correntes sob condies anormais do

circuito, mas no necessariamente projetada para conduzir correntes sob condies

normais do circuito.

-Chave Faca: chave seca, na qual, em cada plo, o contato mvel

constitudo por uma ou mais lminas articuladas na extremidade e a outra

extremidade se adapta por encaixe no contato fixo correspondente, conforme figura

1 abaixo.

Figura 1: Chave Faca Figura 2: Chave Religadora Autor: www.drsul.com, 2011 Autor: www.delmar.com.br, 2011

-Chave fusvel: um equipamento amplamente utilizado em redes primrias

de distribuio de energia eltrica. A sua operao consiste basicamente na fuso

do elo fusvel, quando o mesmo percorrido por uma magnitude de corrente eltrica

acima do nominal, dentro de um determinado tempo, conforme a sua caracterstica

de tempo em funo da corrente.

Quanto ao tipo de mecanismo de operao, podem ser:

-Mecanismo Manual: mecanismo operado manualmente, atravs de manivela,

alavanca ou vara de manobra.

-Mecanismo Automtico: mecanismo operado eletricamente atravs de

comando motorizado local ou remoto. Alguns mecanismos operam, por meio de

comandos pneumtico ou hidrulico. Na figura 2 acima, uma representao de uma

chave fusvel religadora mecnica.

2.1.3 Pra-raios

2.1.3.1 Introduo

Com o objetivo de impedir que os equipamentos de um sistema eltrico ou

instalao industrial sejam danificados por surtos ou sobretenses necessrio a

instalao de dispositivos de proteo, sendo os pra-raios os equipamentos mais

adequados para esta finalidade. Atuam como limitadores de tenso, impedindo que

valores acima de um determinado nvel pr-estabelecido possam alcanar os

equipamentos para os quais fornecem proteo. Abaixo nas figuras 3 e 4 alguns

exemplos de pra-raios utilizados na distribuio.

2.1.3.2 Classes de um pra-raios

Normalmente, trs classes de pra-raios so utilizadas em sistemas de alta-

tenso: estao, intermediria (subtransmisso) e distribuio. As diferenas entre os

trs tipos esto nos nveis de proteo, nos ensaios de durabilidade, na existncia ou

no de dispositivos de alvio de presso e nas tenses do sistema para as quais

foram projetados:

- Os pra-raios tipo estao cobrem todas as classes de tenso;

- Os do tipo intermedirio destinam-se s tenses normalmente utilizadas nos

sistemas de subtransmisso (

fundamentais, uma vez que, com base neles, se realiza a Coordenao de

Isolamento da instalao eltrica.

2.1.4 Isoladores

2.1.4.1 Introduo

O nvel de isolamento de um equipamento o conjunto de valores de tenses

suportveis nominais, aplicadas ao equipamento durante os ensaios e definidas em

normas especficas para esta finalidade, que define a sua caracterstica de

isolamento. A NBR-6939 estabelece que, para os equipamentos com tenso mxima

inferior a 300 kV, o nvel de isolamento definido pelas tenses suportveis nominais

de impulso atmosfrico e frequncia industrial. Para equipamentos com tenso

igual ou superior a 300 kV, consideram-se as tenses suportveis nominais de

impulsos de manobra e atmosfrico.

Segundo Mamede Filho (1994), os isoladores so elementos slidos com propriedades mecnicas capazes de suportar os esforos produzidos pelos condutores. Eletricamente estes possuem a funo de isolar os condutores que esto submetidos a uma diferena de potencial em relao estrutura de suporte ou em relao a outro condutor.

2.1.4.2 Tipos de isoladores

Dentre os principais isoladores utilizados nas LDs destacam-se:

- Isoladores de Cermica: so feitos de materiais cermicos classificados

como cermica branca, pois possuem um corpo de massa recoberto por uma

camada vtrea de esmalte.

Esta porcelana eltrica constituda basicamente de argila, porm deve ter baixo teor de ferro para no comprometer as funes isoladoras do produto, alm de feldspato responsvel pela gerao de massa vtrea. Possuem tambm elevado ponto de fuso, sendo manufaturados a frio na forma plstica e sofrendo processo de queima na temperatura de 2000 C (SCHMIT, 1979; ABCERAM, 2007).

Nas figuras 5 e 6 abaixo, alguns exemplos dos principais tipos de isoladores

utilizados em uma LD.

Figura 5: Isoladores Diversificados Figura 6: Isoladores de Polmero Autor: www.cabinesprimarias.com.br, 2011 Autor: www.balestro.com, 2011

Os isoladores so compostos basicamente de 30% de caulim associados

argila, 30% feldspato e 40% quartzo. Ao passo que os isoladores especiais, isto ,

isoladores para subestaes eltricas, recebem adio de alumina, em substituio

parcial ao quartzo, recebendo o nome de isoladores de alumina.

So misturadas tambm outras substncias em porcentagens bem reduzidas que influenciam na qualidade dieltrica e mecnica do isolador, sendo as principais substncias o hidrxido de ferro, o silicato de clcio, o silicato de magnsio e outros cidos, aumentando as quantidades de matrias primas dos isoladores obtm algumas melhorias (MAMEDE FILHO, 1994).

- Isoladores de Vidro: O vidro uma soluo resultante da solidificao

progressiva, sem traos de cr is ta l izao, de uma mistura homognea

de xidos e s i l icatos. Os vidros utilizados na fabricao de isoladores so,

sobretudo do tipo sdico-clcico, cujos componentes principais so os xidos de

silcio, de sdio e de clcio (cal),com as seguintes propores mais usuais de:

SiO2 65 a 73%

NaO 8 a 17%

CaO at 22%

Uma vantagem do isolador de vidro em relao ao de porcelana

reside no processo de fabricao que automatizado, resultando, portanto,

numa reduo de custos e de procedimentos de controle de qualidade mais fceis.

Os isoladores de vidro podem ser temperados ou recozidos. Isoladores

de vidro recozido, a exemplo dos isoladores de vidro temperado, so submet idos

a um processo de recozimento e, em seguida, resfriados lentamente. Os

isoladores fabricados com vidro recozido no apresentam resistncia s var iaes

bruscas de temperaturas e oferecem menor res is tnc ia mecnica

ruptura. So usados em baixa tenso.

- Isoladores Polimricos: So fabricados para utilizao em cruzetas de ao

ou madeira. Aplicados em redes de distribuio de energia eltrica, podem substituir

os isoladores convencionais de porcelana ou vidro, ou isoladores tipo pilar em

porcelana. Outra possvel aplicao como isolador tipo poste em linhas de M.T.

(diretamente fixado ao poste, na horizontal ou outro ngulo qualquer).

Os isoladores polimricos tipo Pilar so fabricados a partir de um basto

(alma) de fibras de vidro de elevada resistncia mecnica, o qual fixado nas

ferragens terminais (sendo a ferragem terminal inferior em ferro de liga especial

zincado a quente e a superior podendo ser do mesmo material ou em alumnio).

Posteriormente aplicado sobre este conjunto o revestimento isolante em borracha

de silicone, obtendo-se um isolador compacto, leve, de grande resistncia mecnica

e de elevada resistncia s intempries.

Vantagens

-Dimenses compactas, resultando em isoladores mais leves que

os convencionais, reduzindo o custo das estruturas, do transporte e

armazenamento, da mo-de-obra da instalao, etc;

-Imunidade ao vandalismo;

-Elevada resistncia aos esforos mecnicos de trao, flexo, torque e

impacto;

-Baixo nvel de RIV;

-Excelente desempenho s intempries, principalmente em ambientes de

elevado grau de poluio, graas s caractersticas peculiares do invlucro de

silicone, como a hidrofobicidade, que torna a resistncia superficial do isolador alta,

mesmo em condies de chuva, evitando a formao de filmes contnuos de gua e

de canais secos e arcos na superfcie do isolador, mantendo a

hidrofobicidade mesmo em condies de poluio;

-Especialmente indicado para orla martima, neste caso reduz os custos

de manuteno da rede e a freqncia de lavagens;

-Moldado em uma nica pea, garantindo excelente hermeticidade, impedindo

o ingresso de gua ou resduos no interior dos isoladores, aumentando sua vida til;

Desvantagens

Os isoladores de polmero ainda possuem um alto preo de mercado

comparado com os outros isoladores, encarecendo consideravelmente o preo de

uma obra.

2.1.5 Transformador de Corrente

2.1.5.1 Introduo

Os transformadores de corrente, simplesmente representados por TCs, so

equipamentos que se destinam a reduzir os valores de correntes de alta

amperagem, denominadas de corrente primria, em nveis de correntes menores,

denominadas de secundrias, com valores compatveis com os usados em

instrumentos de medio, proteo, monitorao, registros, etc.

Os TCs se destinam ainda, a aplicaes que exigem uma isolao entre

circuitos de AT/MT e o de BT, sem, todavia, ser necessria a realizao de uma

transformao nos nveis das correntes em uso, ou seja, aplicaes em que os TCs

so usualmente chamados de Transformadores de Isolao. Esses equipamentos

so construdos com base no princpio da induo e transformao eletromagntica,

onde um circuito constitudo de um condutor ou de uma bobina de NP espiras,

denominado de primrio, recebe a corrente da rede eltrica, criando assim, um fluxo

magntico que se concentra em seu circuito ferro-magntico, denominado de ncleo

do TC, o qual o vincula, ou o acopla ainda, a um segundo circuito, denominado

secundrio, constitudo de uma ou mais bobinas de NS espiras cada, onde atravs

de seus terminais, se tem disponvel a tenso de alimentao da carga secundria,

dimensionada para permitir a circulao da corrente segundo os valores desejados.

Dependendo dos valores observados quanto disperso do fluxo secundrio,

esses TCs, podem ser classificados como sendo do tipo A ou B, respectivamente,

de alta impedncia ou de baixa impedncia de disperso no valor do fluxo na bobina

secundria. Em geral os TCs tipo A, correspondem aos de natureza construtiva

com mltiplos enrolamentos, bobinados, enquanto que, os do tipo B, em geral

correspondem aos de construo com ncleo toroidais, possuindo o enrolamento

primrio singelo, prprio para as instalaes e uso combinado com buchas, barras

ou cabos passantes no seu circuito primrio. Esses valores de correntes primria e

secundria, so normalizados, sendo usual no Brasil os valores de 1A ou 5A para o

circuito secundrio e, uma gama varivel de valores inteiros, compreendidos entre 5

e 5000 A para valores primrios, nas figuras 7 e 8 abaixo exemplos de TCs.

Figura 7: Transformadores de Corrente Figura 8: Transformadores de Corrente Autor: www.cabinesprimarias.com.br, 2011 Autor: Franklin Oliveira, 2011

2.1.5.2 Tipos construtivos

So classificados de acordo com o modelo do enrolamento primrio, j que o

enrolamento secundrio constitudo por uma bobina com derivaes (taps) ou

mltiplas bobinas ligadas em srie e/ou paralelo, para se obter diferentes relaes

de transformao. Quanto aos tipos construtivos, os TCs mais comuns, so:

-Tipo Enrolado: Este tipo usado quando so requeridas relaes de

transformaes inferiores a 200/5. Possui isolao limitada e, portanto, se aplica em

circuitos at 15kV. Ocorre quando o enrolamento primrio, constitudo de uma ou

mais espiras, envolve mecanicamente o ncleo do transformador.

-Tipo Barra: Transformador de corrente cujo enrolamento primrio

constitudo por uma barra, montada permanentemente atravs do ncleo do

transformador.

-Tipo Bucha: Consiste de um ncleo em forma de anel (ncleo toroidal), com

enrolamentos secundrios. O ncleo fica situado ao redor de uma bucha de

isolamento, atravs da qual passa um condutor, que substituir o enrolamento

primrio. Este tipo de TC comumente encontrado no interior das buchas de

disjuntores, transformadores, religadores, etc..

-Tipo Janela: Tem construo similar ao tipo bucha, sendo que o meio

isolante entre o primrio e o secundrio o ar. O enrolamento primrio o prprio

condutor do circuito, que passa por dentro da janela.

-Tipo Ncleo Dividido: Transformador de corrente tipo janela em que parte do

ncleo separvel ou basculante, para facilitar o enlaamento do condutor primrio.

-Tipo com Vrios Enrolamentos Primrios: Transformador de corrente com

vrios enrolamentos primrios distintos e isolados separadamente.

-Tipo com Vrios Ncleos: Transformador de corrente com vrios

enrolamentos secundrios isolados separadamente e montados cada um em seu

prprio ncleo, formando um conjunto com um nico enrolamento primrio, cujas

espiras (ou espira) enlaam todos os secundrios.

2.1.5.3 Caractersticas

Uma das mais importantes caractersticas dos TCs, diz respeito natureza

de seus circuitos magnticos, ou seja, das capacidades magnetizantes existentes

em seus ncleos. Abaixo, na figura 9, segue a simbologia dos TCs.

Figura 9: Simbologia do Transformador de Corrente Autor: www.wikipedia.org, 2011

Figura 10: Curva de Saturao Autor: www.wikipedia.org, 2010

Sob esse aspecto, eles se classificam em TCs de Medio e TCs de

Proteo, sendo que basicamente a diferena entre eles, reside na caracterstica

magnetizante existente em seus ncleos e nas classes de preciso desejadas. Os

TCs de Medio, em geral apresentam baixo nvel de saturao, isto , fator de

sobrecorrente nominal ou de saturao ( Fsat ) em geral compreendido entre ( 1,2 a

2,0 ) x In, enquanto que os de Proteo, somente devem se saturar para correntes

primrias, a partir de 20x In, conforme figura 10 acima.

2.1.6 Transformador de Potencial

2.1.6.1 Introduo

De forma similar ao TCs, os Transformadores de Potencial, TPs, destinam-

se a reduzir os valores de tenses em nveis daqueles usados em instrumentos de

medio e/ ou proteo, ou de realizar uma isolao entre circuitos de AT/MT e o de

BT , ou at mesmo, ambas funes. Seu principio de operao evidentemente o

mesmo que o dos TCs, isto , usa o principio da induo eletromagntica. Os TPs

podem ainda ser comparados, em termos de princpio de operao, aos

Transformadores de Fora Monofsicos, observando evidentemente, valores

reduzidos de potncias disponveis nas transformaes e as suas classes de

preciso desejadas. Suas classes de preciso se limitam aos valores de 0,3 % -

0,6% - 1,2 % com aplicaes similares as apresentadas para TCs, sendo que

eventualmente, pode-se encontrar ainda, a classe de 3,0% usada para fins

especficos de instrumentos indicadores, sem maiores requisitos de preciso.

necessrio salientar a importncia da anlise de carregamento dos TPs, cujos

valores devem ser compatveis com os normalizados.

Figura 11: Transformador de Potencial Figura 12: Transformador de Potencial Autor: Franklin Oliveira, 2011 Autor: Franklin Oliveira, 2011

Os valores normalizados de potncias de cargas segundo a ABNT, se

limitam, de forma exatamente anloga ao apresentado nas Normas Americanas (

ANSI ), aos valores de: P12,5 - P25 - P75 - P200 - P400 [VA], para fatores de

potncia de 0,1 e 0,85 ind. respectivamente. Alm dessas potncias nominais, os

TPs possuem tambm uma potncia trmica nominal a ser especificada, a qual

corresponde ao limite de carregamento que este equipamento pode suportar, sem

se danificar termicamente.

Uma das mais importantes observaes a ser feita sobre TPs, diz respeito

aos seus grupos de conexes, isto , se trata de uma ligao FASE FASE (Tenso

de Linha ) conforme a figura 12 acima ou FASE- TERRA ( Tenso de Fase )

conforme a figura 11 acima, bem como, a natureza e o grau de aterramento do

Sistema Eltrico em questo.

Analogamente aos TCs, os TPs podem apresentar enrolamentos mltiplos,

religveis ou providos de tapes, ou independentes entre si, os quais se destinam ao

uso geral tanto de proteo, bem como de medio.

2.1.7 Religadores

2.1.7.1 Introduo

O religador um equipamento amplamente utilizado em sistemas areos de

distribuio primria, executando as funes de abertura do circuito quando a

corrente passante superar o valor ajustado dentro de uma caracterstica de tempo em

funo da corrente e, tambm, efetuar o fechamento automtico do mesmo segundo

uma sequncia de operaes previamente ajustada.

A maioria dos defeitos nas redes areas de distribuio de natureza

temporria, tais como queda de galhos de rvores na rede, queda de postes e

presena de aves na rede, ocasionando um curto-circuito. Nestas condies, a

utilizao de um religador essencial, pois evita que para um defeito temporrio toda

a rede seja desligada, e ainda, impede o deslocamento de uma equipe de

manuteno da concessionria de energia eltrica at o local para religar a rede.

2.1.7.2 Classificao

O religador um equipamento com vrias particularidades, onde se destaca,

quanto ao nmero de fases:

-Monofsicos: Aplicados em redes monofsicas de distribuio primria;

-Trifsicos: Aplicados em redes trifsicas de distribuio primria.

Quanto ao tipo de controle:

-Controle Mecnico: So religadores mais antigos, onde h basicamente uma

bobina de abertura em srie com a rede de distribuio primria, com a funo de

abrir o religador, caso a corrente que flua por ela seja superior ao seu nvel mnimo

de atuao. O fechamento do religador feito atravs das molas de fechamento que

se carregam quando ocorre o movimento do ncleo da bobina srie ou de abertura.

-Controle Eletrnico: Os religadores dotados deste tipo de controle

correspondem a uma segunda gerao, onde o monitoramento e o controle da rede

de distribuio so feitos atravs de uma unidade composta por componentes e

circuitos eletrnicos, tais como resistores, capacitores, dentre outros. Podem ser

ajustados nestes religadores, a corrente de atuao, a curva caracterstica de

operao e o nmero de ciclos de religamento.

Figura 13: Religador Automtico ESV Figura 14: Religador Automtico Autor: www.westinghouse.com, 2011 Autor: www.nojapower.com.br, 2011

-Controle Digital Microprocessado: So os religadores dotados de unidades de

controle digitais e microprocessados. A parte fsica da unidade, composta pelo

microprocessador, memria e componentes eletrnicos constituem o hardware da

unidade, e o programa que executa as operaes com base nos ajustes definidos

pelo usurio corresponde ao software. Estas unidades contemplam um nmero bem

amplo de funes de proteo, medio e controle, alm de fornecerem o histrico

das ltimas operaes do religador, contendo a leitura das principais grandezas no

momento do disparo e indicando a distncia entre o equipamento e o ponto de

defeito. Isto de suma importncia, uma vez que o defeito rapidamente identificado

pela equipe de manuteno da empresa distribuidora, fazendo com que o circuito

seja restabelecido em um menor espao de tempo. Alm destas caractersticas,

existe no equipamento uma porta de comunicao serial na qual possvel ajustar e

ler as grandezas e parmetros disponveis na unidade, remotamente, atravs de um

computador. As funes de proteo disponveis nas unidades so: sobrecorrente

temporizada e instantnea de fase e neutro, sobrecorrente de seqncia negativa,

sobrecorrente direcional de fase e de neutro, sub e sobretenso, religamento, sub e

sobrefrequncia. J as medies disponveis so: correntes de fase e de neutro,

tenses de fase e de linha, potncias ativa, reativa e aparente, fator de potncia,

demanda de potncia ativa e reativa, energia ativa e reativa e eventos horodatados.

Possuem ainda oscilografia incorporada, que corresponde a visualizao da

forma de onda na ocorrncia de um evento programado, tal como uma sobrecorrente,

seguida por um religamento. As funes descritas nas linhas anteriores sero

abordadas em maiores detalhes no item relativo a rels de proteo.

Quanto ao meio de Interrupo:

-leo: O religador composto por um tanque contendo leo mineral, dentro do

qual se encontram os contatos principais do equipamento. Ocorrendo a abertura do

religador, haver o aparecimento de um arco eltrico que provoca a elevao da

temperatura do leo mineral. Com isto, tem-se a formao de gases, dentre eles o

hidrognio que o principal responsvel pela extino do arco eltrico, retirando o

calor da regio onde o mesmo se formou, conforme figura 13 acima.

-Vcuo: Neste tipo de religador, h uma ampola de vcuo onde esto

instalados os contatos principais do equipamento. O vcuo o meio responsvel

pela extino do arco eltrico que aparece no momento em que ocorre a abertura do

religador. Os religadores a vcuo so isolados a gs SF6 (hexafluoreto de enxofre),

conforme figura 14 acima.

2.1.7.3 Funcionamento

Os transformadores de corrente instalados na rede de distribuio primria

enviam um sinal para as entradas analgicas de corrente da unidade de controle do

religador. Quando a corrente atravs da rede primria ultrapassar o valor de atuao

ajustado na unidade de sobrecorrente temporizada de fase, por exemplo, haver uma

atuao da respectiva funo de proteo aps um determinado tempo, que

provocar a abertura dos plos do religador. O primeiro ciclo de religamento entra

neste momento em ao, enviando uma ordem de fechamento aps o respectivo

tempo morto ajustado na unidade de controle. Aps o restabelecimento do circuito,

caso a falta ainda persista, o segundo ciclo de religamento ativado e transcorrido o

tempo morto relativo a este ciclo, haver o envio de uma nova ordem de fechamento

para o religador que restabelecer o circuito. O processo se repete, at que o nmero

mximo de ciclos de religamento, ajustado na unidade de controle seja atingido, ou

quando ocorrer o restabelecimento definitivo do circuito, caso a falta seja sanada.

A ativao dos ciclos de religamento dada pela atuao de uma funo de

proteo associada a este evento, ou seja, podem ser ajustadas na unidade de

controle, quais sero as protees que quando atuadas, provocaro um religamento

no circuito.

2.1.8 Disjuntores

2.1.8.1 Introduo

O disjuntor um equipamento eltrico destinando a interromper e restabelecer

um circuito eltrico situado a sua jusante. Ele tem plena capacidade para seccionar

um circuito sob carga nominal e tambm sob condies anormais, tais como

sobrecargas e curto-circuitos.

Isoladamente em uma rede eltrica, o disjuntor no executa nenhuma funo

de monitoramento de uma determinada grandeza eltrica. Em outras palavras, se um

disjuntor for instalado em uma rede eltrica, sem um dispositivo que faa o

monitoramento das grandezas eltricas como, por exemplo, correntes e tenses, o

equipamento ficar totalmente inerte e no executar o devido seccionamento do

trecho de rede, quando o mesmo estiver sendo submetido a uma condio de

defeito, tal como um curto-circuito.

Este dispositivo de monitoramento chama-se rel de proteo, que junto aos

TCs e TPs toma as devidas decises e as envia ao disjuntor. Ser discutido em

maiores detalhes no item 2.9, sendo que neste captulo ser dada nfase aos

disjuntores de alta tenso.

Figura 15: Disjuntor de Alta Tenso Autor: Franklin Oliveira, 2011

2.1.8.2 Classificao

fundamental que o dimensionamento fsico do disjuntor seja compatvel

com os nveis dinmico, transitrio e permanente dos esforos que lhe so impostos

durante suas operaes, valores esses que devem constar e serem solicitados em

suas especificaes tcnicas, a fim de se evitar danos trmicos, eltricos e/ou

mecnicos em quaisquer de suas partes componentes.

Algumas definies apresentadas a seguir para os disjuntores so similares as

apresentadas para os religadores.

Quanto ao meio de Interrupo:

-Disjuntores a leo: Utilizam o leo mineral para a interrupo e extino do

arco eltrico;

-Disjuntores a Vcuo: Utilizam ampolas de vcuo com a finalidade de

interromper e extinguir o arco eltrico;

-Disjuntores a Hexa-fluoreto de Enxofre (SF6): Utilizam o gs Hexa-fluoreto de

Enxofre para a interrupo e extino do arco eltrico.

Quanto ao tipo de execuo:

-Execuo fixa: Neste tipo de execuo, todas as partes do disjuntor esto em

uma nica estrutura. No caso de manuteno ou troca do equipamento, todas as

conexes de potncia devem ser desconectadas, exemplo da figura 15 acima.

-Execuo extravel: Neste tipo de execuo, o disjuntor possui duas partes,

que so o chassi e a estrutura. No chassi conectado o circuito de potncia e na

estrutura se situam as partes mecnicas do disjuntor e os elementos de comando,

tais como contatos auxiliares, bobinas de abertura e fechamento. Uma grande

vantagem dos disjuntores extraveis a possibilidade de se fazer testes no

equipamento, sem haver a necessidade de desconexo dos barramentos ou cabos.

Quanto ao tipo de comando, considera-se na descrio, disjuntores que

apresentam o fechamento a mola pr-carregada, ou seja, antes do fechamento do

disjuntor a sua respectiva mola de fechamento dever estar carregada. O comando

eltrico pode ser manual ou motorizado e ser descrito em detalhes, conforme segue:

-Comando manual: Nesta topologia, o carregamento da mola de fechamento

do disjuntor efetuado atravs de uma alavanca situada no frontal do equipamento.

Como este processo manual, no existe a possibilidade do disjuntor ser fechado

remotamente via um sistema de controle e superviso, sem que antes o operador se

dirija at o equipamento e carregue a mola manualmente. Esse tipo de disjuntor j

entrou em desuso.

-Comando motorizado: Nesta topologia, o carregamento da mola de

fechamento do disjuntor executado por um motor eltrico, alimentado com a tenso

do circuito de comando. Logo aps o disjuntor ser acionado, o motor efetua

novamente o carregamento da mola de fechamento e o ciclo pode ser repetido

indefinidamente. Com isto, plenamente possvel fechar o disjuntor distncia a

qualquer momento, desde que o mesmo no esteja recebendo um sinal de abertura.

2.1.8.3 Componentes do disjuntor

Destacam-se como partes principais de um disjuntor:

-Plo: Corresponde a parte principal do disjuntor, onde h o acesso para a

conexo eltrica de potncia atravs dos terminais superiores e inferiores.

Internamente ao plo, existem os contatos principais fixos e mveis, cuja finalidade

conduzir continuamente a corrente eltrica nominal do equipamento, e tambm, os

contatos fixos e mveis de arco, cuja finalidade conduzir a corrente resultante do

arco eltrico que surge devido abertura do disjuntor. Para a extino e interrupo

do arco e isolao dos contatos;

-Molas: So responsveis pelo armazenamento da energia mecnica

necessria para a abertura (mola de abertura) e para o fechamento (mola de

fechamento) do disjuntor;

-Mecanismo de comando: Corresponde aos elementos responsveis pelo

comando e sinalizao do disjuntor. Podem ser encaixadas neste grupo, as bobinas

de abertura, fechamento e mnima tenso, os contatos auxiliares, o motor de

carregamento da mola de fechamento, contato indicador de mola carregada e contato

indicando que o disjuntor est pronto para ser fechado;

-Estrutura: Corresponde ao corpo do disjuntor, onde em linhas gerais so

montados os plos, as molas e o mecanismo de comando do equipamento.

2.1.8.4 Funcionamento

A operao de abertura e fechamento de um disjuntor ocorre atravs de uma

ao manual, via botoeiras ou chave de comando liga/desliga no frontal do

equipamento, ou via sinal eltrico enviado s bobinas de abertura e de fechamento,

dispostas no compartimento de comando. Ao receber um comando de abertura, o

contato mvel do disjuntor se separa do contato fixo. Neste momento, a conduo de

corrente interrompida eliminando o principio de arco eltrico entre os mesmos. A

interrupo deste arco feita rapidamente e o dieltrico utilizado desioniza o meio

logo aps a passagem da corrente pelo valor zero. O comando de fechamento pode

ser efetuado localmente ou a distncia.

2.2 FILOSOFIA DA PROTEO

2.2.1 Introduo

Em linhas gerais, podemos dizer que essa rea de Proteo, se constitui num

campo especfico de estudos e que pode ser considerado como uma extenso da

Anlise de Sistemas de Potncia, podendo ainda, ser analisada segundo dois

grandes aspectos de pertinncia, a saber: o primeiro, diz respeito s funes de

proteo; essas funes tm ao longo dos tempos, se mantidas de formas

relativamente coerentes, ou seja, suas caractersticas de respostas operacionais,

relaes grficas, critrios de aplicaes, limitaes, performances e outras mais,

no sofreram expressivas alteraes ao longo desses ltimos anos.

Para muitas dessas funes de proteo, por exemplo, a de sobrecorrente

instantnea e temporizada N. (50/51), a diferencial N. (87), a de distncia N.(21), a

de sub- e sobretenso N. (27/59) e outras mais, elas mantm ainda hoje, suas

caractersticas operacionais, de forma bem semelhante s utilizadas duas ou trs

dcadas atrs. Dessa forma, as literaturas clssicas (com 10 a 20 anos de edio),

que analisam a sistemtica operacional dessas Protees aplicadas em Sistemas

Eltricos, continuam em suas linhas gerais, vlidas at hoje, em sua maioria, com

90% ou mais de contedo ainda salutar em nossos dias. Entretanto, um segundo

aspecto de pertinncia rea de Proteo, diz respeito aos equipamentos e

dispositivos afins. Aqui, as consideraes so completamente diferentes. Na rea de

equipamentos, a tecnologia de disjuntores de 30 anos atrs, era

predominantemente, os clssicos disjuntores a leo, enquanto que hoje, predomina

os disjuntores a gs SF6 em MT/AT/EAT e a vcuo na MT. Alm disso, as

utilizaes de sistemas eletrnicos de monitorao de seus circuitos de comando

acrescido de uma melhoria em tecnologia de componentes os tornaram muito mais

seguros, confiveis e rpidos. De forma anloga, para os dispositivos convencionais

de proteo, os chamados Rels de Proteo, a situao no diferente. De 30 a

40 anos atrs, somente existia no mercado unidades eletromecnicas,

eventualmente, um modelo ou outro, com componentes eletrnicos, ou os mais

recentes (dcada de 80), fabricados com tecnologia analgica ou de estado slido.

Essa tecnologia eletrnica evoluiu de forma fantstica nessas ltimas

dcadas, observadas sob os diferentes aspectos tecnolgicos, abaixo na figura 16

um modelo de um rel eletromecnico e ao lado na figura 17 um rel digital.

Figura 16: Rels Eletromecnicos Figura 17: Rel Microprocessado Autor: www.westinghouse.com, 2011 Autor: www.siprotec.com.br, 2011

2.2.2 Finalidades da Proteo

Os dispositivos de proteo usados em sistemas eltricos, em geral, devem

ser aplicados visando os seguintes aspectos:

1. Monitorao geral do sistema supervisionado.

2. Remoo de servio de equipamentos e sistemas faltosos.

3. Prover interrupes no suprimento, total ou parcial, respeitando os critrios

operacionais que lhe foram destinados.

4. Prover as devidas sinalizaes e alarmes advindos de uma dada operao

no sistema, por ele supervisionada.

5. Predies e mutaes adaptativas em funo do comportamento do

sistema monitorado e da programao que lhe fora imposta. ( apenas para os rels

numricos ou microprocessados ), entre outras.

Para que as finalidades de aplicao dos dispositivos de proteo possam ser

alcanadas com o xito desejado, necessrio o cumprimento e a observncia de

uma srie de condies, que em linhas gerais, pode ser resumida da seguinte forma:

-Confiabilidade: desempenho seguro e de acordo com o programado.

-Sensibilidade: capacidade de operao para pequenos sinais de desvio da

grandeza monitorada.

-Velocidade: capacidade de resposta compatvel com a intensidade da

perturbao e segurana operacional do sistema;

-Seletividade: capacidade de discernimento do local da falta e coordenao

temporizada da operao do sistema global de proteo;

-Mantenabilidade: flexibilidade para a realizao das manutenes,

simplicidade e facilidade de acesso;

Outros fatores importantes se somam a estes e podem ser relacionados da

seguinte

forma:

- Custos / Economia / Fatores de Risco - so diretrizes empresariais;

- Peas sobressalentes disponibilidades para reposies imediatas;

- Instrues operativas Manuais atualizados, objetivos, completos;

- Suporte Tcnico Capacitao Pessoal/Recursos Humanos.

2.2.3 Elo Fusvel

2.2.3.1 Introduo

O elemento Elo fusvel ainda hoje amplamente utilizado nas linhas de

distribuio MT/BT e indispensvel mencion-lo no contedo de Proteo, uma vez

que a coordenao entre os ELOS e RELS de total importncia para uma boa

proteo.

Fisicamente, o elo fusvel montado dentro do cartucho e composto de um

elemento metlico que na passagem de uma corrente eltrica elevada, funde-se

dentro de um intervalo de tempo determinado. A corrente e o tempo de fuso variam

inversamente, ou seja, maior a corrente, menor o tempo de fuso.

Os elos fusveis so constitudos pelas seguintes partes descritas em detalhe

nas linhas subsequentes:

1 Cabea com bota 2 Elementos fusvel

3 Rabicho ou cordoalha

Figura 18: Elementos do Elo fusvel Autor: Joo Mamede Filho, 2008

-Cabea com boto: tem por funo fixar o elo fusvel ao cartucho e

estabelecer o contato eltrico.

- Elemento fusvel: fixado em uma extremidade na cabea com boto e na

outra a uma cordoalha ou rabicho.

Figura 19: Elo Fusvel Figura 20: Detalhe do Elemento Fusvell Autor: Franklin Oliveira, 2011 Autor: Franklin Oliveira, 2011

- Rabicho ou cordoalha: Formado por um condutor estanhado, composto de

vrios micro fios. O dimetro da cordoalha varia de acordo com o dimensionamento

do fusvel, acima na figura 19, mostrado o tubo protetor de fibra isolante entre o

elemento fusvel e o rabicho, com a funo de proteger o elemento fusvel contra

danos mecnicos e atuar como estabilizador do tempo de fuso, produzindo gases

com a finalidade de interromper o arco eltrico para pequenas sobrecorrentes.

2.2.3.2 Tipos de elos

Existem trs tipos de elos fusveis, utilizados em sistemas de distribuio

primria, sendo que cada um deles possui uma caracterstica diferenciada de tempo

de fuso em funo da corrente. Os trs tipos de elos so:

- Tipo K: So elos fusveis rpidos com correntes nominais padronizadas pela

NBR 5359/1989 de 6, 10, 15, 25, 40, 65, 100, 140 e 200 A, com correntes mnimas

de atuao iguais a 2,0 vezes a corrente nominal. Para designar em um projeto ou

em uma especificao tcnica, que o elo do tipo K, coloca-se a corrente nominal do

elo, seguida pela letra K. Assim, a indicao 40K, significa um elo fusvel com

corrente nominal de 40 A do tipo K. So amplamente utilizados na proteo de redes

areas de distribuio primria.

- Tipo T: So elos fusveis lentos com correntes nominais padronizadas pela

NBR 5359/1989 de 6, 10, 15, 25, 40, 65, 100, 140 e 200 A, com correntes mnimas

de atuao iguais a 2,0 vezes a corrente nominal. Para designar em um projeto ou

em uma especificao tcnica, que o elo do tipo T, coloca-se a corrente nominal do

elo, seguida pela letra T. Assim, a indicao 10T, significa um elo fusvel com

corrente nominal de 10 A do tipo T. So pouco utilizados aqui no Brasil e geralmente

aplicados na proteo de ramais das redes de distribuio primria.

-Tipo H: So elos fusveis destinados a proteo de transformadores de

distribuio instalados no lado de mdia tenso (primrio). So elos fusveis capazes

de suportarem correntes de alto surto, tais como as de magnetizao, dos

transformadores.

2.2.4 Rels de Proteo

2.2.4.1 Introduo

Os rels de proteo so equipamentos responsveis pelo gerenciamento e

monitoramento das grandezas eltricas em um determinado circuito. A sua funo

principal enviar um sinal de disparo, atravs de um contato seco, para uma bobina

de abertura ou de mnima tenso dos disjuntores associados.

No decorrer dos ltimos anos, houve um avano muito grande na rea de

desenvolvimento de rels de proteo, sendo que atualmente os equipamentos so

dotados das mais altas tecnologias estudadas at ento. A presente abordagem

levar em conta os equipamentos mais modernos, mas os mesmos no sero

analisados em detalhe. No o objetivo deste trabalho, explorar os detalhes

intrnsecos do rel e sim descrever sucintamente o que ele , bem como analisar as

suas principais funes e caractersticas.

A presente anlise ser focada nas protees especficas das redes de

distribuio primria.

2.2.4.2 Classificao dos rels

Quanto ao tipo de acionamento:

-Ao direta: So aqueles instalados diretamente no circuito primrio

protegido;

-Ao indireta: So aqueles que recebem os sinais de tenso e corrente

atravs de transformadores de potencial (TPs) e transformadores de corrente,

respectivamente. Atualmente os rels disponveis no mercado so de ao indireta,

razo pela qual na presente anlise, sero considerados rels com este tipo de

acionamento.

Quanto ao tipo de temporizao:

-Instantneos: Correspondem aqueles que so acionados instantaneamente

quando uma determinada grandeza monitorada pelo rel ultrapassa um valor de

referncia ajustado no equipamento;

-Temporizados: Correspondem aqueles que so acionados aps um tempo

determinado, quando uma grandeza monitorada ultrapassa o valor ajustado no

equipamento.

Quanto funo de proteo:

Existem vrias funes associadas a esses diferentes tipos construtivos de

rels de proteo, costumam ser referidas a uma codificao numrica, normalizada

(ANSI, NEMA, ABNT, IEC etc.), que simplifica sua representao e entendimento,

quando da anlise de esquemas de proteo aplicados a sistemas eltricos. As

protees mais aplicadas as redes de distribuio primria so:

- 50 Sobrecorrente instantnea de fase;

- 51 Sobrecorrente temporizada de fase;

- 51N Sobrecorrente temporizada de neutro (terra);

- 50GS Sobrecorrente instantnea de terra de alta sensibilidade;

- 51GS Sobrecorrente temporizada de terra de alta sensibilidade;

- 79 Religamento automtico;

- 50BF Falha de disjuntor;

- 74TC Superviso do circuito de abertura do disjuntor.

Quanto tecnologia:

-Eletromecnicos: So rels mais antigos, constitudos por uma estrutura de

ferro, uma bobina de operao, um disco de alumnio, um eixo, um contato fixo e um

mvel. Quando a bobina de operao energizada, ocorre o movimento do disco de

alumnio at um ponto que o contato mvel, preso ao eixo, alcana o contato fixo

provocando a operao do rel;

-Estticos: So rels cuja unidade de controle constituda por circuitos

eletrnicos analgicos, compostos por resistores, capacitores e diodos. So rels

mais precisos, mais rpidos e menores quando comparados aos eletromecnicos. As

caractersticas, como por exemplo, tempo e corrente, podem ser ajustadas no frontal

do equipamento atravs de potencimetros ou micro chaves;

-Digitais/microprocessados: So os rels mais modernos e avanados

tecnologicamente e dispem de vrias funes de proteo, medio e controle em

uma nica unidade. O rel digital composto por duas partes, hardware e software.

Os rels digitais representam uma soluo confivel e segura no

gerenciamento de redes de distribuio eltrica, sendo que todas as partes vitais de

hardware e software so continuamente monitoradas e em caso de algum defeito,

imediatamente o mesmo pode ser identificado e a unidade defeituosa rapidamente

substituda.

O recurso de comunicao dos rels tambm de grande valia, permitindo ao

usurio, ajustar as protees remotamente bem como ter um histrico de todos os

eventos ocorridos na rede no qual se encontram instalados.

3 TELECOMUNICO

3.1 PRINCPIO

Um entendimento simples de comunicao de dados entre equipamentos

eletrnicos,d-se por um equipamento X transmitindo informaes de um ponto e

um outro equipamento Y que as recebe, atravs de uma sucesso de processos.

Entende-se que as informaes recebidas tenham seu significado original.

Os processos de comunicao so compostos de quatro elementos

fundamentais:

-Fonte de informao;

-Informao;

-Veculo de transmisso;

-Receptor de informao.

E quando se trata de comunicao de dados, torna-se necessrio incluso de

mais elementos para facilitar este processo. Os elementos bsicos da comunicao

de dados so:

-Transmissor;

-Codificador;

-Meio;

-Decodificador;

-Receptor;

-Mensagem.

Nas extremidades do ciclo esto o transmissor e o receptor, materializados

por equipamentos que podem se alternar nessa funo; entre eles, um codificador,

um meio e um decodificador.

3.2 MEIOS DE TRANSMISSO

Conforme o tipo da rede (LAN ou WAN), podemos ter diferentes formas de

comunicao ou transmisso de sinal.

3.2.1 Condutores Metlicos

So cabos de liga metlica, so muito utilizados por serem mais baratos e de

fcil instalao. Embora os fios possam ser feitos de vrios tipos de metais, muitas

redes usam o cobre porque sua baixa resistncia a corrente eltrica possibilita uma

melhor transmisso de dados.Sempre que uma onda eletromagntica encontra outro

fio, ela gera uma corrente eltrica pequena no fio, a quantidade de corrente gerada

depende da fora eletromagntica e da posio fsica desse fio. Para minimizar a

interferncia, as redes usam dois tipos de fiao: par tranado ou cabo coaxial.

3.2.1.1 Par tranado

Parecido com fio telefnico, os que possui tranas e outras caractersticas

necessrias para transportar dados, o tranamento dos fios cancela o rudo eltrico

dos pares adjacentes e de outros dispositivos existentes no ambiente (motores

eltricos, transformadores, etc).

Figura 20: Par tranado Figura 21: Par tranado Autor: www.datatri.com.br, 2011 Autor: Franklin Oliveira, 2011

As tores simples mudam as propriedades eltricas do fio e ajudam o

mesmo a se tornar apropriado para o uso em uma rede,conforme as figuras 20 e 21

acima, uma vez que limita a energia eletromagntica que o fio emite, as tores

ajudam a impedir que as correntes eltricas no fio irradiem energia que interfere com

os outros fios, j que fazem o par dos fios menos suscetvel energia

eletromagntica, as tores ajudam a impedir que os sinais em outros fios interfiram

com o par. A transmisso pode ser tanto analgica quanto digital. A perda de

potncia do sinal maior com o aumento da distncia (at chegar um ponto em que

o sinal no reconhecido).

3.2.1.2 Cabo coaxial

Em vez de tranar fios um ao redor do outro para limitar a interferncia, um

cabo coaxial consiste de um nico fio cercado por um protetor de metal mais

pesado, conforme figura 22 e 23 abaixo. Cada fio revestido com um material

isolante, de forma que um fio no toque o metal em outro, fornecendo ainda maior

proteo contra interferncia do que o par tranado. So mesmo tipo de fiao da

TV a cabo.

Figura 22: Detalhes do Cabo coaxial Figura 23: Cabo coaxial Autor: www.lisboainfo.com.br, 2011 Autor: www.mdpolicabos.com.br, 2011

recomendado utilizar o cabo coaxial quando os fios de uma rede passam

perto de equipamento que gera campos eltricos ou magnticos

significativos(exemplo ar condicionado grande).

3.2.2 Fibras de Vidro

Tambm conhecida como fibra ptica, usa a luz para transportar dados. A

fibra revestida de plstico que permite que dobre sem quebrar (embora uma fibra no

possa ser dobrada em um ngulo reto, ela pode formar um crculo com raio menor

que duas polegadas). Utiliza raios de luz que percorrem as fibras de vidro existentes

no interior do cabo. Um transmissor em uma extremidade de uma fibra usa um diodo

emissor de luz (light emitting diode, LED) ou um laser para enviar pulsos de luz pela

fibra e um receptor no extremo oposto usa um transistor sensvel luz para detectar

os pulsos. Sua baixa perda de sinal permite segmentos longos para cabos (acima de

1,5Km). Em relao aos cabos coaxiais e par tranado:

So mais fino, mais leve e tem mais qualidade;

So imune s interferncias eletromagnticas e de rdio-frequncia;

Tem uma maior largura de banda e uma alta taxa de transmisso.

Figura 24: Fibra ptica Figura 25: Fibra ptica Autor: www.manutencaoesuprimentos.com,2009 Autor: www.hardware.com.br, 2010

Vantagens

No causam interferncia eltrica em outros cabos nem so suscetveis

interferncia eltrica.

Uma fibra pode carregar um pulso de luz muito mais longe do que um fio de

cobre carrega um sinal.

Pode carregar mais informaes que um fio. Ao contrrio da eletricidade, que

requer sempre um par de fios conectados em um circuito completo, a luz pode viajar

de um computador a outro sobre uma nica fibra.

Desvantagens

Requer um equipamento especial para polir as extremidades e permitir que a

luz passe completamente.

Dificuldade em encontrar uma possvel quebra de fibra dentro do revestimento

plstico.

Reparar uma fibra quebrada tambm difcil porque exige um equipamento

especial para juntar as pontas rompidas.

uma tecnologia cara.

3.2.3 Rdio

As ondas de rdio tambm so conhecidas por ondas eletromagnticas de

radio-frequncias, ondas eletromagnticas, ondas de radio-frequncias, espectro de

radio-frequncias ou, simplesmente, radio-frequncias.

Figura 26: Comunicao via-rdio Figura 27: Antenas de comunicao via-rdio Autor: www.std.com.br, 2011 Autor: Franklin Oliveira, 2011

Essas ondas so campos eletromagnticos utilizados nas comunicaes sem

fio como, por exemplo, nas transmisses de televiso ou rdio, nos telefones

celulares, nos rdios utilizados por policiais, bombeiros e ambulncias, nos radares

de controle de avies e nos telefones sem fio.

3.2.4 Satlite

Um satlite artificial um sistema que orbita em torno do nosso planeta, com

uma altitude e velocidade constante. Geralmente os satlites esto equipados com

meios radioelctricos e so dotados de energia, dispondo ou no, de um sistema de

controlo remoto. O satlite artificial um equipamento modular integrado, a voar no

espao exterior da Terra. O conceito do satlite artificial enquanto veculo espacial e

suporte de uma estrutura receptora e emissora. Existem satlites que cumprem

todas as aplicaes necessrias do ponto de vista tcnico e cientfico, e que podem

ou no, ser repetidores, geradores e transdutores de informao diversa, mas onde

toda a informao tem de ser gerada e processada eletronicamente atravs das

comunicaes por meios de Rdio.

Figura 28: Comunicao via-satlite Figura 28: Antena receptora de satlite Autor: www.geoamb.wordpress.com, 2011 Autor: Franklin Oliveira, 2011

Na mais corrente das aplicaes, quando se emitem sinais na direo de um

satlite, estes sinais so recebidos pelo receptor do satlite que os amplifica, e os

reenvia atravs da cadeia emissora do satlite, como sinais destinados a todas as

estaes que operarem no mesmo espectro radioelctrico do satlite. Na mesma

ocasio, em qualquer lugar do mundo que esteja situado no horizonte artificial do

satlite, outro amador ou utilizador, pode receber os sinais de rdio e responder ao

chamador. assim que se processa uma retransmisso aeroespacial, ou como em

sntese, pode funcionar um satlite por mais elementar que ele seja.

3.3 CONCEITUAO DE REDES

Pode-se pensar em rede de computadores como diversas mquinas

interligadas fisicamente entre si onde os seus utilizadores promovem a troca de

informao de seu interesse. Tendo em vista as vrias configuraes previstas para

as redes de computadores, suas finalidades, caractersticas e as distncias entre os

equipamentos, so comuns classificarem-se as redes como sendo LAN, WAN E

MAN.

Rede de rea Local (LAN Local Area Network): so redes de pequenas

extenses, geralmente de uso particular, estaes de trabalho, servidores,

perifricos e dispositivos que tem disposio de trocar informao pela REDE.

Rede de rea Metropolitana (MAN Metropolitan Area Network): so redes

utilizadas dentro de uma cidade ou uma regio metropolitana de mdio alcance. So

compostas por sistemas de redes LAN integradas.

Rede de rea de Extensa (WAN Wide Area Network): so as redes que

interligam equipamentos entre as cidades ou mesmo pases. As WANs contm um

conjunto de computadores cuja finalidade executar aplicaes que esto

conectados por vrias sub-rede de comunicao transportando mensagens de um

ponto geogrfico para outro. Em sntese uma rede WAN uma rede de

comunicao de dados que cobre uma rea geogrfica relativamente extensa e que

oferece uma transmisso de dados provida por operadoras, como empresas de

telefonia.

Os equipamentos bsicos utilizados em uma rede so: o Hub, Switch,

Roteador e o GPS.

3.3.1 Hub

O hub, tambm conhecido como Concentrador, tem a funo de interligar os

computadores de uma rede local. Sua forma de trabalho mais simples se

comparado ao switch e ao roteador.

Figura 29: HUB Autor: www.cienciaesuastecnologias.blogspot.com, 2010

O processo pelo qual se transmite ou difunde determinada informao, tem

como principal caracterstica, a mesma informao sendo enviada para vrios

receptores ao mesmo tempo, no momento que isso ocorre, nenhum outro

computador consegue enviar sinal. Sua liberao acontece aps o sinal anterior sido

completamente distribudo. So empregados geralmente em redes domsticas,

aonde so utilizados poucos computadores para um melhor desempenho da rede.

3.3.2 Switch

O switch um equipamento com grande diferena do hub. Os dados so

apenas repassados ao computador de destino, isso acontece porque os switchs

criam uma espcie de canal de comunicao exclusiva entre a origem e o destino.

Sendo assim a rede no ficam presas a um nico computador no envio de

informaes, aumentando o desempenho da rede.

Figura 30: Switch Figura 31: Switch Autor: Franklin Oliveira, 2011 Autor: www.dlink.com.br, 2011

3.3.3 Roteador

O roteador um equipamento utilizado em redes de maior porte. Ele mais

inteligente que o switch, pois alm de desempenhar a mesma funo, tambm tem a

capacidade de escolher a melhor rota que um determinado pacote de dados deve

seguir para chegarem seu destino. Os roteadores so capazes de interligar vrias

redes e geralmente trabalham em conjunto com hubs e switchs.

Figura 32: Roteador Wireless Figura 33: Roteador Autor: www.tp-link.com , 2011 Autor: www.dlink.com.br, 2011

3.3.4 Gps

O Sistema de Posicionamento Global, conhecido por GPS (Global Positioning

System), um sistema de posicionamento por satlite, utilizado para determinao

da posio de um receptor na superfcie da terra ou em rbita. O GPS est baseado

no sistema de satlites NAVSTAR, composto por 24 satlites dispostos de tal forma

que no mnimo existam cinco deles visveis para qualquer ponto da terra e a

qualquer momento. Cada satlite contm um par de relgios atmicos com preciso

de nanosegundos que constantemente enviam sinais com seus cdigos de

identificao.

Um requisito fundamental entre os sistemas digitais de controle nas LDs, a

sincronizao dos diversos equipamentos que nela operam.

Para que a anlise dos dados seja feita de forma correta, os vrios

registradores de perturbaes das UTRs devem ter uma hora e data comum.

Figura 34: Mdulo GPS Autor: www.reason.com.br, 2011

Atualmente existem GPSs equipados exclusimente para atuarem em

instalaes de gerao, transmisso e distribuio de energia eltrica. E em alguns

casos possuem vrias portas com diferentes tipos de conectores para efetuar o

sincronismo com diversos tipos de equipamentos.

3.4 PROTOCOLO DE COMUNICAO

Um Protocolo de comunicao o conjunto de regras adotadas para uma

formatao organizada da comunicao entre os dispositivos computadorizados.

Protocolo a "lngua" dos equipamentos computadorizados, ou seja, uma espcie

de idioma que segue normas e padres. Os protocolos de rede nasceram da

necessidade de conectar equipamentos de fornecedores distintos, executando

sistemas distintos, sem ter que escrever a cada caso programas especficos. Para a

transmisso de dados estes precisam ser organizados em um quadro de mensagens

(protocolo) e desagrupados quando alcanam seu destino. Ambos os equipamentos

devem est configurados com os mesmos parmetros e obedecer aos mesmos

padres para que a comunicao possa ser realizada sem erros. Existem diversos

tipos de protocolos de rede, variando de acordo com o servio a ser utilizado. De

maneira geral h dois tipos de protocolos: Abertos e Proprietrios ou Especficos. Os

protocolos Abertos so os protocolos padres da internet. Estes podem comunicar-

se com outros protocolos que utilizam o mesmo padro de protocolo. Um exemplo

seria o TCP/IP, pois ele pode comunicar-se com vrias plataformas, como Windows,

Linux, Mac e outros. J os protocolos Proprietrios so feitos para ambientes

especficos (da o seu nome), pois ele apenas pode comunicar com uma plataforma

padro. Exemplos desse tipo de protocolo: IPX/SPX, NETBIOS e outros. So

exemplos de protocolos de rede: IP (Internet Protocol), DHCP (Dynamic Host

Configuration Protocol), TCP (Transmission Control Protocol), HTTP (Hypertext

Transfer Protocol), FTP (File Transfer Protocol), Telnet (Telnet Remote Protocol),

SSH (SSH Remote Protocol), POP3 (Post Office Protocol 3), SMTP (Simple Mail

Transfer Protocol), IMAP (Internet Message Access Protocol).

3.4.1 Funo do Protocolo

Uma das funes dos protocolos pegar os dados que sero transmitidos

pela rede, dividir em pequenos pedaos chamados pacotes, na qual dentro de cada

pacote h informaes de endereamento que informam a origem e o destino do

pacote. atravs do protocolo que as fases de estabelecimento, controle, trfego e

encerramento, componentes da troca de informaes so sistematizadas. O

protocolo desempenha as seguintes funes:

-Endereamento: especificao clara do ponto de destino da mensagem;

-Numerao e seqncia: individualizao de cada mensagem, atravs de

nmero seqencial;

-Estabelecimento da conexo: estabelecimento de um canal lgico fechado

entre fonte e destino;

-Confirmao de recepo: confirmao do destinatrio, com ou sem erro,

aps cada segmento de mensagem;

-Controle de erro: deteco e correo de erros;

-Retransmisso: repetio da mensagem a cada recepo de mensagem;

-Converso de cdigo: adequao do cdigo s caractersticas do

destinatrio;

-Controle de fluxo: manuteno de fluxos compatveis com os recursos

disponveis.

4 ANEEL

4.1 INTRODUO

A nova poltica de gerao e distribuio de energia eltrica, que prev a

reestruturao do sistema eltrico e energtico brasileiro (matriz energtica), tem

como caracterstica ser descentralizado, extremamente competitivo e fiscalizado pela

ANEEL (Agncia Nacional de Energia Eltrica - rgo do governo destinado

fiscalizao e regulamentao do setor). A ANEEL , antes de tudo, uma importante

instituio que contribui para o processo de modernizao do Setor Eltrico Nacional,

com a preocupao focada em racionalizar os custos de energia eltrica, equilibrando

os interesses dos agentes do setor e dos consumidores. Os processos regulatrios

devem estar altura dos novos desafios e oportunidades, que surgem em

decorrncia da dinmica do prprio setor eltrico num contexto de integrao

econmica crescente, mas sempre com fundamento na transparncia, na

independncia decisria e na melhor tcnica.

4.2 INDICADORES

Diante desse novo cenrio, as concessionrias de energia eltrica so guiadas

por metas estabelecidas pelas resolues da ANEEL, que estabelecem os ndices

aceitveis para o sistema eltrico brasileiro, de forma a garantir a integridade e

confiabilidade, alm de proteger o consumidor de abusos. Para esses, so

estabelecidos alguns ndices, dos quais foram objeto deste estudo 4 (quatro),

considerados aqui como sendo os mais significativos. Segundo as Diretrizes

Estratgicas para o Fundo Setorial de Energia Eltrica [1], o que se prope garantir

as caractersticas de interesse pblico, em um ambiente de mercado competitivo, dos

servios de eletricidade (como por exemplo, garantir qualidade e confiabilidade

satisfatrias nos Servios de Energia Eltrica).

Para anlise e compreenso desses ndices, tomou-se por base a resoluo

da ANEEL que tratam diretamente do fornecimento de energia eltrica por

concessionrias de energia. A resoluo n 024 estabelece as disposies relativas

continuidade da distribuio de energia eltrica, nos seus aspectos de durao e

frequncia, a serem observadas pelas concessionrias e permissionrias de servio

pblico de energia eltrica, s unidades consumidoras. A continuidade da distribuio

de energia eltrica dever ser supervisionada, avaliada e controlada por meio de

indicadores coletivos que expressem os valores vinculados a conjuntos de unidades

consumidoras, bem como indicadores individuais associados a cada unidade

consumidora. A resoluo define e usa a terminologia como segue abaixo:

Indicadores de Continuidade de Conjunto

- Durao Equivalente de Interrupo por Unidade Consumidora (DEC),

intervalo de tempo que, em mdia, no perodo de observao, em cada unidade

consumidora do conjunto considerado, ocorreu descontinuidade da distribuio de

energia eltrica.

O DEC calculado pela Equao 1:

( ) ( )

(1)

- Frequncia Equivalente de Interrupo por Unidade Consumidora (FEC),

nmero de interrupes ocorridas, em mdia, no perodo de observao, em cada

unidade consumidora do conjunto considerado.

O FEC calculado pela Equao 2:

( )

(2)

Onde:

DEC expressa em horas e centsimos de hora;

FEC expressa em nmero de interrupes e centsimos do nmero de

interrupes;

Ca(i) = Nmero de unidades consumidoras interrompidas em um evento (i),

no perodo de apurao;

t(i) = Durao de cada evento (i), no perodo de apurao;

i = ndice de eventos ocorridos no sistema que provocam interrupes em

uma ou mais unidades consumidoras;

k = Nmero mximo de eventos no perodo considerado; e

Cc = Nmero total de unidades consumidoras, do conjunto considerado, no

final do perodo de apurao.

Indicadores de Continuidade Individuais

-Durao de Interrupo Individual por Unidade Consumidora (DIC): Intervalo

de tempo que, no perodo de observao, em cada unidade consumidora, ocorreu

descontinuidade da distribuio de energia eltrica, o DIC dado pela Equao 3:

( )

(3)

-Freqncia de Interrupo Individual por Unidade Consumidora (FIC):

Nmero de interrupes ocorridas, no perodo de observao, em cada unidade

consumidora, o FIC dado pela Equao 4:

(4)

Onde:

DIC expressa em horas e centsimos de hora;

FIC expressa em nmero de interrupes;

i = ndice de interrupes da unidade consumidora, no perodo de apurao,

variando de 1 a n;

n = Nmero de interrupes da unidade consumidora considerada, no perodo

de apurao;

E t(i) = Tempo de durao da interrupo (i) da unidade consumidora

considerada, no perodo de apurao.

5 ARQUITETURA E CARACTERSTICAS BSICAS DO SISTEMA ADOTADO

PELA CELTINS

De acordo com o levantamento feito pela equipe tcnica da CELTINS foram

verificados as tecnologias e equipamentos disponveis no mercado, bem como as

linhas de distribuio com ndices de DEC e FEC a serem melhorados, foi dado

assim incio ao projeto de automatizao dos religadores de distribuio das redes

de 13,8kV e 34,5kV da CELTINS.

O Sistema de Superviso e Controle implantado na CELTINS, foi concebido

com uma arquitetura em dois nveis. O Nvel 1 compreende o Sistema de Interface

com o Processo e Aquisio de Dados. Esse sistema formado pela Unidade

Terminal Remota UTR e suas interfaces com os circuitos de corrente, tenso,

informao de estado e de comando dos religadores. O Nvel 2 formado pelo

Sistema de Superviso e Controle Remoto. No Nvel 2 esto presentes as funes

de tratamento de dados e tomada de deciso, sendo ele constitudo da

arquitetura de hardware e software do COS Centro de Operaes do Sistema. A

transmisso de dados entre os Nvel 1 (UTR) e Nvel 2 (COI) desenvolve-se atravs

de enlace de comunicao via radio UHF.

A utilizao da Unidade Terminal Remota (UTR) junto ao religador hoje o

modelo de adaptao mais simples para automao de religadores, difundido

praticamente entre todas as concessionrias do setor eltrico

5.1 EQUIPAMENTOS

No processo de automatizao das linhas impactadas, foram encontradas

duas situaes:

- Adaptao dos rels de proteo j existentes no religadores para atender

as novas configuraes e necessidades do Centro de Operao de Sistemas (COS).

-A instalao do religador mais um controle que atendessem as necessidades

para tal funo.

Em relao primeira situao foram substitudos apenas os rels de

proteo deixando os religadores com a configurao ideal para interligao com a

UTR, conforme figura 35 abaixo.

Figura 35: Religador Cooper Adaptado Figura 36: Religador Nova com rel Form6 Autor: Franklin Oliveira, 2010 Autor: www.cooperindustries.com, 2011

A segunda situao, conforme figura 36 acima, ser abordada com mais

nfase devido riqueza de informaes contidas nos equipamentos utilizados para

automao dos circuitos. Foi escolhido o religador do fabricante COOPER Power

Systems, modelo do religador o NOVA F6-P2B com controle FORM 6 Kyle para

montagem em poste.

5.1.1 Religador Nova

O religador NOVA um religador trifsico com interrupo a vcuo, projetado

para sistemas de distribuio eltrica at 34,5kV. O religador NOVA projetado e

testado para ser compatvel com controles tipo COOPER POWER SYSTEMS. O

religador NOVA est disponvel em com duas opes de configurao: interface com

alimentao atravs do controle e interface com alimentao auxiliar. O sistema de

isolamento por polmero slido no conta com dieltricos gasosos, lquidos ou de

enchimento dieltrico, altamente resistente ao oznio, oxignio, umidade,

contaminao e luz ultravioleta. Possuem trs mdulos de interrupo de polmero

slido, um transformador de corrente encapsulado e uma caixa em ao pintado

(padro) para alojamento do mecanismo. Ele adequado para operar numa faixa de

temperaturas de -40C a +55C.

Figura 37: Religador Nova STS Figura 38: Religador Nova STS Autor: www.cooperindustries.com, 2011 Autor: Franklin Oliveira, 2010

Preparado para montagem em poste ou subestao, o religador NOVA STS,

conforme figura 37 e 38 acima, fornece automao de alimentadores de distribuio

em aplicaes de linha. As trs unidades NOVA STS religador so controlados por

um nico controle do religador Formulrio 6, sobre uma base por fase de origem e

de carga que pode ser programado para trs modos de operao.

O religador pode ser disparado manualmente usando-se um basto com

gancho para puxar o Anel de Disparo Mecnico para a posio aberto. Uma

indicao de posio est localizada na base do tanque e pode ser vista pelo

operador no cho. O estado aberto/fechado do religador tambm detectado pelo

controle do religador atravs do monitoramento de chaves auxiliares, conectadas

paralelamente, que refletem a posio do mecanismo.

5.1.2 Rel Form 6

O controle microprocessado do FORM 6 para montagem em poste contm

ampla funcionalidade de proteo de sistemas, incluindo proteo de corrente de

fase, de terra e de sequncia negativa, proteo de sobre e subfrequncia, e

proteo de tenso, proteo de falta sensitiva a terra direcional e verificao de

sincronismo.

As ferramentas de anlise incluem registrador de perfil de dados localizador

de faltas, registrador de eventos, editor de curvas, funes oscilogrficas, incluindo

reproduo de oscilogramas. As funes de medio incluem corrente instantnea e

de demanda por fase, tenso instantnea e fator de potncia por fase e potncia

(ativa, reativa, aparente) por fase ou total.

Figura 39: Frente do Rel Form 6 Figura 40: Rel Form 6 Autor: Franklin Oliveira, 2011 Autor: www.cooperindustries.com, 2011

As componentes simtricas de tenso e corrente so apresentados

juntamente com os quilowatts-hora para a medio de energia. Conforme figuras 39

e 40 acima, o display do painel frontal usado para configurar os ajustes de

operao do controle. Tambm usado para apresentar a medio, informaes do

contador, parmetros de controle, rearme de alarmes e indicar informaes de

diagnstico. Os parmetros de controle tambm podem ser programados mediante

um PC/notebook ligado ao controle atravs da porta RS-232 do painel frontal. O

software do programa de interface ProView 4.0.1 inclui funes adicionais usadas

para a criao e a representao grfica de Curvas de Tempo-Corrente e oferece a

interface para configurar entradas e sadas, dados de eventos e alarmes

configurveis e pontos de comunicao selecionveis para comunicao serial. O

controle opera em sistemas de 50 e 60 Hz.

O sensoriamento de corrente proporcionada por trs transformadores de

corrente localizados no religador e conectados ao controle de religador Form 6

atravs do cabo de controle. Este cabo tambm envia Abertura, Fechamento e

estado do Religador, e conecta o mdulo de Interface do Religador (RIF) oferecendo

o isolamento para uma operao confivel. As tenses para a medio esto ligadas

no mdulo de entrada analgico atravs do bloco de terminais TB8. A corrente de

linha que atravessa o religador convertida no mdulo da CPU num sinal digital

adequado para clculos de medio e correntes de falta. A amostragem de dados

acontece a uma taxa de 64 vezes por ciclo. A CPU contm uma seo de aquisio

de dados que usa as amostras adquiridas para calcular as correntes e tenses

fundamentais para uso nas protees de sobrecorrente, sobre/sub-tenso, bem

como correntes e tenses para as funes de medio. A corrente para a proteo

de sobrecorrente calculada com base num subciclo e inclui somente a componente

fundamental e a de corrente contnua. Quando a corrente de fase ou terra exceder

seu valor mnimo de disparo programado e o tempo da curva de tempo corrente

(TCC) associada, o controle inicia a sequncia programada de operaes de disparo

e religamento do religador atravs dos mdulos CPU e RIF. Se a falta for

temporria, o controle rearma para o incio de sua sequncia de operao aps um

retardo prefixado.

5.1.3 Perfis das Protees

No controle, h quatro perfis de proteo padronizados para a especificao

completa da operao do controle. Cada perfil de proteo inclui no mnimo o

seguinte:

Curvas de Tempo-Corrente

Proteo de Sobrecorrente

Proteo de Sobre/Subtenso

Proteo de Sobre/Subfrequncia

Proteo Direcional

Funo Hot Line Tag

Proteo de Falta Sensitiva Terra

5.1.3.1 Curvas de tempo-corrente

Esto disponveis curvas de tempo-corrente para muitas funes, incluindo

operaes rpidas e temporizadas para proteo de fase, terra e seqncia

negativa. Cada tempo corrente selecionado a partir de cinqenta curvas definidas

que, por sua vez, podem ser customizadas pelo usurio. As curvas de tempo-

corrente tambm so selecionadas a partir do recurso grfico disponvel no software

ProView 4.0.1 para visualizar quaisquer modificaes antes de configurar o controle.

5.1.3.2 Proteo de sobrecorrente

As correntes individuais de cada fase so monitoradas para Proteo de

Sobrecorrente de Fase e a corrente residual monitorada para proteo de

Proteo de Sobrecorrente de Neutro. Tanto a falta de fase quanto a de neutro tem

trs elementos de proteo contra sobrecorrentes para cada uma das direes de

fluxo de potncia, direta e reversa. Isto permite que as caractersticas de corrente x

tempo se igualem atravs das trs zonas de proteo, preenchendo os requisitos de

coordenao. Parmetros independentes de sobrecorrente de fase e sobrecorrente

de neutro so usados para definir o mximo nmero de operaes em uma

sequncia de religamento e tanto para desativar, preparar pra disparo e religar

quanto para ativar o alarme (sem operao) para cada um dos disparos restantes na

sequncia.

5.1.3.3 Proteo de sobre/subtenso

O controle inclui abertura por subtenso monofsica e trifsica. O controle

tambm inclui disparo de sobretenso trifsica. Ambas as funes de sobre e

subtenso incluem um ajuste de pickup monofsico e trifsico e um ajuste de retardo

monofsico e trifsico que varia de 0 a 100 segundos

5.1.3.4 Proteo de sobre/subfrequncia

O controle inclui a operao de dois estgios em ambas as protees de

sobrefrequncia e subfrequncia. H disponvel um atraso fixo que varia de 0 a 100

segundos em incrementos de 0.001 segundos para ambas as protees de sobre e

subfrequncia. provida uma funo de restaurao de freqncia, ativada ou

desativada pelo usurio para permitir que o religador feche automaticamente caso a

frequncia retornar dentro dos ajustes configurados num tempo ajustvel pelo

usurio. A Proteo de Sobre/Subfrequncia est includa como parte do perfil de

proteo.

5.1.3.5 Proteo direcional

A funo direcional includa para manter a coordenao do sistema a partir

de vrias fontes, bem como para a reconfigurao de circuitos para cada perfil. A

funo direcional se aplica s protees de fase, terra e sequncia negativa,

selecionada independentemente. O ngulo de mximo torque possui uma faixa de 0

- 90 graus.

5.1.3.6 Funo hot line tag

O Hot Line Tag(HLT) provido para aplicaes de trabalho em linhas

energizadas. Todas as operaes de fechamento esto desativadas quando o

recurso HLT estiver ativado. Enquanto ativo, o controle pode tambm utilizado

independentemente, para operaes de abertura com curvas tempo corrente

selecionveis pelo usurio. O HLT impede todas as tentativas de fechamento do

controle e muda a proteo para um disparo com bloqueio na curva composta de

tempo definido do HLT e na curva TCC1 (a que for mais rpida). O recurso HLT tem

prioridade sobre as funes Cold Load Pickup, Non-Reclosing, e Fast Trips

Disabled.

5.1.3.7 Proteo por falta a terra/falta a terra sensitiva

O controle possui um recurso de Disparo por Falta a Terra/Falta a Terra

Sensitiva que proporciona o disparo do religador aps um tempo definido

programvel para correntes de terra abaixo dos nveis de disparo mnimo de terra

normais. O recurso possui operaes programveis para bloqueio e intervalos de

religamento independentes dos ajustes de terra. Este recurso selecionvel

independentemente para cada perfil de proteo.

5.1.4 Aprimoramento da Proteo

O controle de religador Form 6 para montagem em poste oferece vrios

recursos padro e acessrios que proporcionam a mxima flexibilidade de aplicao

do controle do religador. Dentre os principais recursos, destacam-se:

-Auto Religamento

-Fast Trips Disabled

-Cold Load Pickup

-Sincronismo

-Localizador de Falta

-Registrador de Eventos

-Oscilografia

-Medio

5.1.4.1 Auto religamento

O elemento de Religamento responsvel pela temporizao entre as

sequncias de religamento associadas com o elemento de proteo de

Sobrecorrente de Fase x Fase e Fase x Terra, pela aplicao de Coordenao de

Sequncia de Zona e por aplicar o modo operacional selecionado para cada.

Habilitar a coordenao de Sequncia de Zona faz com que o controle incremente o

seu contador de disparos de uma unidade se ele detectar que um dispositivo de

proteo jusante operou. Isto permite a coordenao com os dispositivos utilizados

tanto para frente como para traz do religador, com tempos curtos para operaes

iniciais e tempos longos para as operaes subsequentes.

O tempo de reset se refere ao intervalo de tempo subsequente a um

religamento depois do qual o contador de disparos colocado em zero. Se um

disparo de proteo ocorrer aps uma operao de religamento manual como

resultado de um pickup durante o tempo de reset, o religador operar para lockout

nas caractersticas do primeiro disparo.

5.1.4.2 Fast trips disabled

O controle inclui um recurso Fast Trips Disabled para modificar a proteo, de

maneira que todas as operaes de disparo utilizam a operao TCC2 programada.

Este recurso independentemente selecionvel para cada perfil de proteo. Todas

as operaes de disparo sero temporizadas em TCC2. Tipicamente, a operao

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