UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE Departamento Departamento de Engenharia Elétrica
PROTEÇÃO TEE-06090 (10º PERÍODO) 3 – RELÉS DIFERENCIAIS (87) – RELÉS
Thales Terrola e Lopes 1
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Localização dos TC s ´
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Relé Diferencial Comum Relés
diferenciais não estabilizados; Basicamente relés de sobrecorrente utilizados em ligação diferencial.
Condição Normal ou Defeito fora da zona protegida.
Sistema em anel.
Relé não atua! 5
Relé Diferencial Comum Defeito interno a zona protegida.
Sistema Radial:
Relé atua! 6
Relé Diferencial Comum Sumário
Relé não atua! Relé não atua! Relé atua! 7
Relé Diferencial Comum Ajuste
das funções de sobrecorrente inerentes ao 87.
Limitação da proteção Diferencial Comum : Ocorrência de forte Curto-Circuito fora da zona seletiva, mas
muito próximo ao TC. Casamento dos TC´s não ser ideal; Saturação dos TC´s.
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Relé Diferencial Percentual (87)
Derivação Central
Limiar de Operação! Relé atua! 9
Relé Diferencial Percentual (87) Situação
de Operação Normal ou defeito fora da zona
protegida.
Duas partes enroladas no mesmo sentido
Bobina de Restrição: I 1 e I 2 produzem campos magnéticos concordantes! Elevado Torque Negativo!
i1=i2
Bobina de Operação:
Torque Nulo!
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Relé Diferencial Percentual (87) Curto
Circuito dentro da zona protegida.
Supor que:
i1=i2
Bobina de Restrição:
Bobina de Operação:
I 1 e I 2 produzem
campos magnéticos em sentidos opostos na meia bobina de restrição!
T
Nulo!
Elevado Torque Positivo!11
Relé Diferencial Percentual (87)
Defeitos externos: relé fortifica a restrição e enfraquece a operação, não garantindo a operação; Defeitos internos: relé fortifica a operação e enfraquece a restrição, garantindo a operação.
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Relé Diferencial Percentual (87) Curva de Operação do Relé 87 Curva Percentual
A característica percentual ( slope)
é utilizada para compensar do descasamento das relações de TCs, de ajustes de bobinas de restrição, etc.
Relé Diferencial Percentual (87) Determinação da Curva de Operação
Modelo
determinado a partir da situação normal de operação, sem curto.
Bobina de Restrição:
Bobina de Operação:
Relé Diferencial Percentual (87) Determinação da Curva de Operação Torque no balancim do relé:
No limiar:
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Relé Diferencial Percentual (87) Determinação da Curva de Operação
Declividade da reta do limiar de operação do relé 87. Generalizando para relação do Torque:
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Relé Diferencial Percentual (87) Curva de Operação do Relé 87 Curva Percentual
K3 representa
o efeito da mola restauradora. 0,1 A ou 0,2 A ou valor fornecido pelo fabricante.
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Relé Diferencial Percentual (87) Curva de Operação do Relé 87
Maior declividade da reta menor sensibilidade do relé!
Ajuste da inclinação da curva: Ex: Declividade de 25%; a = 25%
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Relé Diferencial Percentual (87) Alternativa Gráfica para a Curva de Operação do Relé 87 Modelo baseado nas correntes na bobina de retenção: I 1 e I 2 Percentagem da corrente diferencial p ( I1 - I2) em relação a menor corrente, I 1 ou I2
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Relé Diferencial Percentual (87)
I1
I2
Aumento do ângulo: Aumento
da zona de não atuação! Aumento da faixa de correntes onde I1 = I2.
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Relé Diferencial Percentual (87) Conexão ao SEP
86 – Relé auxiliar de bloqueio
Obs: Os TC´s utilizados na proteção diferencial devem ter uma classe de precisão superiores aos TC´s para as funções 50, 51, 21, 67. 32. Erros dos TC’s influenciam no ajuste do relé 87. Clsses de precisão: 2.5%, 5% ou de 10%.
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Relé Diferencial Percentual (87) Compensação
da diferença angular estrela – triangulo dos transformadores pela conexão dos TCs.
A corrente no enrolamento 1, IA-IB, está adiantada em 30 da corrente do enrolamento 2. °
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Relé Diferencial Percentual (87) Compensação
da diferença angular estrela - triangulo pela conexão dos TCs.
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Relé Diferencial Percentual (87) Proteção Diferencial por Tele Proteção Fio Piloto
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Relé Diferencial Percentual (87) Proteção Diferencial por Tele Proteção Fio Piloto Operação Normal
Curto-Circuito na Linha
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Relé Diferencial Percentual (87) Proteção Diferencial por Tele Proteção Fibra Óptica
Cabo OPGW (Optical Ground Wires) – condutor metálico onde coaxialmente estão instalados os cabos de fibra óptica. 26
Relé Diferencial Percentual (87) Proteção Diferencial por Tele Proteção Fibra Óptica - Cabo OPGW (Optical Ground Wires)
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Relé Diferencial Percentual (87) Proteção Diferencial por Tele Proteção Onda Portadora (Carrier)
Modulação
Demodulação
OPLAT – Onda Portadora sob Linha de Alta Tensão (20 a 400 kHz)
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Relé Diferencial Exercícios 1) Determinar os parâmetros principais dos transformadores de corrente e os ajustes necessários do relé de sobrecorrente diferencial para a proteção de um transformador de potência de 56 MW, na tensão de 138/13,8 kV, ligado em triângulo-estrela. A corrente de curto-circuito monopolar próximas as buchas do transformador é de 3700 A. A corrente de curto-circuito trifásica na mesmo ponto vale 17.000A. A corrente de curtocircuito no lado primário vale 2800A. a) Relações nominais dos TCs (RTC); b) Erro percentual na relação; c) Ajuste da declividade percentual. 29
Relé Diferencial 2) A figura abaixo mostra um relé diferencial aplicado para proteção do enrolamento do estator de um gerador. O relé tem um valor de picape mínimo (corrente de atuação) de 0.1 A e está regulado para uma declividade de 10%. Uma falta à terra ocorreu no enrolamento do gerador, próxima ao extremo correspondente ao neutro aterrado solidamente, quando o gerador alimentava uma certa carga, resultando na circulação das correntes dada na figura. Admitindose que os TC´s têm relação 400/5A e sem imprecisão, pergunta-se: a) O relé operará para atuar o disjuntor do gerador, nas condições dadas? b) Poderia o relé operar sob dado valor de corrente de defeito, se o gerador não estivesse fornecendo corrente à carga (disjuntor aberto)? c) Representar em um mesmo diagrama, a característica de operação do relé e os pontos que representam as correntes de operação e restrição no relé, nas duas condições acima. 30
