Proteção de Sistemas Elétricos

A energia elétrica é fundamental para o desenvolvimento econômico e social de um país, implicando a necessidade de estudo e de acompanhamento dos parâmetros operacionais. A sociedade atual demanda, de forma crescente, a continuidade do fornecimento de energia elétrica e a garantia de que a energia fornecida atenda a requisitos mínimos de qualidade. Com isto, existe uma área de estudo com o intuito de proteger o Sistema Elétrico de Potência (SEP) contra operações não normais do sistema.

A proteção de qualquer sistema elétrico é projetada com o objetivo de diminuir ou evitar risco de vida e danos materiais, quando ocorrer situações anormais durante a operação do mesmo. Geralmente, tais os sistemas elétricos são protegidos contra sobretensões (internas e descargas atmosféricas) e sobrecorrentes (curtos-circuitos).

Normalmente, a proteção contra curtos circuitos é feita utilizando equipamentos eletromecânicos, digitais ou eletrônicos, basicamente utiliza fusíveis e relés que acionam disjuntores. O equipamento fundamental para proteção contra sobretensões é o para-raios.

Funções básicas de um sistema de proteção

As principais funções de um sistema de proteção são:

• Salvaguardar a integridade física de operadores, usuários do sistema e animais;
• Evitar ou minimizar danos materiais;
• Retirar de serviço um equipamento ou parte do sistema que se apresente defeituoso;
• Melhorar a continuidade do serviço;
• Diminuir despesas com manutenção corretiva;
• Melhorar os índices DEC (duração de interrupção equivalente por consumidor) e FEC (frequência de
• interrupção equivalente por consumidor).

Definições usadas na proteção de sistemas

Confiabilidade: Definida como a probabilidade de funcionamento correto da proteção quando houver a necessidade de sua atuação.

Seletividade: o sistema de proteção que possui esta propriedade é capaz de reconhecer e selecionar as

condições que deve operar, a fim de evitar operações desnecessárias.

Sensibilidade: É a habilidade que um sistema tem de identificar uma situação de funcionamento anormal em que exceda o nível normal ou detectar o limiar em que a proteção deve atuar.

Velocidade: um sistema de proteção deve possibilitar o desligamento do trecho ou equipamento

defeituoso no menor tempo possível.

Níveis de atuação de um sistema de proteção

De modo geral, a atuação de um sistema de proteção se dá em três níveis:

Proteção principal: Em caso de falta dentro da zona protegida, é quem deverá atuar primeiro.

Proteção de retaguarda: aquela que só deverá atuar quando ocorrer falha da proteção principal.

Proteção auxiliar: é constituída por funções auxiliares das proteções principal e de retaguarda, cujos os objetivos são sinalização, alarme, temporização, intertravamento, etc.

Na figura abaixo é demostrado alguns níveis de proteção. As zonas de proteção (retângulos tracejados) podem funcionar como proteção principal ou de retaguarda, a depender da localização da falta.

Tipos de proteção elétrica

Entre os diversos tipos de proteção, temos alguns comumente usados:

Proteção diferencial (87): A proteção diferencial baseia-se na comparação entre duas correntes elétricas, operando quando a diferença entre essas duas corrente ultrapassa um valor predeterminado.

Proteção de sobrecorrente (50, 51): A proteção diferencial baseia-se na comparação entre duas correntes elétricas, operando quando a diferença entre essas duas corrente ultrapassa um valor predeterminado.

Proteção de distância (21): A proteção de distância é feita por relés de distância. O relé de distância é alimentado por duas grandezas de entrada, tensão (V) e corrente (I), amostradas por TPs e TCs conectados ao sistema elétrico. Sua operação é baseada na impedância aparente da rede que é medida pelo relé.

Referências

Volume-2-protecao-de-sistemas-aereos-de-distribuicao. Ed Campos / Eletrobrás.

The Art & Science Of Protective Relaying. C. Russell Mason.

Apostila de Proteção de Sistemas Elétricos. Prof. Marcos A. Dias de Almeida – Natal, fevereiro de 2000.