Relés de proteção são equipamentos eletrônicos que monitoram corrente e tensão de uma linha de transmissão de energia. Possuem interface de interação, entradas e saídas digitais para receber, tratar e proteger a linha de transmissão ou os componentes que ela alimenta, como motores, transformadores e outras cargas.
O relé de proteção está presente em usinas de geração de energia (solar, hidrelétrica, eólica, etc), em subestações de distribuição de energia e entradas de fazendas, plantas industriais e condomínios habitacionais. Para todos esses casos o relé olha a linha de transmissão cuidando para isolar o sistema de um curto-circuito.
Os relés seguem as diretrizes da norma IEC 61850 que dita os requisitos de comunicação, sendo “GOOSE” e “MMS” “SMV” o envelope das comunicações. Embora cada fábrica tenha sua preferência, os relés costumam comunicar pelos protocolos Modbus, DNP3 e Procome normalmente.
O Que é um Relé de Proteção?
Um relé de proteção é um dispositivo eletrônico microcontrolado utilizado para monitorar circuitos de média e alta tensão de 13.8kV e superior (ex: linhas de transmissão de subestações de energia) e detectar falhas como curtos-circuitos, sobrecargas e outros tipos de anomalias elétricas.
Quando uma falha é detectada, uma perturbação na linha como um raio, o relé de proteção enxerga essa falha e envia um sinal para acionar um disjuntor de média tensão, abrindo o circuito problemático e prevenindo danos maiores aos equipamentos da sua planta ou da concessionaria de distribuição.
Esses dispositivos são essenciais para garantir a segurança de equipamentos como motores de média tensão, transformadores, disjuntores, cabos e outros componentes presentes em instalações elétricas de média tensão, protegendo-os contra falhas que poderiam danificar componentes e causar acidentes.
Por que usar um Relé de Proteção?
Porque é obrigatório. Se sua instalação industrial, fazenda ou planta possui uma capacidade instalada igual ou superior a 300kVA, conforme Copel, é bem provável que a concessionária exija que você invista em uma certa grana em infraestrutura de fornecimento de energia.
Essa estrutura é, simplificando, formada por um transformador de potência, chaves seccionadoras, Disjuntor de média tensão, medição de energia e um relé de proteção. Esses elementos ficam montados dentro de uma cabine em alvenaria ou blindada. Após esse conjunto teremos um disjuntor de baixa tensão.
Se tem dois disjuntores nessa arquitetura, qual a necessidade do relé de proteção?
O Disjuntor de média tensão é “burro” e não abre quando uma sobrecarga ocorre, diferente do disjuntor de baixa. Ele é comandado pelo relé de proteção porque esse equipamento possui um refinamento para identificar vários tipos de surtos que podem ocorrer na rede elétrica e danificar os componentes conectados nela:
- Variação anormal na corrente
- Variação anormal na tensão
- Fluxo incorreto de energia
- Variação da frequência (60Hz)
As proteção indicadas acima são normatizadas conforma a tabela ANSI (American National Standards Institute). Como são muitas funções, não é eficiente que um relé possua todas essas funções, mas apenas aquelas que precisa para a sua aplicação. Segue uma lista das funções mais comuns:
- 50 – Proteção sobrecorrente instantânea
- 51 – Proteção sobrecorrente temporizada
- 32 – Proteção direcional de potência
- 67 – Proteção direcional de corrente
- 81 – Diferencial de frequência
- 27 – Proteção de subtensão
- 79 – Religamento automático
- 74 – Relé para monitoramento e alarme
- Proteções 44 até 49 – Proteções comuns para motores e geradores
Essas falhas no fornecimento de energia, que podem ocorrem em qualquer ponto da linha de transmissão, precisam de intervenção com precisão de milissegundos e “inteligência” que não encontramos nos disjuntores. É porque isso que o relé de proteção também é chamado de IED (Dispositivo Eletrônico Inteligente).
Soluções para Média tensão
Relés de proteção são usados para proteger vários elementos de média tensão: alimentadores, motores, banco de capacitores, subestações. Para cada caso existem proteções normatizadas indicadas e exigidas por concessionarias de energia. Isso acaba gerando vários produtos com pequenas diferenças que são entendidas apenas por profissionais da área.
Como sem energia elétrica, nada funciona hoje em dia, é importante selecionar equipamentos de qualidade para proteger seus ativos, por isso, busque por relés que atendem as seguintes características:
- Comunicação Modbus compatível com CLP e remotas industriais
- Software gratuito, interativo e fácil de usar
- Relé modular (pague apenas pelo que vai usar)
- Pacote opcionais de funções de proteção
- Opcional de número de entradas e saídas digitais
- Opcional de cartões de TC e TP (de acordo com o pacote de proteção)
- Opcional de sensores de arco-elétrico
- Relé extraível, para facilitar a manutenção
- LED’s configuráveis
- Teclas funcionais configuráveis
Aplicação de relés de proteção além do óbvio
Muitos profissionais de elétrica acreditam que um relé de proteção só serve para proteger a entrada de energia de média tensão quando um curto ocorre. Isso é verdade? Não!
Ele faz muito mais do que monitorar e supervisionar a linha de média tensão. Ele possui capacidade de sobra para automatizar todo o seu entorno:
- Monitor a temperatura do transformador *
- Comunicar/retransmitir/comandar um CLP via goose ou Modbus (serial ou TCP)
- Controle de iluminação e ar-condicionado **
- Reportar oscilações de menor gravidade na rede elétrica
- Medidor de energia
* Para medição de temperatura e transdutores 4-20ma use um cartão de RTD/ma
** As entradas digitais do relé tratam sinais de corrente continua (DC)
Como Escolher o Relé de Proteção Ideal para Sua Instalação
- Identifique a Demanda de Energia: Sua instalação possui geração própria (solar, gerador)? Há necessidade de sincronização ou redundância de comunicação?
- Considere os Requisitos da Distribuidora de Energia: Verifique quais são as exigências da distribuidora e qual nível de proteção ela exige.
- Conte com a Expertise da Safety Control: A Safety Control oferece consultoria especializada para ajudá-lo a escolher o relé de proteção mais adequado para suas necessidades.
Sabendo desse buraco que é comprar e especificar relés de proteção, a ABB desenvolveu a linha REX. Esses relés possuem um conceito que simplifica a aquisição de um IED por facilitar a escolha de funções de proteção e funcionalidades que são necessárias em seu projeto de SPCS.
Manual técnico do REX610:
Manual técnico do REX615:
A Safety Control agradece sua atenção!
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