A Proteção de sistemas elétricos de potência

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO TRIANGULO MINEIRO – UFTM

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA – ICTE

Jorge Pain Couri

Letícia de Oliveira

Relés de frequência

Uberaba – MG

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO TRIANGULO MINEIRO – UFTM

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELETRICA – ICTE

Jorge Pain Couri

Letícia de Oliveira

Relés de frequência

Relatório apresentado como requisito parcial do sistema avaliativo da disciplina de Proteção de Sistemas Elétricos, ministrada por Prof. David Calhau Jorge

Uberaba – MG

Sumário

1.        INTRODUÇÃO        4

1.1        Necessidade        4

1.2        História        4

1.3        Modos de funcionamento e operação        5

2.        MODOS DE OPERAÇÃO        6

3.        ESQUEMA        7

4.        DIMENSIONAMENTO        8

5.        CONSIDERAÇÕES FINAIS        15

6.        REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICAS        16

1. INTRODUÇÃO

1. Necessidade

São empregados para realizar a medição da frequência e atuam para o valor desejado de tempo. Podem responder com operação instantânea, em tempo definido e em tempo independente.

1. História

Os relés têm sua história muito ligada à história do magnetismo e eletromagnetismo. A autoindução já tinha sido descoberta por J. Henry em 1830, mas demorou a publicar a sua descoberta, o que só ocorreu em 1832 A invenção do primeiro relé deveu-se a Joseph Henry em 1835, no melhoramento do telégrafo (desenvolvido em 1831).  A primeira patente de um relé foi obtida por Davy em 1838, recebendo o número British Patent 7719. Nesta patente, ele descrevia sua invenção da seguinte maneira: “Eu reivindico o modo de se fazer sinais telegráficos ou comunicações entre um lugar distante para outro pela aplicação de relés ou circuitos metálicos através da operação por correntes elétricas”.

Figura 1: Desenho da patente do primeiro relé

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Fonte: https://comum.rcaap.pt/bitstream/10400.26/8189/2/Capitulo2_PedroAbelha.pdf

         Em 1837 (patente britânica 7390), Cookes e Wheatstone descreviam um relé eletromagnético que permitia que um alarme distante fosse controlado pela tensão de uma bateria. Os relés passaram então a fazer parte de novas invenções, com destaque para o telefone de Alexander Graham Bell (1847- 1922), em 1876. Os relés estiveram presentes nos sistemas telefônicos durante muitos anos, sendo apenas recentemente substituídos pelos sistemas totalmente eletrônicos, primeiro analógicos e depois digitais. A Figura 2 mostra um relé telefónico dos anos 50.

Figura 2: Antigo relé telefónico.

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Fonte: https://comum.rcaap.pt/bitstream/10400.26/8189/2/Capitulo2_PedroAbelha.pdf

 A evolução tecnológica dos relés nos últimos 30 anos não foi muito grande, olhando para os relés antigos e atuais, pouco muda além do nome e do tamanho. A função básica é a mesma e os contatos do relé continuam a ser operados por uma força magnética.

1. Modos de funcionamento e operação

• Modo de funcionamento

Foi tomado como base o relé de frequência(RLF) Piccoli da ALTRONIC. Como pode ser observado pela figura 3, ao ser energizado em uma rede elétrica com freqüência dentro da faixa do dispositivo (±5% ou ±10%), o relé interno comutará, fechando os contatos C-11 e NA-14 e abrindo os contatos C-11 e NF-12. Ocorrendo sub-freqüência e/ou sobre-freqüência na rede de alimentação, o relé torna a comutar seus contatos internos, abrindo os contatos C-11 e NA-14 e fechando os contatos C-11 e NF-12. O led frontal referente à falha (sub-freqüência ou sobre-freqüência) acenderá para o imediato diagnóstico da anomalia.

Figura 3: Estrutura interna do RLF.

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Fonte: http://www.rjl.net.br/pdf/altronic/protecao/RLF.pdf

1. MODOS DE OPERAÇÃO

Frequência Mínima: O led referente à falha de sub-frequência acende quando aparelho é energizado com frequência de ciclo abaixo da frequência estabelecida.

 Freqüência Máxima: O led referente à falha de sobre-frequência acende quando aparelho é energizado com frequência de ciclo acima da frequência estabelecida.

Freqüência Mínima e Máxima: Funciona tanto para frequência mínima tanto para frequência máxima, detectando anomalia nos dois casos e acendendo o led após o diagnóstico.

Os gráficos abaixo mostram o momento em que cada tipo de relé funciona, considerando a faixa de histerese:

Figura 4: Gráficos para cada tipo de operação

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Fonte: http://www.rjl.net.br/pdf/altronic/protecao/RLF.pdf

1. ESQUEMA

De acordo com a figura, o relé estático é composto dos seguintes módulos:

- Módulo de entrada

- Fonte auxiliar

- Derivador

- Conversor

- Bloqueio

- Detector de nível

O integrador linear recebe os pulsos de um derivador em fase com a frequência de alimentação, porém, independentemente da amplitude, e a cada pulso, o nível atingido pela rampa é comparado pelo detector de nível, cuja saída é mantida durante o intervalo de um ciclo. O bloqueio da medida é feito a cada ciclo através de detectores de nível.