Distância relés são os elementos de proteção de distância mais importantes, que dependem da distância do ponto fonte / alimentador e do ponto onde ocorre a falta. O princípio desses relés difere de uma forma de proteção para outras porque seu desempenho depende da relação entre tensão e corrente. Estes são chamados de relés atuadores duplos porque uma bobina é energizada por tensão e a outra bobina é energizada pela corrente. Este tipo de relé é mais amplamente utilizado onde há necessidade de proteção contra faltas, proteção de backup em linhas de transmissão e distribuição em altas velocidades e também quando o relé de sobrecorrente é muito lento. Este artigo ajuda a conhecer detalhadamente o relé de distância e seus tipos.
O que é o Relé de Distância?
O relé de distância também é conhecido como relé de impedância ou elemento de proteção de distância ou dispositivo controlado por tensão . Seu funcionamento depende principalmente da distância entre as impedâncias dos pontos onde a falha ocorre e onde o relé está instalado (ponto de alimentação). O relé é operado quando a relação de tensão e corrente é definida para um valor predeterminado ou menor que o relé. Este tipo de relé é usado para proteção de backup, proteção de falta, proteção de fase e proteção principal de linhas de transmissão e distribuição. O diagrama de relé de distância é mostrado abaixo .
O projeto do relé de distância é um relé de sobrecorrente simples. O diagrama do relé de distância com as características de tensão e corrente é mostrado abaixo. A linha tracejada no diagrama abaixo representa a condição operacional em uma impedância constante do ponto ou linha.
Teoria do Relé de Distância
O relé de distância é um elemento de proteção de distância projetado para medir o ponto defeituoso. A operação deste relé depende do valor da impedância. Ele desarma o disjuntor e fecha os contatos quando a impedância do ponto defeituoso é menor que o impedância do relé. A tensão e a corrente fluindo através do PT e TC são monitoradas continuamente pelo relé e ele começa a operar somente quando a relação entre a tensão e a corrente (valor da impedância) é menor que o valor de impedância predeterminado do relé.
Princípio do Relé de Distância
O princípio de funcionamento do relé de distância é muito simples e é baseado na relação entre tensão e corrente, ou seja, impedância. Este relé contém um transformador de potencial para fornecer tensão e transformador de corrente para o elemento de corrente, que é conectado em série com todo o circuito. A corrente secundária do TC produz o torque de deflexão, enquanto o transformador de potencial produz o torque de restauração. Como sabemos, seu funcionamento depende da relação entre tensão e corrente, ou seja, a relação do valor da impedância, que também é conhecida como relé de impedância.
O relé de distância começa a operar somente quando a relação de tensão e corrente, o que significa que a impedância é menor do que o valor de impedância predeterminado do relé. Como a impedância da linha de transmissão é diretamente proporcional ao seu comprimento, o relé passa a operar se ocorrer alguma falta dentro do comprimento da linha de transmissão ou distância predeterminada.
Como funciona o relé de distância?
O funcionamento do relé de distância é explicado em duas condições, como condição normal e condição de falha.
Condição normal: É considerada uma condição operacional porque a tensão da linha ou o torque de restauração é maior do que a corrente ou o torque de deflexão.
Pela figura acima, podemos observar que o relé de impedância ou distância é colocado na linha de transmissão entre os pontos AB. Considere a impedância da linha Z em condição de operação. O relé de distância começa a funcionar somente quando a impedância da linha é menor que a impedância Z do relé
Condição defeituosa: Nesta condição, há chance de ocorrência de falha na linha de transmissão quando a magnitude da corrente for superior à tensão (menor). Isso significa que a corrente na linha é inversamente proporcional à impedância do relé. Conseqüentemente, o relé começa a trabalhar nesta condição porque a impedância na linha diminui e é menor que o valor de impedância predeterminado.
Se uma falha F1 ocorreu na linha AB, a impedância da linha é diminuída abaixo do valor predeterminado do relé e ele começa a operar enviando o comando de trip para o disjuntor. Os contatos do relé não seriam fechados se a falha fosse alcançada além do estado positivo.
Tipos de Relé de Distância
Como o relé de distância depende da relação entre os valores de tensão e corrente, eles são classificados em 3 tipos. Eles estão
Relé de impedância
Este tipo de relé depende da impedância Z adequada para proteção de falta de fase da linha de transmissão em um comprimento moderado
Relé de Reatância
Este tipo de relé depende do valor da reatância X adequado para proteção de falta à terra da linha.
Admissão ou relé MHO
Este tipo de relé depende do valor de admitância Y adequado para proteção de falta de fase de linhas de transmissão longas, usado onde ocorrem graves picos de energia e também para medições de distância.
Se ocorrer alguma falha, o relé de distância começa a funcionar dependendo dos valores de impedância ou admitância, ou reatância.
Relés de distância definida
Este tipo de relé começa a funcionar quando o valor da reatância ou admitância está abaixo de um valor de impedância pré-determinado do relé. Estes são relés de impedância, reatância, admitância ou tipo mho.
Relés de distância de tempo
O funcionamento deste tipo de relé depende do valor da impedância. Isso significa que seu funcionamento depende da distância entre a falta e o ponto do relé. Ele funciona com mais eficiência e mais cedo quando a falha está mais próxima do ponto de relé. Eles vêm com relés de impedância, reatância ou tipo mho.
Teste de relé de distância e seu procedimento
O teste do relé de distância é necessário para verificar as configurações do relé de proteção, configuração do relé, instalação, teste e comissionamento de todo o dispositivo para proteção
Como os relés de distância são usados para proteção universal contra curto-circuito, sua condição operacional depende da medição das grandezas elétricas como tensão e corrente, avaliação do valor de impedância para falha, que é proporcional à distância entre o relé e o ponto de falha que ocorre.
Certifique-se de que todas as 3 zonas do relé de proteção estão definidas corretamente.
Zona 1 é definida para modo de trip instantâneo na direção de encaminhamento
A Zona 2 é definida para ultrapassagem com um atraso de tempo (único) na direção para frente
A zona 3 é configurada para ultrapassagem com retardo de tempo no modo duplo para a direção reversa.
Certifique-se de que o tipo de sistema de energia usado para linha de transmissão de 400kV do modelo trifásico e duas cargas (3 cargas resistivas com duas de 9kV) devem operar em 400V
Certifique-se de que todos os modos operacionais de proteção restantes estejam desligados ao testar qualquer modo de proteção.
Verificar se todas as conexões de PT, CT e links de linha de transmissão estão conectados corretamente
Características do Relé de Distância
As características do relé de distância na condição de operação são mostradas abaixo. A corrente que flui através do TC é tomada no eixo X e a tensão fornecida pelo PT é tomada no eixo Y.
Se a impedância da linha de transmissão for maior que a impedância do relé em uma condição de falha, então o torque positivo é produzido acima da linha característica de operação. Da mesma forma, se a impedância da linha for menor que a impedância do relé na condição de falha, então o torque negativo é produzido.
Características de operação do relé de distância
Além disso, as características de operação do relé de distância podem ser explicadas usando o plano R-X. Seja o raio do círculo a impedância da linha.
X é o ângulo de fase e R é a posição do vetor.
Características operacionais no plano R-X
Na região positiva, a impedância da linha será menor que o raio do círculo. Na região negativa, a impedância da linha será maior que o raio do círculo. A partir dessas características operacionais, podemos concluir que esses tipos de relés são adequados para linhas de transmissão de alta velocidade e ditos relés de alta velocidade.
Exemplo
SIPROTEC 7SA522 é um exemplo de relé de distância, que é um tipo moderno de relé. É usado para obter proteção de distância de esquema completo e executa todas as funções necessárias para proteger a linha de alimentação. O diagrama unifilar deste tipo de relé é mostrado abaixo.
Exemplo de Relé de Distância
Pela figura acima,
21 / 21N é a proteção de distância
FL é localizador de falhas
50N / 51N, 67N é a proteção direcional contra falha de aterramento
50/51/67 é para proteção de backup de sobrecorrente
50 STUB é o estágio de sobrecorrente stub-bus
68 / 68T representa oscilação de potência (detecção ou desarme)
85/21 é para proteção de distância de teleproteção 27WI é para proteção de alimentação fraca
85 / 67N é para teletransporte para proteção contra falha de aterramento
50HS é para proteção de interruptor
50BF é falha de freio
59/27 é para proteção de sobretensão
810 / U está acima / abaixo da proteção
25 é verificação de sincronismo
79 é religamento automático
74TC é o circuito de trip
86 denota comando de bloqueio
Vantagens
O vantagens do relé de distância relé de sobrecorrente são fornecidos abaixo
- Ele substitui a proteção de linhas de transmissão de sobrecorrente
- Oferece proteção muito rapidamente
- A coordenação e a aplicação são muito simples
- Disponível com configurações permanentes e não há necessidade de reajustar as configurações
- Efeito de uma geração de níveis de falha, a magnitude da corrente de falha é menor
- Permite forro de alta carga
Desvantagens
O desvantagens do relé de distância ou relé de impedância são mostrados abaixo
- Como ele opera em ambos os lados das faltas de uma linha, é considerado não direcional.
- Não consegue reconhecer entre as falhas internas e externas de uma linha
- A resistência do arco de uma linha de falta afeta a função do relé de distância. Uma vez que existe um arco quando a falha ocorre em qualquer ponto.
- As oscilações de potência afetam o desempenho do relé de distância porque a área coberta pelo círculo nas laterais do plano R-X é grande
- A capacidade de medição da resistência à falha é limitada.
Formulários
O aplicações de relé de distância está
- Estes são mais amplamente usados para proteger linhas de transmissão e linhas de distribuição em altas tensões AC
- Fornece proteção de backup de tensões CA contra as várias falhas em 3 fases, fase a fase e fase à terra das linhas de distribuição e transmissão.
- Os relés de distância estáticos são amplamente utilizados porque fornecem proteção de distância para todos os tipos de faltas em linhas de transmissão (curta, média, longa e principal).
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