A proteção de sobrecarga (49) é bastante utilizada para motores de indução para garantir que os limites de temperatura do equipamento não serão ultrapassados, podendo leva-lo a queima. Essa proteção é a principal para esse equipamento e deve ser aplicada para motores de baixa e média tensão. A filosofia de proteção para esses dois tipos de motores é um pouco diferente, portanto, iremos abordar separadamente como funciona a proteção em cada um dos tipos de motores.
Proteção (49) – Motores de Baixa Tensão
Essa proteção é realizada através da medição de corrente no motor e irá proteger contra correntes passante acima da sobrecarga permitida e para a corrente de rotor bloqueado. Essas correntes causam um sobreaquecimento no motor que como foi dito pode ultrapassar o limite da sua classe de isolação levando o equipamento a queima. É importante destacar que essa proteção não pode atuar para a corrente de partida do motor, região de carga e sobrecarga permitida (fator de serviço).
Para a baixa tensão, você tem alguns dispositivos que podem realizar essa proteção, sendo os principais:
Relé Térmico Convencional
Disjuntor Termomagnético
Relé Térmico Inteligente
A adoção de um ou outro dispositivo de proteção vai depender da criticidade do motor para o processo produtivo. Com o relé térmico inteligente, além de você ter algoritmos de cálculos mais precisos para a função 49, você consegue ainda realizar outras proteções importantes para a proteção de motores como a função de sobrecorrente de sequência negativa ou desbalanço de corrente (46). Inclusive a circulação de corrente de sequência negativa pode causar aquecimento no rotor, visto que essa componente gera um torque contrário ao sentido de giro do motor, como se estivesse tentando frear o equipamento. Em alguns relés térmicos inteligentes inclusive, na fórmula de cálculo da função 49 é utilizado também essa componente de sequência negativa para construção da curva de proteção.
Independente do equipamento utilizado, deve-se realizar o ajuste de tal forma que a curva do equipamento respeite todas as premissas anteriores. Portanto é comumente adotado os seguintes ajustes para essa proteção:
– Corrente de Partida entre 1 e 1,3 x In, dependendo do fator de serviço do motor. Para alguns dispositivos, a curva já começa com um percentual acima da nominal, portanto, você deve considerar isso no momento de ajuste da sua proteção térmica.
– O ajuste de tempo deve ser feito de forma a permitir a partida do motor e ficar ainda abaixo da curva de limite térmico do equipamento, com uma faixa de tolerância de pelo menos 10%.
Pelo fato de você estar utilizando a corrente elétrica para estimar a condição térmica do equipamento, normalmente esse tipo de proteção também é chamado de imagem térmica. Para os motores de média tensão, além dessa proteção indireta temos também a medição da temperatura utilizando transdutores em pontos específicos, como mancais, enrolamentos e carcaça.
Proteção (49) – Motores de Média Tensão
A função de proteção 49 para motores de média tensão é bastante similar a vista anteriormente. Porém, aqui nós teremos algumas peculiaridades que vale a pena ressaltar para essa proteção. No caso de motores de média tensão, normalmente utiliza-se relé de proteção para realização dessa função.
Cada fabricante de relé, possui uma filosofia de ajuste para essa função. Portanto a equação que modela a curva de ajuste da função 49 é especifica e única para cada relé de proteção e deve ser consultada no manual do dispositivo. Como dito a proteção para motor de média tensão pode ser adotada ainda a aquisição do sinal de temperatura através de RTD’s para complementar a proteção. Normalmente você faz a medição no enrolamento do estator(49S) e nos mancais dianteiros e traseiros (38). A medição utilizando RTD’s pode ser para trip ou alarme, sinalizando para os operadores possíveis intervenções para que aquele motor não chegue a parar por um trip.
Mas então qual a diferença entre a função 51 e 49?
Como já foi abordado aqui, a função de sobrecorrente temporizada (51) é realizada para proteção de sobrecarga do equipamento protegido. Mas então, porque utilizo a função 49 para motor e não a 51? Qual a diferença entre essas duas proteções?
Bom, a função de sobrecarga por imagem térmica (49), utiliza a medição da corrente para criar um modelo térmico equivalente com base nas características construtivas do motor, como constante de aquecimento, resfriamento, etc. Então a grandeza de referência para atuação da proteção 49 é a temperatura, o que resulta em uma curva dinâmica que pode variar de acordo com o equipamento.
Fonte: Roberval Bulgarelli, Proteção Térmica de Motores de Indução Trifásicos Industriais, Dissertação de Mestrado, USP, 2006
Então a função 51 avalia a corrente medida, se a corrente ultrapassar um certo valor(pick-up) ele atua com um tempo a depender da curva utilizada. No caso da função 49, ela avalia a temperatura do equipamento, sendo assim ela pode atuar para correntes inferiores ao pick-up definido. Por exemplo em casos de partidas consecutivas, ela pode inclusive impedir a partida do motor, caso verifique que a temperatura será excedida com essa manobra. Portanto, para motores utiliza-se para proteção de sobrecarga a função 49.
Conclusão
Para a proteção efetiva dos motores trifásicos não é recomendável a utilização da função 51, visto que ela leva em consideração apenas o valor de corrente passante no sistema. A função 49 é mais efetiva pois ela trabalha com o equivalente térmico do motor a partir da leitura de corrente passante, tornando a proteção mais completa e efetiva.
Por: Mesh Engenharia
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