O barramento é parte importante e fundamental do sistema elétrico de potência (SEP) pois é um ponto de convergência entre diferentes circuitos de geração, transmissão, distribuição e carga. Em um barramento pode haver diversos bays, que pode ser entendido como um conjunto composto de disjuntor, chave seccionadora e TC associado a uma linha ou transformador, conectados ou não a múltiplas fontes, o que faz com que o barramento tenha elevada magnitude de corrente de curto-circuito.
No artigo de hoje vamos entender um pouco sobre a função diferencial de barra (87B), principal função adotada para a proteção de barramentos de alta tensão.
Conceito da Proteção Diferencial
A proteção diferencial de maneira geral funciona de forma similar independente do equipamento protegido. Basicamente é avaliado a corrente que entra e sai do equipamento protegido, caso a corrente seja igual o sistema é considerado normal, caso haja diferença nessas correntes entende-se que há uma falta em algum lugar entre os transformadores de corrente (TC) que é a zona protegida.
Para a proteção diferencial de barra é aplicado a 1ª Lei de Kirchoff das Malhas, no qual a corrente que entra em um nó é igual a corrente que sai. Para definição dessa proteção podemos citar diversos fatores que irão influenciar no dimensionamento dessa proteção diretamente como o arranjo do barramento, configuração de TC’s, quantidade de entradas e saídas binárias no relé diferencial de barra (87B), dentre outros.
Vamos ver um exemplo inicial para começar a entender sobre essa função:
Nesse caso temos uma barra apenas, que possui 4 disjuntores, sendo 1 para o gerador e 3 dedicados para os alimentadores. Para uma falta na saída do alimentador 3 por exemplo, deve atuar somente a função de sobrecorrente do relé associado a esse disjuntor.
Para uma falta na barra, a proteção 87B irá atuar e deverá ser feito a abertura de todos os disjuntores. Mesmo que haja geração apenas no disjuntor DJ1, deve-se garantir que não haverá ninguém contribuindo para a falta, e por isso o equipamento em falta, no caso a barra, deverá ser isolada do sistema elétrico.
Zonas de Proteção
Como falamos a zona de proteção da diferencial de barra engloba a região limitada pelos transformadores de corrente. Pelo fato da barra ser um equipamento fundamental para a operação de SEP, não é desejável a ocorrência de trip’s indevidos pois haverá a parada de diversas funções de transmissão. Portanto é utilizado dois secundários distintos para criação das seguintes zonas de proteção:
- Check Zone engloba todas as barras da subestação.
- Main Zone é a parte principal que envolve uma única barra.
O esquema de proteção é feito de tal forma que a proteção diferencial de barra só irá atuar, caso houver a atuação das proteções das duas zonas.
Tipos de Relés Diferencial de Barra
A função diferencial de Barra possui basicamente dois arranjos comumente adotados para essa proteção.
Alta Impedância
Para esse tipo de arranjo os secundários dos TC’s são conectados em paralelo fisicamente através de cabos metálicos. Dessa forma é preciso garantir que os transformadores de corrente tenham a mesma relação de transformação (RTC) e a mesma polaridade.
Para que a proteção opere de maneira adequada é necessário a utilização de um resistor de estabilização em paralelo com um resistor não linear (MOV).
Tipicamente essa alta impedância é criada por um resistor interno de 2000Ω.
Relé.
Baixa Impedância
O relé diferencial de baixa impedância apresenta um burden baixo para a circulação de corrente secundária, podendo ser configurado de diversas formas distintas essa proteção. Além disso você pode utilizar TC’s com as relações diferentes, quando você está fazendo a leitura individual de cada fase, o que é interessante quando utilizado TC’s que estão participando de outros esquemas de proteção.
Conclusão
A proteção diferencial de barras é uma excelente função para isolar o barramento do sistema elétrico. Normalmente ela vai atuar em cima dos disjuntores de todos os bays conectados nesse barramento, o que traz grande complexidade para sua utilização, sendo normalmente visto em subestações acima de 230kV.
Equipe Mesh Engenharia
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