Estudo de Coordenação e Seletividade

Estudo de coordenação de relés

O estudo de coordenação de relés reconhece que o sistema de potência está sujeito a falhas. O objetivo é mitigar as consequências durante esses eventos. Reduzir os danos ao equipamento durante uma falha é essencial, isolando rapidamente a parte defeituosa do restante do sistema saudável. O estudo busca determinar as configurações ideais para os dispositivos de proteção, garantindo que o sistema isole a posição defeituosa o mais rápido possível, mantendo o fornecimento de energia para o restante do sistema.

As configurações ideais asseguram sensibilidade e seletividade, protegendo também os trabalhadores contra danos. Os softwares utilizados incluem ETAP, DigSilent PowerFactory, PSCAD e PSS/E. O estudo detalhado abrange dispositivos de proteção de vários fabricantes, como Siemens, ABB/Hitachi, GE, Schneider, entre outros.

Por que realizar o estudo de coordenação e seletividade?

• Determinar as configurações ideais para dispositivos de proteção no sistema, como relés, disjuntores, etc., a fim de garantir a coordenação adequada;
• Analisar as curvas de tempo-corrente (TCC) para verificar a integridade entre os dispositivos de proteção a montante e a jusante, incluindo fusíveis;
• Verificar a sequência de operação dos dispositivos de proteção para diversas configurações operacionais;
• Descobrir o tempo de eliminação da falha;
• Verificar aprimoramentos na proteção da planta existente, especialmente quando há mudança na conectividade da rede ou no nível de falha na fonte;
• Gerar o projeto e finalizar as configurações de proteção da unidade de geração, linha, cabo, transformador, motor, reator e bancos de capacitores;
• Usar como dados de entrada para o cálculo da energia incidente em estudos de arco elétrico.

Referências normativas

• IEEE 242 – Práticas Recomendadas para Proteção e Coordenação de Sistemas de Energia Industriais e Comerciais;
• Padrões IEEE 3004 – Proteção e Coordenação;
• IEEE 399 – Prática Recomendada para Análise de Sistemas de Energia Industrial e Comercial;
• IEEE 241 – Práticas Recomendadas para Sistemas de Energia Elétrica em Edifícios Comerciais;
• IEC 60255 – Relés de medição e equipamentos de proteção.

Metodologia do estudo de coordenação e seletividade

• Coletamos os dados de entrada (SLD, parâmetros do equipamento – classificação de tensão kV, classificação de potência MVA, impedância, nível de falha do sistema, relação X/R, detalhes do relé, esquemas de proteção, etc.);
• Modelamos no software de estudo;
• Realizamos simulações de curto-circuito para diversas configurações do sistema (configuração normal e de contingência);
• Geramos as curvas TCC e determinamos as características e configurações ideais;
• Verificamos a sequência de operação para diferentes tipos de faltas (3 Ph, SLG, LL, LLN) em vários locais;
• Geramos as tabelas e gráficos de configuração de relé, com arquivos abertos de parametrização;
• Enviamos o relatório detalhado;
• Apresentamos os resultados do estudo.

Resultados do estudo de coordenação e seletividade

• Relatório detalhado que explica os dados de entrada, configuração do sistema, observações e recomendações;
• Correntes de falta em diversas barras e ramais do sistema;
• Gráficos e tabelas de configuração de relés elaborados com configurações ideais;
• Curvas de tempo-corrente (TCC);
• Sequência de operação verificada;
• Arquivo de configuração de relé (parametrização) gerado;
• Fornecimento de dados de entrada para o estudo de arco elétrico.

A importância de uma proteção coordenada

O principal objetivo do estudo de coordenação de proteção é isolar a parte defeituosa o mais rápido possível, para minimizar a gravidade dos danos à porção defeituosa e evitar danos à parte saudável do sistema. A coordenação de proteção envolve a seleção e a configuração de dispositivos de proteção para isolar apenas a parte do sistema em falta.

Uma coordenação de proteção adequada é um componente essencial de um sistema de proteção elétrica bem projetado. Durante a fase de planejamento de uma rede de sistema de energia, o engenheiro projetista deve trabalhar para estruturar um sistema de proteção que seja simples, seguro, confiável, de fácil manutenção e econômico.

A coordenação do relé inicia-se no dispositivo mais distante a jusante e deve existir com todos os equipamentos de proteção a montante, até o último dispositivo de proteção da especificação ou o principal dispositivo de proteção da planta. As curvas característica tempo-corrente geradas para cada dispositivo de proteção devem ser definidas para alcançar uma coordenação adequada com o equipamento de proteção a montante e atingir um equilíbrio entre danos ao equipamento e continuidade do serviço.

A proteção coordenada visa obter seletividade para minimizar a extensão do desligamento do equipamento em caso de falha.

Perguntas Frequentes

O que é o estudo de coordenação e seletividade de proteção?

O estudo de coordenação e seletividade define os ajustes ideais dos dispositivos de proteção (relés, disjuntores e fusíveis) para isolar apenas o trecho em falta, sem desligar a instalação inteira. A análise compara as curvas tempo-corrente (TCC) dos dispositivos a montante e a jusante, seguindo as práticas recomendadas IEEE 242, IEEE 3004 e a norma IEC 60255.

Qual a diferença entre coordenação e seletividade?

Coordenação é o ajuste escalonado dos tempos de atuação entre dispositivos de proteção, enquanto seletividade é o resultado: somente o equipamento mais próximo da falta atua, preservando o restante do sistema. Na prática, uma boa coordenação das curvas TCC garante a seletividade, isolando a falta com o menor desligamento possível na instalação.

Quais normas e softwares são usados no estudo de seletividade?

O estudo é fundamentado nas práticas recomendadas IEEE 242, IEEE 3004 e IEEE 399 e na norma IEC 60255 para relés de proteção. As simulações de curto-circuito e a geração das curvas tempo-corrente são realizadas em softwares consagrados como ETAP, DigSilent PowerFactory, PSCAD e PSS/E, cobrindo relés Siemens, ABB/Hitachi, GE e Schneider.

Quando o estudo de coordenação e seletividade é necessário?

O estudo é necessário em novas instalações industriais e comerciais, em ampliações e sempre que houver mudança no nível de curto-circuito da fonte ou na topologia da rede. Em São Paulo, ele também fornece os dados de corrente de falta usados no estudo de arco elétrico e embasa a proteção exigida pela NR-10.