Você é o engenheiro responsável pela parametrização do relé de uma subestação de uma usina

MAPA – PROTEÇÃO DE SISTEMAS ELÉTRICOS – 53_2024

 

MAPA — PROTEÇÃO DE SISTEMAS ELÉTRICOS

Seja bem-vindo, engenheiro!

 

Este MAPA estará dividido em três fases. Em cada uma delas, você será estimulado a responder às perguntas feitas baseando-se nos conteúdos abordados nas aulas e na interpretação das situações problemas apresentados.

 

ATENÇÃO! Este MAPA é INDIVIDUAL! Contudo, você poderá discutir com seus colegas sobre as soluções encontradas e qual seria a mais adequada do ponto de vista da Engenharia.

 

As suas tarefas neste MAPA serão: analisar as proteções do sistema elétrico e dimensionar os níveis de curto-circuito de uma instalação existente.

 

Aproveite esse momento e faça o melhor que puder de onde estiver!

 

“O sistema elétrico de potência é o responsável em fazer a energia elétrica chegar ao consumidor, sendo esse sistema formado por geração, transmissão e distribuição, além de contar com as subestações durante algumas partes do processo, partes essas que necessitam de algum tipo de modificação nas características da energia. As subestações são parte importante no sistema, pois visa adequar a energia de acordo com cada etapa do processo, seja na elevação da tensão para que seja realizada a transmissão ou na diminuição da tensão para ficar dentro dos padrões de distribuição. Também são muito importantes na indústria e em grandes empresas, sendo que, em alguns casos, esses setores instalam subestações em seu próprio negócio visando uma maior qualidade da energia utilizada, maior segurança e maior confiabilidade, pois com um sistema próprio não ficam reféns de possíveis variações indesejadas oriundas do sistema de distribuição” (Campos; Estevam, 2020, p. 130).

 

Fonte: CAMPOS, L. F. G. de.; ESTEVAM, G. P. A Atuação das Subestações no Sistema Elétrico de Potência. Revista eSALENG, [s. l.], v. 9, n. 1, p. 130-141, 2020. Disponível em: https://unisalesiano.com.br/aracatuba/wp-content/uploads/2021/03/07_A-atuacao-das-subestacoes_130_141.pdf. Acesso em: 4 jul. 2024.

 

Você é o engenheiro responsável pela parametrização do relé de uma subestação de uma usina fotovoltaica de 1 MW, com um transformador de 1250 kVA, relação de transformação de 13,8-0,38/0,22 kV, Delta-Estrela e impedância de 4,5%. A concessionária local lhe encaminhou a nova impedância equivalente no ponto de entrega, e o relé instalado na cabine primária acusou a função 50, desarmando o disjuntor de média tensão. Lembrando que a cabine primária conta com TC de proteção de 200:5 A e TP com relação de transformação de 13,8/R3 : 115/R3 resultando em RTP de 120:1.

 

Figura 1 – Impedância equivalente no ponto de entrega nas bases Vb = 13,8 kV e Sb = 100 MVA encaminhada pela concessionária

Fonte: o autor.

Considere a corrente de curto-circuito do inversor igual a 2 pu (nas bases Sb = 100 MVA e Vb = 380 V).

 

Etapa 1

Explique por que a função 50 pode ter sido acusada pelo relé de proteção e o que pode ter causado o desarme do disjuntor por essa função.

 

Etapa 2

Calcule o módulo do nível de curto-circuito trifásico assimétrico na cabine primária, dado o fator de assimetria igual a 1,5, para determinar a corrente que passa pela leitura do relé durante uma falha desse tipo.

 

Etapa 3

Após um tempo de operação da usina, o proprietário decide ampliar a usina fotovoltaica para 1500 kW de geração, mas ele não lhe contrata para refazer o estudo de proteção e reaprovar na concessionária. Ao entrar em funcionamento, qual função parametrizada poderia garantir a segurança da instalação?