RELIGADORES AUTOMÁTICOS, Notas de estudo de Engenharia Elétrica

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Proteção de Sistemas de

Distribuição de Energia Elétrica

- RELIGADOR AUTOMÁTICO -

Prof. Dr. Eng. Paulo Cícero Fritzen

Tópicos Especiais em

Sistemas de Potência

• Os religadores automáticos são considerados pelas empresas elétricas do mundo inteiro como um equipamento essencial para o fornecimento de energia elétrica em condições confiáveis e seguras.
• O desenvolvimento dos religadores foi se acelerando na medida em que os inconvenientes e as limitações dos elos fusíveis aumentavam os índices de interrupções. Os elos fusíveis podem ocasionar interrupções prolongadas, embora desnecessárias, porque são incapazes de diferenciar faltas permanentes de faltas temporárias. Isso pode resultar em um elevado custo operacional devido ao deslocamento da equipe de reparo a pontos muito distantes para substituir um simples fusível queimado. Com isso, podem-se avaliar os altos gastos anuais decorrentes desses serviços.

• Basicamente, o religador é um dispositivo interruptor automático de defeitos, que abre e fecha seus contatos repetidas vezes na eventualidade de uma falta no circuito por ele protegido. Possui características sofisticadas, podendo ser monofásico ou trifásico. Os interruptores propriamente ditos ficam submersos em óleo ou sob o vácuo (ELETROBRAS, 1982 ; GIGUER, 1988 ).
• A operação de um religador não se limita apenas a sentir e interromper defeitos na linha e efetuar religamentos. Ele também é dotado de um mecanismo de temporização dupla.

• No instante em que o religador sente uma condição de sobrecorrente na linha, a circulação dessa corrente é interrompida pela rápida abertura dos seus contatos. Os contatos são mantidos abertos durante determinado tempo (chamado de tempo de religamento ) após o qual se fecham automaticamente para a reenergização da linha. Se, no momento do fechamento dos contatos, a falta persistir, a seqüência abertura/fechamento é repetida até três vezes consecutivas e após a quarta abertura dos contatos, estes permanecem abertos e bloqueados sendo somente possível nesse momento um fechamento manual.

As operações de um religador podem ser combinadas nas seguintes seqüências:

• Se for ajustado para quatro operações:
  • uma rápida e três lentas;
  • duas rápidas e duas lentas;
  • três rápidas e uma lentas;
  • todas rápidas;
  • todas lentas.
• Para qualquer número de operações menor que quatro em combinação similares de operações rápidas e temporizadas.

• A partir dessa característica de temporização dupla, pode-se coordenar o dispositivo com os fusíveis dos ramais de um alimentador ou outros dispositivos localizados a jusante.
• As aplicações de religadores com vistas a estabelecer proteção de sobrecorrente coordenada e seccionamento automático de linhas defeituosas são bastante numerosas.
• Considera-se que 80 a 95 % das faltas existentes são temporárias. Portanto, a importância dos religadores aumenta sensivelmente caso se queira obter um ótimo custox benefício (GIGUER, 1988 ).

 Classificação do Religadores Quanto ao Número de Fase

• Monofásicos: São utilizados para proteção de linhas monofásicas ou ramais alimentadores trifásicos (um para cada fase), onde as cargas são predominantemente monofásicas, pois, na eventualidade de ocorrer uma falta permanente para terra, será bloqueada somente a fase sob falta, enquanto é mantido o serviço aos consumidores ligados às outras fases. Normalmente, a saída de um ramal sob essas condições não deverá introduzir suficiente desequilíbrio no alimentador para a operação de um dispositivo de proteção de retaguarda.

• Trifásicos: São utilizados onde é necessário o bloqueio das três fases simultaneamente, para qualquer tipo de falta permanente, a fim de evitar que cargas trifásicas sejam alimentadas com apenas duas fases. Podem ser:
• Trifásicos com Operação Monofásica e Bloqueio Trifásico. São constituídos de três religadores monofásicos, montados num único tanque, com os mecanismos interligados apenas para ser processado o bloqueio trifásico. Cada fase opera independentemente em relação às correntes de defeito. Se qualquer uma das fases operar com o número pré-ajustado para seu bloqueio, as duas outras fases também serão abertas e bloqueadas por meio do mecanismo que as interliga.

 Classificação do Religadores Quanto ao Tipo de Controle

• Controle Hidráulico: Em religadores com esse tipo de controle, as correntes são detectadas pelas bobinas de disparo que estão ligadas em série com a linha. Quando, através da bobina, flui uma corrente igual ou superior à corrente mínima de disparo (pickup) do religador, o núcleo da bobina é atraído para o seu interior, provocando a abertura dos contatos principais do religador. O mecanismo de fechamento dos religadores com controle hidráulico pode ser de dois tipos:

• nos religadores com corrente nominal de até 200 A, são empregadas molas de fechamento, que são carregadas pelo movimento do núcleo da bobina-série;
• nos religadores de correntes nominais de 250 , 280 , 400 e 560 A, o fechamento é realizado pela bobina de fechamento, que é energizada pela tensão da linha.

Para algumas aplicações, porém, o controle hidráulico não é suficientemente exato e veloz para interromper rapidamente correntes de defeito. De modo a superar essas limitações do controle hidráulico, surgiu o controle eletrônico, que por sua vez, proporciona um vasto número de religadores para serem escolhidos.

• Controle Eletrônico: Com esse tipo de controle, o religamento apresenta maior flexibilidade e mais facilidades para ajustes e ensaios, além de ser mais preciso em relação ao de controle hidráulico. Contudo, essas vantagens devem ser economicamente avaliadas antes de ser realizada a escolha entre um religador com controle hidráulico e um com controle eletrônico. O controle eletrônico é abrigado numa caixa separada do religador e permite as seguintes modificações e ajustes no equipamento, sem que seja necessária sua abertura: - Características tempo x corrente; - Níveis de corrente de disparo; - Seqüência de operação 17

Assim, por exemplo, um único tipo de controle eletrônico pode ser utilizado em vários tipos de religadores. As curvas características de operação e os ajustes de disparo são obtidos por componentes do tipo plug, acessíveis pela frente do painel de controle, podendo ser facilmente alterados sem a necessidade de retirar o religador do tanque de óleo ou removê-lo do serviço. O Intervalo de religamento e tempo de rearme são também proporcionados por componentes do tipo plug e disponíveis em muitos valores diferentes.

Para o disparo de terra e de fase existem várias combinações de operações rápidas ou retardadas, independentes entre si. O grande número de curvas características tempo x corrente para defeito fase-terra, facilita bastante os estudos de coordenação, proporcionando então um dispositivo de extremo valor para proteção de redes de distribuição.