Forum de Proteção e Automação - CONPROVE

Quais são as proteções necessárias em um transformador?
Além das funcões 87 e 50/51 de fase no primário e no secundário, é necessário a utilização das funções 50/51N no primário (delta) e 50/51G no secundário?

A Proteção de transformadores, como todos os equipamentos, é mais complexa quanto maior a potencia do transformador. Assim a primeira pergunta seria a potencia, pois acima de 1,5MVA, normalmente se investe mais. Outro comentário é que hoje nos relés numéricos eles já veem com várias funções de proteção e cabe a você habilitar mais ou menos funções de acordo com a sua experiência.

De qualquer forma, os transformadores pequenos de distribuição e de pequenas indústrias chega-se a colocar apenas fusíveis no primário, pois o investimento em uma proteção complexa não se justifica pelo custo. Resumindo as proteções que poderia sugerir:

a) Sobrecarga (49):
Ela é normalmente vista por relé térmico função 49, ou sensores de temperatura que são instalados no Trafo. Transformadores de distribuição já são fabricados para tolerar 33% de sobrecarga normalmente. Transformadores pequenos não possuem sensores para tal, e os grandes transformadores normalmente possuem. Os relés numéricos contem a função através de uma modelagem matemática interna e você pode ajustá-la.

b) Proteção contra curto circuito entre fases: Sobrecorrente 50/51 de fase
São instaladas no primário e no secundário com o intuito de proteger o trafo dos curtos circuitos entre fases. A norma define que o valor limite da corrente no secundário não deve superar 2,5IN. Assim entre a sobrecarga normal (tipica de 1,33 In até 2,5 In) deve-se ajustar a proteção de sobrecorrente do secundário. O ajuste da proteção de sobrecorrente do primário deve ser superior a do secundário e a norma define em função do Z% o limite que pode ser 4IN ou até 6In.

c) Proteção de Sobrecorrente de Terra:
É instalada porque a proteção de fase não consegue ser sensibilizada em sistemas com alta impedância de aterramento (as correntes ficam pequenas) ou da própria impedância da falta. Assim pode-se completar com os reles 50N /51 N. A conexão do trafo define também a possibilidade de instalar o relé de sobrecorrente de terra no lugar do sobrecorrente de neutro quando temos um TC instalado no ponto de aterramento do trafo (lado estrela).

d) A medida que o trafo supera 1 ou 1,5 MVA, ele recebe a proteção diferencial longitudinal. (87)
Que necessita da medição das correntes no primário e no secundário. Assim 03 TC´s no primário e 03 TC´s no secundário. Neste caso deve-se também é necessário ajustar as restrições de harmônicos de segunda e quinta ordem e a unidade instantânea.

e) É comum os transformadores comprados com potência acima de 1MVA, já virem com o rele Buckholz, (63) (pressão e gaz) que fica instalado entre o trafo e o tanque de expansão. Esse relé é totalmente mecânico e não realizamos os ajustes elétricos.

f) Proteção contra falta a aterra restrita (64 e/f).
Essa proteção é uma proteção diferencial que é instalada normalmente no lado estrela do trafo, onde compara a componente de sequencia zero obtida pelas correntes das 03 fases do lado estrela com a corrente de sequencia zero medida no neutro do trafo no respectivo lado estrela. Essa é uma linha europeia de aplicação muito encontrada nos relés da Siemens. Essa proteção é interessante pois identifica faltas de pequena intensidade que acontecem no enrolamento na parte próxima ao fechamento da estrela. Os ajustes são normalmente definidos no manual do relé.

g) Proteção de Massa cuba ( sobrecorrente-50):
Trata-se de uma filosofia europeia não muito usada no Brasil, porque exige que o trafo seja instalado em uma condição que fique isolado da terra.

h) Aplicação de Restrição de Harmônicos nas funções de sobrecorrentes mencionadas acima. Hoje os fabricantes estão fornecendo os relés de sobrecorrente permitindo que seja parametrizada a restrição de harmônicos nas unidades de sobrecorrente que traz como beneficio não necessitar ajustar a unidade de sobrecorrente com valores acima da corrente de Inrush, o que permite abaixar mais as curvas e melhorar a proteção do trafo. Se o seu relé tiver disponibilidade pode usar.

i) Aplicação de sobrecorrente de sequência negativa. Às vezes (Filosofia americana) você poderá encontrar a aplicação de sobrecorrentes de sequencia negativa no primário e no secundário, que tem por filosofia melhorar a sensibilidade para as faltas desequilibradas. A falta a terra possui o mesmo conteúdo de sequência zero e negativa. O ajuste deve ser superior ou maiores desequilíbrios esperados de carga. (Ex. 30% de IN)

Acho que com essas informações você poderá escolher as proteções.

Gostaria de incluir mais 2 funções:

j) Nível de óleo (71).
Este dispositivo indica a posição do nível de óleo dentro do tanque de expansão. Caso o óleo atinja determinado limite mínimo um sinal de alarme é emitido e a equipe de manutenção deve fazer uma vistoria. Nesse momento podem ser verificados pequenos vazamentos de modo a saná-los e por seguinte completa-se o nível nominal de óleo. Caso ocorra grandes vazamentos o relé Buchholz deve sinalizar e/ou prover a abertura do disjuntor.

l) Sobreexcitação (24)
Os transformadores podem ter seus núcleos aquecidos devido a grande quantidade de fluxo magnético. Os trafos de maior porte acoplados a geradores devem ter uma atenção especial nesse quesito. Pois nessa situação são mais propícios a sobretensões o que acaba elevando a temperatura do núcleo danificando os materiais da isolação. O ajuste é feito com uma curva abaixo da curva de dano do transformador dado pelo fabricante.

Caro, para proteção óleo do trafo,tente 20vs.

Srs, gostaria de levantar uma discussão a respeito das proteções internas.
Para transformadores de 230 kV pra cima, quais proteções internas devem ficar habilitadas para dar trip. Nas empresas que vocês trabalham, quais ficam ativas para apenas alarme e quais para alarme e trip? O que dizem as normas e procedimentos de rede?

Atte,

Prezado Bruno,

Em anexo o Submódulo-2.6 retirado do site da ONS onde são definido os requisisto mínimos para a proteção de linhas, transformadores, reatores, barramentos e bancos de capacitores.



Att
Eng° Michel

Paulo qual a diferença entre o relé de gás e o relé de pressão subita?

No caso de defeitos que são pequenos e que vão gerando gas dentro do transformnador, esses gases vão subindo e se depositam no relé que tem uma boia que com o aumento do gas fará a operação, isto é um fenomeno lento que vai acumulando gas.

No caso de uma falta (fenomeno forte), o oleo do transformador, se desloca em uma onda de pressão para o tanque de expansão e nessa conexão entre o tanque e o transformador é que esta instalado o relé de pressão. Assim uma outra boia deve verificar esse caminho do deslocamento subito do óleo, e provocar o trip. Essa é a função do relé de pressão.

Paulo Pereira

Qual a diferença entre a proteção residual e de neutro?

uma como o nome diz pega a corrente no neutro e a outra pega a corrente de desequilíbrio pela soma das três correntes que em equilíbrio da zero e somente aparece durante as condições de desequilíbrio.

Paulo