O relé opera com base em diversas técnicas e entradas, incluindo monitoramento do status dos circuitos de controle do disjuntor, medição da corrente da bobina do disjuntor ou análise de formas de onda de tensão e corrente. Ele avalia continuamente o desempenho do disjuntor e o compara com critérios predefinidos ou sequências operacionais esperadas.
Os relés de falha de disjuntor são comumente usados em redes de transmissão e distribuição de alta tensão, onde a falha de um disjuntor pode ter consequências graves. Eles fornecem uma camada adicional de proteção e atuam como dispositivos à prova de falhas para garantir a integridade e a confiabilidade do sistema de energia.
Relé de falha do disjuntor para proteção do relé
Os relés de falha do disjuntor são chamados de dispositivos de proteção de backup e são usados como relés de proteção do disjuntor para a maioria dos relés. Por exemplo, um relé de falha de disjuntor é usado como dispositivo de backup para o relé diferencial de um transformador de potência e, adicionalmente, para o relé de distância de um condutor.
Por que é necessário um relé de falha do disjuntor?
Na condição de falha de um dispositivo, espera-se que o fusível desse dispositivo seja desarmado pelos principais relés de proteção do dispositivo se ocorrer uma falha no circuito de disparo do fusível ou no próprio fusível. Neste caso o backup não será acionado. Para isolar esta falha, o barramento ao qual este dispositivo está conectado deve ser completamente isolado por meio de disparo temporizado de todos os dispositivos conectados a ele. Então o único dispositivo conectado ao barramento atual é o que está com defeito. Neste caso, o dispositivo defeituoso não apresenta oscilação de energia; portanto, muitas vezes é separado principalmente por isolamento.
Princípio do relé Buchholz
O relé Buchholz é um dispositivo de proteção especial usado em transformadores de potência a óleo para detectar e responder a falhas e anomalias internas. Funciona com base no princípio da detecção de fluxo de gás e óleo no tanque cheio de óleo e no tanque de expansão do transformador.
O principal objetivo do relé Buchholz é fornecer alerta antecipado e proteção de faltas nas partes ativas do transformador, como enrolamentos e núcleo. É particularmente eficaz na detecção e resposta a falhas como curtos-circuitos internos, descargas parciais e aquecimento excessivo.
O relé Buchholz geralmente é instalado na linha que conecta o tanque principal do transformador ao tanque de expansão. Consiste em uma câmara de gás, uma câmara de fluxo de óleo e uma unidade flutuante. A câmara de gás está conectada à parte superior do tanque do transformador, enquanto a câmara de fluxo de óleo está conectada à tubulação entre o tanque e o tanque de expansão.
Durante a operação normal, o óleo do transformador circula entre o tanque principal e o tanque de expansão, garantindo um nível de óleo equilibrado em ambas as câmaras do relé Buchholz. Porém, se ocorrer uma falha no transformador, certas condições podem causar alterações nos padrões de fluxo de óleo e gás e desencadear a ação protetora do relé Buchholz.
A importância das múltiplas condições para a operação de um relé de falha do disjuntor é melhorar a confiabilidade e a precisão do sistema de proteção. As condições mencionadas normalmente incluem:
Sinal de disparo de qualquer relé de proteção principal
O BFR depende do recebimento de um sinal de disparo do relé de proteção primário do dispositivo defeituoso. Isto garante que uma condição de falha foi detectada e confirma a necessidade de proteção de backup.
O fusível do dispositivo defeituoso permanece ligado.
O fusível e o contato auxiliar normalmente aberto (NA) associado confirmam que o dispositivo defeituoso ainda está conectado ao sistema. Se o fusível queimar ou o contato adicional abrir, isso indica uma interrupção e o BFR pode não precisar mais ser operado.
Presença de eletricidade, mesmo em níveis muito baixos
O BFR também pode levar em conta a presença de corrente fluindo através do dispositivo defeituoso, independentemente da sua intensidade. Esta condição confirma ainda mais a necessidade de proteção de backup, pois significa que a seção defeituosa ainda está conectada à rede elétrica.
Operação do relé Buchholz
A operação do relé Buchholz pode ser dividida em duas fases:
Acumulação de gás
Se ocorrer uma falha no transformador, por ex. B. um curto-circuito, a descarga elétrica resultante produz hidrogênio e gás metano. Esses gases sobem e se acumulam na parte superior do tanque do transformador. Quando o gás entra, ele entra na câmara de gás do relé Buchholz.
Interrupção do fluxo de óleo
O acúmulo de gás na câmara de gás faz com que o nível do óleo caia. Esta queda no nível do óleo aciona o conjunto flutuante na câmara de fluxo de óleo. A unidade flutuante está equipada com contatos mecânicos que reagem às mudanças no nível do óleo. Quando o nível do óleo cai abaixo de um determinado limite, a unidade flutuante ativa as conexões e inicia uma medida de proteção.
As medidas de proteção iniciadas pelo relé Buchholz podem variar dependendo da configuração e dos requisitos do sistema do transformador. As respostas comuns incluem a geração de alarmes, a criação de sinais de disparo do transformador ou a ativação de intertravamentos mecânicos para isolar o transformador do sistema elétrico.
O relé Buchholz funciona segundo o princípio do acúmulo de gás e interrupção do fluxo de óleo no tanque cheio de óleo e no tanque de expansão do transformador. Ao detectar alterações nos padrões de fluxo de gás e óleo, as falhas internas nos transformadores de potência são avisadas e protegidas antecipadamente. Isso ajuda a evitar danos graves e a garantir a segurança e a confiabilidade do sistema do transformador.
Condições e significado do relé de falha do disjuntor
Para que o relé de falha do disjuntor funcione, ele deve atender a três condições. Estes são:
- Disparo um sinal de um relé de proteção principal que pode estar presente no sistema defeituoso.
- O fusível do dispositivo defeituoso permanece ligado (nenhum contato auxiliar do fusível é usado).
- No entanto, isso está acontecendo atualmente com este dispositivo. É um valor incrivelmente pequeno.
Embora uma das segunda e terceira condições seja reservada para o bom funcionamento do relé de falha do disjuntor, é desejável utilizar ambas por razões de segurança.
O layout esquemático mostra o circuito do relé de falha do disjuntor. O padrão de disparo do relé de falha do disjuntor é análogo ao circuito de disparo do relé de proteção do barramento. Geralmente, o relé de falha do disjuntor pode usar um circuito de disparo equivalente ao relé de proteção do barramento.
