Protegendo as linhas à distância
As proteções de distância são utilizadas em redes de configuração complexa onde, por questões de velocidade e sensibilidade, proteções mais simples de sobrecorrente e de sobrecorrente direcional não podem ser utilizadas.
A proteção de distância determina a resistência ou a distância (distância) até o local do curto-circuito e, dependendo disso, é acionada com um tempo de retardo menor ou maior. A proteção de distância é implementada em vários níveis e, no caso de um curto-circuito na primeira zona cobrindo 80-85% do comprimento da linha protegida, o tempo de resposta da proteção não é superior a 0,15 s.
Para a segunda zona, que vai além da linha protegida, o retardo é um degrau maior e varia de 0,4 a 0,6 s. No caso de um curto-circuito na terceira zona, o tempo de atraso aumenta ainda mais e é selecionado também para proteções de sobrecorrente direcional.
A proteção de distância é uma proteção complexa que consiste em vários elementos (órgãos), cada um dos quais desempenha uma determinada função.
Na fig. 1 mostra um diagrama simplificado de proteção de distância com uma característica de atraso de passo.A corrente possui mecanismo de acionamento e controle remoto, além de controles de direção e retardo.
O elemento atuador P desempenha a função de configurar a proteção da operação normal e a inicia no momento do curto-circuito. Como tal corpo, um relé de resistor é usado no circuito considerado, que responde à corrente IP e à tensão UR nos terminais do relé.
Arroz. 1. Esquema de proteção de distância simplificado com característica de atraso de passo
Os corpos de distância (ou medição) D1 e D2 estabelecem uma medida da distância até o local do curto-circuito. Cada um deles é feito usando um relé de resistor que é acionado por um curto-circuito se
onde Zp é a resistência dos terminais do relé; Z é a resistência da linha protegida com comprimento de 1 km; L é o comprimento da seção linear até o ponto de curto-circuito, km; Zcp — resistência de atuação do relé.
A partir da relação acima, vê-se que a resistência nos terminais do relé Zp é proporcional à distância L ao ponto de curto-circuito.
Os dispositivos de retardo PB2 e RVZ criam um retardo de tempo com o qual a proteção atua para desligar a linha em caso de curto-circuito na segunda e terceira zonas. O elemento direcional H permite que a proteção opere quando a corrente de curto-circuito é direcionada dos barramentos para a linha.
O circuito prevê o bloqueio BN, que remove a proteção da ação em caso de falha dos circuitos de tensão que fornecem a proteção. O fato é que, se com circuitos danificados, a tensão nos terminais de proteção for Uр = 0, então Zp = 0. Isso significa que tanto o gatilho quanto o controle remoto podem ser danificados.Para evitar a interrupção da linha em caso de falha nos circuitos de tensão, o bloqueio remove a corrente contínua da proteção. Neste caso, o pessoal de serviço deve restaurar rapidamente a tensão normal da proteção. Se por algum motivo isso falhar, a proteção deve ser encerrada.
Operação de proteção de linha remota.
Em caso de curto-circuito na linha, o relé do elemento de partida P e o relé do elemento guia H são acionados. Através dos contatos desses relés, o DC plus irá para os contatos dos elementos remotos e para a bobina do terceiro fuso horário relé PB3, ativando-o. Se o curto-circuito for na primeira zona, o controle remoto D1 fechará seus contatos e enviará um pulso para abrir o disjuntor sem demora.
No caso de um curto-circuito na segunda zona, D1 não funcionará porque o valor da resistência nos terminais de seu relé será maior que o valor da resistência de resposta. Nesse caso, o controle remoto da segunda zona D2 será acionado , que iniciará o relé pelo tempo PB2. Após o atraso da segunda zona ter decorrido, um pulso de quebra de linha será enviado do relé PB2.
Se ocorrer um curto-circuito na terceira zona, os elementos remotos D1 e D2 não irão operar porque seus valores de resistência terminal são maiores que os valores de resistência de realimentação. O relé temporizado PB3, acionado no momento do curto-circuito dos contatos do relé H, atuará e após o término da temporização da terceira zona, enviará um pulso para abrir o disjuntor de linha. O controle remoto para a terceira zona de proteção geralmente não está instalado.