Calculadora de ajuste de relé 50/51
Calcule o pickup, o dial de tempo e o ajuste instantâneo do relé de sobrecorrente 50/51 de proteção de transformador, com verificação de inrush, sensibilidade, saturação do TC e coordenação.
Transformador e TC
Critérios de ajuste
Coordenação (opcional)
0 = não verificar
Ajustes sugeridos
- Corrente nominal (In)
- 41,84A
- Relação do TC (RTC)
- 20
- Pickup 51 (secundário)
- 2,72A
- Pickup 51 (primário)
- 54,4A
- TMS (curva IEC Normal Inversa (NI))
- 0,21
- Tempo na Icc máxima
- 0,311s
- Múltiplo da Icc máxima (M)
- 91,9
- Pickup 50 (secundário)
- 18,41A
- Pickup 50 (primário)
- 368A
Verificações
- OK: TMS dentro da faixa usual (0.05–1).
- OK: Na corrente de inrush a 51 atuaria em 0.79 s, acima da duração do inrush (0.1 s).
- OK: Sensibilidade da 51: Icc mínima = 36.8 × pickup (mínimo 1.5).
- OK: Icc mínima é 5.43 × o ajuste da 50 (≥ 1.5).
- Atenção: Icc máxima = 50.0 × corrente nominal do TC (> 20): verifique a saturação do TC (ferramenta de dimensionamento de TC).
In = S / (√3·V) · Ip ≥ k·In, arredondado para cima no passo do relé
IEC: t = TMS·k / (M^α − 1) · IEEE: t = TD·(A / (M^p − 1) + B), M = I / Ip
I50 = max(1,1·Iinrush; 2·Ip) · sensibilidade: Icc mín / Ip ≥ 1,5
Como usar
- Informe a potência e a tensão primária do transformador e a relação do TC.
- Escolha a curva (IEC ou IEEE), o fator de pickup e o passo de ajuste do relé.
- Informe as correntes de curto-circuito máxima e mínima no ponto do relé.
- Defina o tempo de atuação desejado na corrente máxima de curto.
- Para verificar a coordenação, informe o tempo do dispositivo a montante (por exemplo, o religador da concessionária) para a mesma corrente: ele deve ser maior que o tempo deste relé somado à margem.
Sobre este cálculo
A função 51 (sobrecorrente temporizada) protege o transformador contra sobrecargas e faltas, com tempo inversamente proporcional à corrente. O pickup é normalmente ajustado entre 1,2 e 1,5 vez a corrente nominal, arredondado para cima no passo do relé para que o ajuste nunca fique abaixo do critério. O dial de tempo (TMS na IEC, TD na IEEE) é calculado para atingir o tempo desejado na corrente máxima de curto-circuito.
A função 50 (instantânea) deve ficar acima da corrente de magnetização (inrush) do transformador, que pode chegar a 8–12 vezes a nominal por cerca de 0,1 s, e abaixo da corrente mínima de falta no trecho protegido. A verificação de sensibilidade exige que a corrente mínima de curto seja pelo menos 1,5 vez o ajuste.
Na coordenação, o dispositivo a montante deve atuar com uma margem de tempo (tipicamente 0,2 a 0,4 s) acima do relé a jusante para a mesma corrente. O estudo completo de seletividade deve verificar essa margem em toda a faixa de correntes, em um coordenograma.
Referências
- IEC 60255-151: Functional requirements for over/under current protection
- IEEE C37.112: Inverse-time characteristic equations for overcurrent relays
- NBR 14039: Instalações elétricas de média tensão
- Normas de acesso e de proteção da concessionária local
Resultado de caráter orientativo. Projetos e estudos oficiais devem ser elaborados e assinados por profissional habilitado, com dados do fabricante e da concessionária.
Perguntas frequentes
Qual curva devo usar?
A curva normal inversa (IEC NI) é a mais comum em subestações de consumidor. Muitas concessionárias especificam a curva e os limites de ajuste do relé de entrada em suas normas de acesso.
Por que o pickup é arredondado para cima?
Arredondar para baixo poderia deixar o pickup menor que o critério (por exemplo, 1,3 × In) e provocar atuações indevidas em sobrecargas admissíveis.
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