O Religamento 101

O segredo valioso de se usar Religadores em Redes Modernas de Distribuição

Comunicado de imprensa

novembro 2017
A instalação do Religador da NOJA Power.

A instalação do Religador da NOJA Power.

Ao longo das últimas décadas, os provedores de serviços de rede de distribuição (DNSPs) testemunharam a incrível proliferação mundial dos Religadores Automáticos (RAs). A tecnologia aparentemente simples de fechamento automático de disjuntores após a interrupção de uma falta é brutalmente efetiva no aumento da confiabilidade da rede. Os benefícios econômicos e de segurança da implantação desses recursos de rede estão bem documentados. Existem inúmeras concessionárias em todo o mundo que gastaram recursos valiosos na implantação de religadores, mas depois vêem o seu balanço melhorar no mesmo ano em que o dispositivo é implantado. Do ponto de vista econômico, faz sentido, mas estamos interessados em entender como melhor aproveitar a nossa instalação de engenharia. Certamente vale a pena explorar a lógica envolvida na configuração atual dos RAs para alcançar o melhor valor possível de sua implantação.

Antigamente quando a rede precisava de manutenção, um operador geralmente recebia uma chamada para visitar um disjuntor que disparou. A primeira instrução seria procurar qualquer causa óbvia de uma falha, para então reiniciar o relé e fechar o disjuntor. Com cautela, o operador realizaria sua tarefa, redefiniria o relé e fecharia o disjuntor, mas, para sua total perplexidade, o disjuntor fecharia e não haveria nenhuma corrente de falta. Isso seria apenas um disparo inconveniente? Uma falha mecânica? Ou o relé falhou?

A resposta a essas perguntas era invariavelmente não. O verdadeiro diagnóstico é que a grande maioria das falhas da rede de distribuição são causadas por efeitos transitórios, até 80% delas. A realidade é que a maioria das operações do disjuntor deve ser apenas temporária. Além disso, durante o tempo que o operador levou para sair do local de instalação do disjuntor, as linhas de fornecimento dos clientes foram cortadas e a concessionária efetivamente teve seu lucro reduzido. Existe um valor enorme que pode ser obtido simplesmente ao automatizar esse processo de restauração. Os Religadores são a revolução industrial da rede de distribuição, automatizando o que costumava levar horas em meros segundos.

"Muito bem", murmura o leitor comprometido, "mas como será minha experiência com o religamento?". A resposta mais verdadeira é "depende", mas estamos dispostos a explorar algumas das razões e diretrizes por trás dessa questão.

Podemos começar com as verdades simples - qualquer sequência de religamento pode, no máximo, ser um total de quatro disparos por bloqueio. Isto é 4 disparos, e três se fecham. Fazemos a diferenciação entre um estado "aberto" e um estado "Bloqueio", na medida em que "Bloqueio" implica "O disjuntor está aberto sem qualquer fechamento automático". A primeira regra de ouro é que o "tempo morto / horário aberto / tempo de gravação automática" permite que a falha seja limpa. Esse tempo é selecionado com base no tipo esperado de falha que deve ser eliminada.

Consideremos primeiro o caso da rede rural, cujo problema mais comum é a queda de raios, seguida da vegetação. Como o raio é excepcionalmente rápido, o primeiro disparo de um RA rural é o mais veloz possível, para que possa interromper a falha antes que qualquer dano seja causado à rede.

Após esta primeira interrupção, o seguinte tempo morto deve ser suficientemente longo para o gás ionizado, causado pela queda de um raio ou descarga elétrica no local da falha, seja dissipado. Isso duraria 2 segundos ou menos. Se este primeiro religamento for muito rápido, o gás ionizado pode causar uma redução da falha.

Uma vez que o primeiro disparo neste ciclo é para quedas de raios, se o AR religar na falha, podemos declarar com um certo grau de confiança que ela não foi causada pelo raio. Neste ponto, a causa mais provável é que existe algum outro tipo de corpo estranho na rede, como um animal ou um ramo de árvore. Esta é a razão pela qual os segundos e terceiros disparos, em uma sequência de religamento, são geralmente curvas com atraso de tempo inversas mais lentas, geralmente das normas ANSI ou IEC. Essas curvas mais lentas permitem que a corrente de falta, através do religador, por um intervalo de tempo curto, literalmente, queime a falha da rede. Essas curvas de tempo inversas disparam mais rapidamente em correntes de faltas mais altas, e mais lentas em baixas correntes de falta, atuando efetivamente em um limite de estresse do equipamento que permite que a energia máxima seja entregue a um local de falha a para tentar eliminá-la sem causar danos físicos à rede. Uma vez que é fornecida energia para a falta, o segundo e o terceiro tempo de religamento tipicamente tendem a ser mais longos (com intervalo de 5 a 10 segundos), dando tempo para que os detritos incinerados caiam longe da linha.

Este fenômeno tem sido objeto de uma publicidade negativa nos últimos anos, mas a realidade é que bons RAs são construídos para suportar a energia usada para eliminar falhas na rede. Se o risco de incêndios for mesmo uma preocupação, seria melhor seguir as diretrizes publicadas nas orientações da publicação "Energy Safe" que indicam que o Religador deve ser desligado quando o risco de incêndio for alto. Vale ressaltar que mesmo esta diretriz admite que o religador é econômico - apenas não em dias de incêndios, quando o risco de litígio econômico excede em muito o valor das poucas horas de fornecimento constante.

Na maioria das vezes, se um cliclo de religamento passar o terceiro disparo, haverá provavelmente uma falha parafusada permanente, no ponto em que o religamento faz muito pouco e o serviço de campo torna-se realmente necessário. Quando o religador dispara três vezes, as concessionárias geralmente configuram seus RAs para o bloqueio ou realizam uma última tentativa de disparo rápido. No entanto, neste momento, provavelmente é tempo de enviar a equipe para descobrir o que aconteceu na linha de distribuição.

O ciclo na cidade é semelhante, mas existem algumas diferenças importantes. Em geral, nas áreas urbanas onde os edifícios são mais altos que às linhas de energia, a falha transitória mais comum é menos provável que seja um raio e mais provável que seja um corpo estranho na rede. Nas áreas construídas, a implantação mais comum é um sistema de 3 tiros por bloqueio com um primeiro disparo rápido. Os tempos de religamento estão de acordo com o que é implantado na zona rural.

Além disso, em áreas urbanas, as concessionárias muitas vezes renunciam ao uso do SEF e simplesmente configuram-no para um único tiro por bloqueio. Isto acontece devido à probabilidade da SEF ser desencadeada por condutores no chão, e esse risco é, naturalmente, muito maior em um ambiente urbano. Não há muito o que fazer com um religamento em SEF em um ambiente urbano quando a razão pode ser um cabo no chão.

Parâmetro

Rede Urbana

Rede Rural

 Típica Sequência de Tempo de Disparo do Religador

Rápido – Devagar – Devagar

Rápido–Devagar–Devagar -Rápido

Primeiro Tempo do Religador

200 ms – 2 Segundos

200 ms – 2 Segundos

Segundo Tempo do Religador

5 a 10 Segundos

5 a 10 Segundos

Terceiro Tempo do Religador (se usado)

5 a 10 Segundos

5 a 10 Segundos


Figura 1 – Resumo do Tempo do Religador RA

"O religamento automático é uma das primeiras formas de Automação de Rede de Distribuição", informa Neil O'Sullivan, CEO da NOJA Power Group. "Mesmo nas Smart Grids (Redes Inteligentes) amplamente automatizadas de hoje, o religamento automático ainda é uma das formas de automação mais efetivas que uma concessionária de eletricidade pode utilizar hoje."

Para resumir, os princípios por trás da configuração do Religamento Automático e do tempo associado decorrem da praticidade de execução de uma rede de distribuição. Embora cada situação tenha seus próprios méritos, tornando a configuração padrão "cookie cutter" difícil, com uma pequena experiência forçada e de campo, é possível alcançar uma grande confiabilidade e vantagens econômicas com algumas configurações bastante simples. Se você ainda possui perguntas não respondidas sobre o religador, pode valer a pena chamar o time NOJA Power. A NOJA Power fabrica religadores automáticos há muitos anos e tem décadas de experiência em disjuntores; eles ficarão encantados de compartilhar sua experiência para ajudá-lo a alcançar uma rede de distribuição mais segura e confiável para si e para seus clientes.