O documento discute proteção elétrica, mencionando causas de curto-circuito, consequências de falhas elétricas como destruição e incêndio, e objetivos básicos da proteção como reduzir danos e evitar acidentes. Ele também descreve equipamentos de proteção como fusíveis, relés e disjuntores, além de características como seletividade e funções de proteção.

1. Noções de Proteção
Segurança das Instalações
Faltas elétricas - curto-circuito
Causas: Isoladores danificados, árvores,
contatos acidentais, descargas
atmosféricas, erro de manobra, etc.
Proteções - limitar conseqüências
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2. Noções de Proteção
Conseqüências de uma falta elétrica
• Destruição devido arco elétrico
• Sobre-aquecimento
• Incêndio
• Danos aos consumidores
• Risco para pessoas
• Perda de estabilidade
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3. Noções de Proteção
Objetivos Básicos da Proteção:
• Reduzir danos em equipamentos
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4. Noções de Proteção
Objetivos Básicos da Proteção:
• Reduzir danos em equipamentos
• Evitar acidentes
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5. Equipamentos de Proteção
• Fusíveis
- Vantagem: baixo investimento
- Desvantagens:
Danificado pela falta - reposição
Sensibilidade pobre
Seletividade medíocre
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6. Equipamentos de Proteção
• Proteção a Relé
– Relé
TP
52
relé
– Disjuntores TC
– TC
– TP
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7. Equipamentos de Proteção
• Religadores:
controle + disjunção
São menos robustos do que os disjuntores
porque suas câmaras de extinção, do arco
voltaico, são menores. Portanto,
interrompem correntes de curtos-circuitos
mais baixas (máximo 16kA) e,
consequentemente, são mais baratos do
que os disjuntores
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8. Transformadores de Corrente - TC
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9. Transformadores de Corrente - TC
Primário - Corrente nominal do circuito
• Fator térmico nominal
Ex: 1200/5 f.t.= 1,2 Limite Contínuo = 1440A
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10. Transformadores de Corrente - TC
Primário - Corrente nominal do circuito
• Fator térmico nominal
Ex: 1200/5 f.t.= 1,2 Limite Contínuo = 1440ª
• Corrente térmica nominal (1s)
• Saturação - Icc > 20 x In
• Importância da Saturação
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11. Transformadores de Corrente - TC
Primário - Corrente nominal do circuito
Secundário - Corrente nominal do relé
Ex: 2000/5 , 1200/5 - Gerais 13,8kV, disjuntores de transferência
600/5 - alimentadores
400/5 - neutro do trafo
Erros de relação - Classe de exatidão:
0,3 - medição de faturamento
1,2 - 10 - medição operacional e proteção
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12. Transformadores de potencial
TP
Função: Reduzir tensão para valores
adequados aos relés ou medidores
Ex:
13800/ √3:115/√3 = 120:1
34500/ √3:115/ √3 = 300:1
69000/115 = 600:1
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13. Noções Básicas Sobre Relés
• Mede permanentemente as grandezas de
atuação
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14. Noções Básicas Sobre Relés
• Mede permanentemente as grandezas de
atuação
• Compara com valores ajustados
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15. Noções Básicas Sobre Relés
• Mede permanentemente as grandezas de
atuação
• Compara com valores ajustados
• Opera ou não em função da comparação
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16. Noções Básicas Sobre Relés
• Mede permanentemente as grandezas de
atuação
• Compara com valores ajustados
• Opera ou não em função da comparação
• Se opera, aciona sinal de trip ou alarme
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17. Noções Básicas Sobre Relés
• Mede permanentemente as grandezas de
atuação
• Compara com valores ajustados
• Opera ou não em função da comparação
• Aciona sinal de trip ou alarme
• Sinaliza sua atuação
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18. Noções Básicas Sobre Relés
Com função religamento - 79
• Perfaz o intervalo e comanda fechamento
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19. Noções Básicas Sobre Relés
Com função religamento - 79
• Perfaz o intervalo e comanda fechamento
• Mede permanentemente as grandezas de
atuação
• Compara com valores ajustados
• Opera ou não em função da comparação
• Se opera, aciona sinal de trip ou alarme
• Sinaliza sua atuação
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20. Noções Básicas Sobre Relés
Tecnologia
• Eletromecânicos - disco de indução
• Estáticos - sinais elétricos de tensão
• Microprocessados - sinais digitais
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21. Relés Multifunção
Microprocessados
Funções básicas Funções agregadas
• Proteção • Medição
- Várias funções de • Comunicação
proteção em um
único equipamento • Controle
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22. Relés Digitais
Outras Vantagens:
• Oscilografia
• Registro de eventos
• Localização de defeitos
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23. Funções de Proteção
• 50 ou 50N - Sobrecorrente instantâneo
• 51 ou 51N - Sobrecorrente temporizado
• 59 - Sobretensão (V>110%)
• 27 - Subtensão (V<90%)
• 87 - Diferencial
• 67 - Direcional (67-I/T,67N-I/T)
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24. Funções de Proteção
• 21/21N – Distância
• 81 – Subfrequência
• 79 – Religamento
• etc.
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25. Qualidades da Proteção
• Confiabilidade
• Resposta no tempo
• Sensibilidade
• Discriminação - seletividade
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26. Qualidade da Proteção
Seletividade - Discriminação do defeito pelo
sistema de proteção
• Discriminação por corrente - 50 e 50N
• Discriminação por tempo - 51 e 51N
• Discriminação por direção - 67 e 67N
• Discriminação por zona - 21 e 87
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27. Tipos de Seletividade
• Discriminação por corrente - 50 e 50N
4625A
50 50
Ip = 2800 A Ip = 1200 A
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28. Tipos de Seletividade
• Discriminação por corrente - 50 e 50N
3600A
50 50
Ip = 2800 A Ip = 1200 A
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29. Tipos de Seletividade
• Discriminação por corrente - 50 e 50N
2200A
50 50
Ip = 2800 A Ip = 1200 A
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30. Tipos de Seletividade
• Discriminação por corrente - 50 e 50N
2200A
50 50
Ip = 2800 A Ip = 1200 A
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31. Tipos de Seletividade
• Discriminação por corrente - 50 e 50N
960A
50 50
Ip = 2800 A Ip = 1200 A
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32. Tipos de Seletividade
• Discriminação por tempo - 51 e 51N
Carga
Carga
2200A
51 51
IpA = 360 A IpB = 280 A
tA = 0,6s tB = 0,2s
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33. Tipos de Seletividade
- Curvas tempo inverso
t(s)
0,6
0,2
} 0,4
I (A)
2200A 3600A
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34. Tipos de Seletividade
• Discriminação por corrente - 50
• Discriminação por tempo - 51
4625A
Ip = 2800 A 50 Ip = 1200 A 50
51 IpB = 280 A 51
IpA = 360 A
tA = 0,2s
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35. Tipos de Seletividade
• Discriminação por corrente - 50
• Discriminação por tempo - 51
3600A
Ip = 2800 A 50 Ip = 1200 A 50
51 IpB = 280 A 51
IpA = 360 A
tA = 0,4s
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36. Tipos de Seletividade
• Discriminação por corrente - 50
• Discriminação por tempo - 51
2200A
Ip = 2800 A 50 Ip = 1200 A 50
51 IpB = 280 A 51
IpA = 360 A
tA = 0,6s
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37. Tipos de Seletividade
• Discriminação por corrente - 50
• Discriminação por tempo - 51
2200A
Ip = 2800 A 50 Ip = 1200 A 50
51 IpB = 280 A 51
IpA = 360 A
tA = 0,4s
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38. Tipos de Seletividade
• Discriminação por corrente - 50
• Discriminação por tempo - 51
960A
Ip = 2800 A 50 Ip = 1200 A 50
51 51
IpA = 360 A IpB = 280 A
tA = 1,2s tB = 0,6s
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39. Tipos de Seletividade
Ajustes de pick-up instantâneo e
temporizado
400/5
960A
Ip = 2800 A 50 Ip = 1200 A 50 Iinst.r = 15 A
51 51
IpA = 360 A IpB = 280 A Itemp.r = 3,5 A
tA = 1,2s tB = 0,6s
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40. Curva Relé B
10 2 3 4 5 7 100 2 3 4 5 7 1000 2 3 4 5 7 10000 2 3 4 5 7
1000 1000
700 700
500 500
400 400
300 300
Funções 50 e 51
200 200
100 100
1 . R E L E _ A _ 5 0 _ 5 1 IE C _ E I T D = 0 .1 0 0
C T R = 4 0 0 /5 T a p = 3 .5 A In s t=1 2 0 0 A T P = 0 .3 3 3 3 s
70 I= 2 2 7 0 .4 A T = 0 .0 0 s 70
50 50
40 40
30 F a u l t D e s c ri p ti o n : 30
3 L G B u s fa u l t o n :
C OP E N E I 69. k V
20 F a u l t Z= 1 1 .0 0 O h m 20
S
E
C
O
N
10
7
1
10
7
Icc = 2200 A
D 5 5
S
4 4
3 3
2 2
1
.7
.5
1
.7
.5
Atuação do 50
.4 .4
.3 .3
.2 .2
.1 .1
.0 7 .0 7
.0 5 .0 5
.0 4 .0 4
.0 3 .0 3
.0 2 .0 2
F a u l t I= 2 2 7 0 .4 A
.0 1 .0 1
10 2 3 4 5 7 100 2 3 4 5 7 1000 2 3 4 5 7 10000 2 3 4 5 7
C U RR E N T (A )
TIM E -C U R R E N T C U R V E S @ V o l ta g e 6 9 k V By
Fo r AU L A No.
C o m me n t C UR V A RE L É B D a te
Prof. Júlio Xavier 40

41. Curvas Relés A e B
10 2 3 4 5 7 100 2 3 4 5 7 1000 2 3 4 5 7 10000 2 3 4 5 7
1000 1000
700 700
500 500
400 400
300 300
200
100
1 . R E L E _ B _ 5 0 _ 5 1 IE C _ E I TD =0 .1 0 0
C TR = 4 0 0 /5 Ta p = 3 .5 A In s t= 1 2 0 0 A TP = 0 .3 3 3 3 s
I= 2 2 7 0 .4 A T= 0 .0 0 s
200
100
Funções 50 e 51
70 70
2 . R E L E _ A _ 5 0 _ 5 1 IE C _ E I TD =0 .2 0 0
50 C TR = 4 0 0 /5 Ta p = 4 .5 A In s t= 2 8 0 0 A TP = 0 .6 6 6 7 s 50
I= 2 2 7 0 .4 A T= 0 .4 1 s
40 40
30 Fa u l t D e s c ri p ti o n : 30
3 L G B u s fa u l t o n :
C OP E N E I 69. k V
20 Fa u l t Z=1 1 .0 0 Oh m 20
S 10
E
C
2
10
Icc = 2200 A
O 7 1 7
N
D 5 5
S
4 4
3 3
2 2
1
.7
1
.7
Atuação do 50 do relé
B
.5 .5
.4 .4
.3 .3
.2 .2
.1 .1
.0 7 .0 7
.0 5 .0 5
.0 4 .0 4
.0 3 .0 3
.0 2 .0 2
Fa u l t I= 2 2 7 0 .4 A
.0 1 .0 1
10 2 3 4 5 7 100 2 3 4 5 7 1000 2 3 4 5 7 10000 2 3 4 5 7
C U RR E N T (A )
TIM E -C U R R E N T C U R V E S @ V o l ta g e 6 9 k V By
Fo r AU L A No.
C o m me n t C U R VA S R EL É B e RE LÉ A D a te
Prof. Júlio Xavier 41

42. Coordenação de Fase
10 2 3 4 5 7 100 2 3 4 5 7 1000 2 3 4 5 7 10000 2 3 4 5 7
1000 4 1000
700 700
500 500
400 400
300 1 300
200
100
200
100
Diagrama Unifilar de
70
50
40
70
50
40
Proteção
30 30
20 20
S 10 10
E
C
O
N 7 7
D
S 1. FUSE_25K K-TIN-025K
5 Total clear. 5
4
3
I= 1094.3A T= 0.03s
2
3
4
3
Fus trafo
2. DJO_21V2_SEL351A_F SEL-IEC-EIC3 TD=0.050
CTR=1000.0 Tap=0.34A Inst=2000A TP=0.1667s
2 I= 1094.3A T= 0.43s 2
1 3. DJO_21T1_SEL3516_F SEL-IEC-SIC1 TD=0.200 1
CTR=1000.0 Tap=0.4A No inst. TP=0.8559s
I= 1091.0A T= 1.38s 51 51N
.7 .7
.5 .5
.4 4. fuse69_65ES GET-2762-065 .4
Minimum melt.
I= 218.2A T= 9.22s
.3 .3
.2 .2
50 50N
51 51N
Fus rede
.1 Fault Description: .1
3LG Bus fault on:
DJO_01V2 13.8 kV
.07 .07
.05 .05
.04 .04
.03 .03
.02 .02
Fault I=1094.3 A
.01 .01
10 2 3 4 5 7 100 2 3 4 5 7 1000 2 3 4 5 7 10000 2 3 4 5 7
CURRENT (A)
TIME-CURRENT CURVES @ Voltage By
For No.
Comment Date
Prof. Júlio Xavier 42

43. Coordenação de Neutro
10 2 3 4 5 7 100 2 3 4 5 7 1000 2 3 4 5 7 10000 2 3 4 5 7
1000 1000
700 700
500 500
400 400
300 1 300
200 200
100
70
100
70
Diagrama Unifilar de
50
40
30
3
4
50
40
30
Proteção
20 20
1. FUS E_25K K-TIN-025K
Total clear.
I= 1049.1A T= 0.03s
S 10 10
E
C 2
O 2. DJO_21V2_SE L351A_N S EL-IEC-VIC2 TD=0.300
N 7 CTR=1000.0 Tap=0.1A Inst=500A TP=1.0125s 7
D I= 1049.1A T= 0.00s
S
5 5
4 4
3 3. DJO_21T1_3516_51NT SEL-I-U2 TD=10.000 3
CTR=1000.0 Tap=0.1A No inst. TP=4.2792s
I= 1051.9A T= 2.34s
2 2
4. DJO_21T1_S EL3516_N SE L-IE C-V IC2 TD=1.000
CTR=1000.0 Tap=0.1A No inst. TP=3.375s
1 I= 1051.9A T= 1.42s 1
51N
.7 .7
.5
5. fuse69_65E S GET-2762-065
Minimum melt. .5
51 51N
I= 120.6A T=9999s
.4 .4
.3 .3
Fault Description:
.2 1LG Bus fault on: .2
DJO_01V2 13.8 kV
50 50N
.1 .1 51 51N
.07 .07
.05 .05
.04 .04
.03 .03
.02 .02
Fault I=1049.1 A
.01 .01
10 2 3 4 5 7 100 2 3 4 5 7 1000 2 3 4 5 7 10000 2 3 4 5 7
CURRENT (A)
TIME-CURRENT CURVE S @ V oltage By
For No.
Comment Date
Prof. Júlio Xavier 43

44. Proteção de Alimentador
10 2 3 4 5 7 100 2 3 4 5 7 1000 2 3 4 5 7 10000 2 3 4 5 7
1000 1000
700 700
500 500
400 400
300 1 300
200 200
100
70
1. FUS_15K K-TIN-015K
Minimum melt.
100
70
Instantâneo testando a
rede
2. RDP_29C2_SEL351A_51N SEL-IEC-EIC3 TD=0.400
CTR=240.0 Tap=0.1A Inst=60A TP=1.3333s
50 50
40 40
30 30
2
20 20
S 10 10
E
C
O
N 7 7
D
S
5 5
4 4
3 3
2 2
1 1
.7 .7 51 51N
.5 .5
.4 .4
.3 .3
.2 .2
50 50N
51 51N
.1 .1
.07 .07
.05 .05
.04 .04
.03 .03
.02 .02
.01 .01
10 2 3 4 5 7 100 2 3 4 5 7 1000 2 3 4 5 7 10000 2 3 4 5 7
CURRENT (A)
TIME-CURRENT CURVES @ Voltage By
For No.
Comment Date
Prof. Júlio Xavier 44

45. Proteção de Alimentador
10 2 3 4 5 7 100 2 3 4 5 7 1000 2 3 4 5 7 10000 2 3 4 5 7
1000 1000
700 700
500 500
400 400
300 1 300
200
100
1. FUS_15K K-TIN-015K
200
100
Instantâneo desativado
na segunda abertura
Minimum melt.
70 70
2. RDP_29C2_SEL351A_51N SEL-IEC-EIC3 TD=0.400
CTR=240.0 Tap=0.1A No inst. TP=1.3333s
50 50
40 40
30 30
2
20 20
S 10 10
E
C
O
N 7 7
D
S
5 5
4 4
3 3
2 2
1 1
51 51N
.7 .7
.5 .5
.4 .4
.3 .3
.2 .2
50 50N
51 51N
.1 .1
.07 .07
.05 .05
.04 .04
.03 .03
.02 .02
.01 .01
10 2 3 4 5 7 100 2 3 4 5 7 1000 2 3 4 5 7 10000 2 3 4 5 7
CURRENT (A)
TIME-CURRENT CURVES @ Voltage By
For No.
Comment Date
Prof. Júlio Xavier 45

46. 10 2 3 4 5
Proteção de Alimentadores
7 100 2 3 4 5 7 1000 2 3 4 5 7 10000 2 3 4 5 7
1000 1000
700 700
500 500
400 400
300 1 300
200 200
100
70
1. FUS_15K K-TIN-015K
Minimum melt.
I= 1394.5A T= 0.01s
100
70
Instantâneo apenas
50
40
30
2. RDP_29C2_SEL351A_51N SEL-IEC-EIC3 TD=0.400
CTR=240.0 Tap=0.1A Inst=400A TP=1.3333s
I= 1394.6A T= 0.01s
2
50
40
30
para faltas próximas à
S
E
20
10
20
10
SE
C
O
N 7 7
D
S
5 5
4 4
3 3
2 2
Fault Description:
1LG Bus fault on:
1 C2C3C4 34.5 kV 1
.7 .7 51 51N
.5 .5
.4 .4
.3 .3
.2 .2
50 50N
51 51N
.1 .1
.07 .07
.05 .05
.04 .04
.03 .03
.02 .02
Fault I=1394.5 A
.01 .01
10 2 3 4 5 7 100 2 3 4 5 7 1000 2 3 4 5 7 10000 2 3 4 5 7
CURRENT (A)
TIME-CURRENT CURVES @ Voltage By
For No.
Comment Date
Prof. Júlio Xavier 46

47. 1000
10 2 3 4 5 7
Proteção de Alimentadores
100 2 3 4 5 7 1000 2 3 4 5 7 10000 2 3 4 5 7
700
500
400
300
200
1000
100
70
1
700
500
400
Instantâneo apenas
300
para faltas próximas à
50
200
40
30
100
1. FUS_15K K-TIN-015K
SE
Minimum melt.
20 I= 1394.5A T= 0.01s 70
50
2. RDP_29C2_SEL351A_51N SEL-IEC-EIC3 TD=0.400
CTR=240.0 Tap=0.1A Inst=400A TP=1.3333s
40
I= 1394.6A T= 0.01s
S 10 30
E 2
C
O 20
7
N
D
S
5 5
10
4 4
7
3 3
2 2
Fault Description:
51 51N
1LG Bus fault on:
1 C2C3C4 34.5 kV 1
.7 .7
.5 .5
.4 .4
.3 .3 50 50N
.2 .2 51 51N
.1 .1
.07 .07
.05 .05
.04 .04
.03 .03
.02 .02
Fault I=1394.5 A
.01 .01
TIME-CURRENT CURVES @ Voltage By
For No.
Comment Date
10 2 3 4 5 7 100 2 3 4 5 7 1000 2 3 4 5 7 10000 2 3 4 5 7
CURRENT (A)
Prof. Júlio Xavier 47

48. Disjuntor Geral 13,8kV
Coordenação com os alimentadores
10 2 3 4 5 7 100 2 3 4 5 7 1000 2 3 4 5 7 10000 2 3 4 5 7
1000 1000
700 700
500 500
Curva vermelha -
400 400
300 300
200 200
100
70
1. CIU_11D2_ALIM_51F SEL-IEC-EIC3 TD=0.150
CTR=160.0 Tap=4.A Inst=1560A TP=0.5s
2. CIU_11T3_SEL351S-51F SEL-IEC-SIC1 TD=0.150
CTR=240.0 Tap=6.A No inst. TP=0.642s
100
70
disjuntor do
alimentador
50 50
40 40
30 30
20 20
S
E
C
O
N
D
S
10
7
5
1 10
7
5
50/51
4 4
3 3
2
2 DISJ. TRANSF. COMO ALIM 2
Curva azul - disjuntor
1 1
.7 .7
.5 .5
.4 .4
geral da SE
.3 .3
.2 .2
.1 .1
.07
.05
.04
.07
.05
.04
51
.03 .03
.02 .02
.01 .01
10 2 3 4 5 7 100 2 3 4 5 7 1000 2 3 4 5 7 10000 2 3 4 5 7
CURRENT (A)
TIME-CURRENT CURVES @ Voltage By
For No.
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Prof. Júlio Xavier 48

49. Disjuntor de transferência
1000
10 2 3 4 5 7 100 2 3 4
Ajustes Grupo 1 - Relé Digital
5 7 1000 2 3 4 5 7 10000 2 3 4 5 7
1000
700 700
500 500
400 400
Disjuntor de
300 300
200 200
transferência (curva
100 100
1. CIU_11D2_A LIM_51F SEL-IEC-EIC3 TD=0.150
CTR=160.0 Tap=4.A Inst=1560A TP =0.5s
70 70
2. CIU_11T3_S EL351S-51F SEL-IEC-SIC1 TD=0.150
CTR=240.0 Tap=6.A No inst. TP=0.642s
50 50
40 40
30
20
30
20 vermelha )
S
E
C
O
N
D
S
10
7
5
1 10
7
5
substituindo disjuntor
do alimentador
4 4
3 3
2
2 DISJ. TRANSF. COMO ALIM 2
1
.7
.5
1
.7
.5
Curva azul - disjuntor
.4 .4
.3
.2
.3
.2
geral da SE
.1 .1
.07 .07
.05 .05
.04 .04
.03 .03
.02 .02
.01 .01
10 2 3 4 5 7 100 2 3 4 5 7 1000 2 3 4 5 7 10000 2 3 4 5 7
CURRE NT (A)
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