As configurações do relé de proteção do motor são calculadas a partir dos dados da placa de identificação do motor, das relações de transformação do transformador de corrente e do método de aterramento do sistema. Para proteção contra sobrecarga térmica (Dispositivo ANSI 49), a atuação é normalmente ajustada entre 115% e 125% da corrente de plena carga do motor, dependendo do fator de serviço. Para proteção contra sobrecorrente (Dispositivo 50/51), a atuação instantânea deve exceder 1.7 vezes a corrente de rotor bloqueado para evitar disparos indesejados durante a partida.
Em 2023, uma fábrica de cimento no Sudeste Asiático colocou em operação um novo ventilador de forno de 2,000 kW com um moderno relé microprocessado. O engenheiro de proteção usou o motor A corrente de serviço (1.15 vezes a corrente nominal de plena carga) era utilizada como acionamento do relé em vez da corrente nominal de plena carga real. Resultado: disparos indesejados a cada três ou quatro dias durante os períodos de pico de temperatura no verão. Após três semanas de frustração, um técnico de campo descobriu o erro. A correção do acionamento de 138 A para 120 A eliminou completamente os disparos. Custo do erro: US$ 45,000 em perda de tempo de produção e engenharia.
Você já sabe que configurações incorretas de relés danificam motores ou causam tempo de inatividade desnecessário. O desafio é calcular cada configuração corretamente na primeira tentativa. Este guia fornece métodos de cálculo exatos para cada função de proteção principal, com exemplos práticos que você pode aplicar diretamente ao seu projeto.
Para obter o contexto completo do sistema de proteção de motores, consulte nosso Guia completo para proteção e controle de motores de média tensão.
Principais lições
- A capacidade de resposta a sobrecargas é de 115% da corrente nominal de plena carga (FLA) para motores SF 1.0 e de 125% para motores SF 1.15.
- A classificação primária na TC deve posicionar a FLA motora entre 50% e 100% da classificação primária na TC.
- O dispositivo 50 deve captar instantaneamente mais de 1.7 vezes a corrente do rotor bloqueado.
- As constantes de tempo térmicas são definidas em 80% do tempo de resistência ao frio do motor.
- A detecção de falha à terra depende do aterramento do sistema: 5-10 A para sistemas aterrados por resistência.
- O dispositivo 87M possui um diferencial configurado para 10-20% da corrente nominal de plena carga (FLA) do motor, sem atraso de tempo intencional.
Pré-requisitos: Dados necessários antes de calcular qualquer configuração
Todo cálculo de ajuste de relé começa com dados de entrada precisos. Dados ausentes ou incorretos resultam em configurações que falham na proteção do motor ou que disparam desnecessariamente.
Dados necessários para a placa de identificação do motor
Anote as seguintes informações da placa de identificação do motor: potência nominal (kW ou HP), tensão nominal, corrente de plena carga (FLA), fator de serviço (SF), corrente de rotor bloqueado (LRA), tempo de rotor bloqueado (a quente e a frio), letra de projeto NEMA e classe de isolamento. Se o motor tiver RTDs nos enrolamentos, anote o tipo de sensor (PT100 ou PT1000) e sua localização.
O tempo de rotor bloqueado é crítico. Trata-se da duração em que o motor pode suportar a corrente de rotor bloqueado sem sofrer danos térmicos. Os fabricantes fornecem os tempos de estol a quente e a frio. O modelo térmico do relé deve atuar antes do limite de estol a quente.
Dados do sistema necessários
Colete a tensão do sistema, a corrente de curto-circuito trifásica máxima e mínima e o método de aterramento. Para sistemas aterrados por resistor, registre a corrente nominal do resistor de aterramento. Para sistemas aterrados diretamente, anote a magnitude esperada da falta à terra.
Especificações CT e VT
Documente a relação de transformação (RT) e a classe de precisão do TC (normalmente 5P20 ou 10P20 para proteção). Observe se o secundário do TC é de 5 A ou 1 A. Para proteção diferencial, são necessários seis TCs: três na caixa de terminais do motor e três no disjuntor. Verifique se todos os TCs possuem relações de transformação idênticas.
Dispositivo 49 — Configurações de proteção contra sobrecarga térmica
A proteção contra sobrecarga térmica é a proteção mínima exigida para todos os motores. O dispositivo 49 utiliza um modelo térmico matemático para estimar a temperatura do enrolamento com base na corrente e no tempo. Os relés microprocessados modernos calculam o calor acumulado utilizando um algoritmo de corrente ao quadrado (I²t).
Cálculo de Captação de Sobrecarga
O sensor de sobrecarga determina o nível de corrente no qual a proteção térmica entra em ação. O cálculo depende do fator de serviço do motor.
Para motores com fator de serviço 1.0: Ajuste a captação em 115% da potência nominal de plena carga (FLA).
Para motores com fator de serviço igual ou superior a 1.15: Ajuste a captação em 125% da potência nominal de plena carga (FLA).
Um erro comum é usar a corrente de fator de serviço como valor base. A corrente de fator de serviço é 1.15 vezes a corrente nominal de plena carga (FLA). Se você ajustar o atuador para 115% da corrente de fator de serviço, na verdade estará em 132% da corrente nominal de plena carga (FLA). O relé permitirá sobrecargas perigosas antes de desarmar.
ExemploUm motor com corrente nominal de 100 A e fator de potência (SF) de 1.15. A medição correta é: 1.25 vezes 100 A = 125 A. A medição incorreta (usando a corrente de fator de potência): 1.15 vezes 100 A = 115 A (base), e então 1.15 vezes 115 A = 132.25 A. O motor poderia funcionar com 130 A indefinidamente sem desarmar.
Seleção da constante de tempo térmica
A constante de tempo térmica define a rapidez com que o relé acumula capacidade térmica. Ela deve corresponder às características térmicas reais do motor.
Defina a constante de tempo para aproximadamente 80% do tempo de resistência ao frio (CST) do motor, com corrente de rotor bloqueado. Isso garante que o relé seja acionado antes do limite de dano térmico do motor.
Para motores de classe 10: Constante de tempo tipicamente de 8 a 12 segundos.
Para motores de classe 20: Constante de tempo tipicamente de 12 a 20 segundos.
Para motores de classe 30: Constante de tempo tipicamente de 20 a 30 segundos.
Se o fabricante do motor fornecer apenas uma curva de estol, assuma que seja a curva a quente e defina a relação quente/frio como 1.0. Se ambas as curvas forem fornecidas, calcule a relação como o tempo de estol a quente dividido pelo tempo de estol a frio.
Configuração de polarização do RTD
Se o motor tiver RTDs no estator, configure o relé para ajustar o modelo térmico com base na temperatura real do enrolamento. Isso melhora a precisão em 40% em comparação com a estimativa térmica baseada apenas na corrente. Defina o limite de alarme do RTD de 10 a 15 graus Celsius abaixo do limite da classe de isolamento. Defina o limite de disparo de 5 a 10 graus Celsius abaixo do limite.
Exemplo prático: Motor de bomba de 1,000 HP e 6.6 kV
Dados do motor: FLA igual a 78 A, SF igual a 1.15, LRA igual a 468 A (6 vezes FLA), tempo de parada a frio igual a 22 segundos, tempo de parada a quente igual a 11 segundos.
Captação de sobrecarga: 1.25 vezes 78 A é igual a 97.5 A (ajustado para 98 A).
Constante de tempo térmica: 80% de 22 segundos é igual a 17.6 segundos (definida em 18 s).
Relação quente/frio: 11 segundos divididos por 22 segundos é igual a 0.5.
Classe de viagem: Classe 20 (aplicação de bomba).
Dispositivo 50/51 — Configurações de proteção contra sobrecorrente
A proteção contra sobrecorrente protege contra curtos-circuitos e sobrecargas prolongadas. O dispositivo 50 proporciona disparo instantâneo. O dispositivo 51 proporciona disparo com retardo de tempo, seguindo uma curva de tempo inversa.
Dispositivo 50: Captação instantânea de sobrecorrente
O elemento instantâneo deve operar em caso de curto-circuito, mas permanecer estável durante a partida do motor. A regra crítica: ajuste o captador acima da corrente máxima assimétrica de rotor bloqueado.
Configuração típica: 1.5 a 2.0 vezes a corrente de rotor bloqueado.
Para motores alimentados por contatores, o Dispositivo 50 geralmente é desativado porque o contator não consegue interromper a corrente de curto-circuito. O fusível ou disjuntor a montante lida com a interrupção da falha. Se o Dispositivo 50 for usado, um pequeno atraso de 50 a 100 milissegundos ajuda a evitar disparos indesejados devido ao offset CC durante a partida.
ExemploMotor com LRA de 468 A. Captador do dispositivo 50: 1.7 vezes 468 A é igual a 795.6 A (ajustado para 800 A no primário). Com TCs 100/5, o ajuste do secundário é 800 dividido por 20, igual a 40 A.
Dispositivo 51: Proteção contra sobrecorrente/rotor bloqueado (temporizada)
O dispositivo 51 tem duas funções na proteção do motor. Ele fornece proteção contra sobrecarga de reserva e proteção contra rotor bloqueado (estol).
Para proteção contra rotor bloqueado, ajuste o sensor entre 0.9 e 1.0 vezes o LRA (ângulo de resposta do rotor). Defina o tempo de retardo maior que o tempo de aceleração normal, mas menor que o tempo de estol seguro. Uma fórmula comum é: o tempo de retardo é igual ao tempo de aceleração do motor mais 1 segundo de margem, ou 80% do tempo de estol seguro, o que for menor.
Para proteção contra sobrecarga, defina a capacidade de atuação entre 110% e 120% da corrente nominal de plena carga (FLA), com uma curva muito inversa ou extremamente inversa. Ajuste de acordo com o modelo térmico para que o Dispositivo 49 seja acionado primeiro em caso de sobrecarga, e o Dispositivo 51 opere somente se o modelo térmico falhar.
Exemplo prático: Mesmo motor de 1,000 HP
Dispositivo 50: Captação equivalente a 800 A primário (40 A secundário em TC 100/5). Retardo de tempo: instantâneo (0 ms) ou 50 ms se ocorrerem disparos indesejados.
Dispositivo 51 (rotor bloqueado): Corrente primária de 450 A (0.96 vezes a LRA). Retardo de 8 segundos (o motor acelera em 6 segundos e a parada segura ocorre em 11 segundos com o motor em funcionamento).
Dispositivo 51 (backup de sobrecarga): A corrente de captação é igual a 90 A no primário (1.15 vezes a corrente nominal de plena carga). Curva: muito inversa, ajuste de tempo 0.5.
Dispositivo 51N — Configurações de proteção contra falha de aterramento
A proteção contra falha de aterramento detecta a ruptura do isolamento entre os enrolamentos de fase e o terra. A sensibilidade depende inteiramente de como o neutro do sistema está aterrado.
Detecção de falha de aterramento por tipo de aterramento do sistema
Para sistemas com aterramento resistivo: a corrente de falta à terra é intencionalmente limitada a 5 a 10 A. Ajuste o atuador do relé para 10% a 20% da corrente nominal do resistor de aterramento. Configurações típicas: 1 a 2 A no primário para um resistor de 10 A.
Para sistemas com aterramento sólido: a corrente de falta à terra é igual à corrente de falta à fase. Ajuste o atuador entre 20% e 30% da potência nominal de plena carga (FLA) do motor.
Para sistemas sem aterramento: A falha de aterramento produz apenas corrente capacitiva. Relés de falha de aterramento sensíveis e especializados são necessários. Elementos 51N padrão podem não detectar a falha.
Seleção de atraso de tempo
Para sistemas com aterramento resistivo, utilize um retardo de tempo definido de 0.5 a 2 segundos. Esse retardo evita disparos indesejados causados por surtos transitórios ou pela atuação de para-raios durante a manobra de comutação. Para sistemas com aterramento sólido, um retardo menor, de 0.1 a 0.3 segundos, é o mais comum.
Conexão de sequência zero versus conexão residual
Os transformadores de corrente de sequência zero (equilíbrio de núcleo) proporcionam a detecção mais sensível e imune a ruídos. Um único transformador de corrente circunda os três condutores de fase. O relé detecta apenas corrente de terra desequilibrada.
A conexão residual soma as três saídas secundárias dos TC's (transformadores de corrente) de fase. Isso é menos sensível porque o desajuste e a saturação dos TC's durante a partida produzem corrente residual falsa. Use a conexão residual somente quando os TC's de sequência zero não forem viáveis.
Exemplo prático: Sistema aterrado por resistência, resistor de 10 A
Sistema: 6.6 kV, aterrado por resistência com resistor de aterramento de 10 A.
Captação de falha de aterramento: 20% de 10 A é igual a 2 A no primário.
Atraso de tempo: 0.5 segundos (tempo definido).
TC: TC de fase 100/5 em conexão residual ou TC de sequência zero 50/1 dedicado.
Configuração secundária com 100/5 CTs: 2 A primário dividido por 20 é igual a 0.1 A secundário.
Dispositivo 87M — Configurações de proteção diferencial do motor
A proteção diferencial compara a corrente que entra no motor com a corrente que sai dele. Em condições normais, essas correntes são iguais. Durante uma falha interna, elas divergem e o relé atua instantaneamente.
Requisitos e colocação em CT
O dispositivo 87M requer seis transformadores de corrente com relações idênticas: três no disjuntor de alimentação e três na caixa de terminais do neutro do motor. A classe de precisão dos TC deve ser 5P10 ou superior. Os TC devem ser especificamente combinados para aplicações diferenciais, com características de excitação idênticas.
Inclinação mínima de recolhimento e contenção
A corrente mínima de atuação (corrente de operação) é definida para evitar o desligamento devido a desequilíbrios e saturação normais do TC (transformador de corrente). Configuração típica: 10% a 20% da corrente nominal de plena carga (FLA) do motor.
A inclinação de restrição define quanta corrente diferencial o relé tolera durante faltas passantes ou na partida. Configuração típica: 30% a 50%. Uma inclinação de 50% significa que o relé requer uma corrente diferencial superior a 50% da corrente passante antes de operar.
O ponto de ruptura define onde o relé transita da atuação com corrente mínima fixa para a atuação com restrição percentual. Configuração típica: 0.5 a 1.0 vezes a corrente nominal de plena carga (FLA) do motor.
Um elemento de ajuste rápido instantâneo contorna a restrição em caso de falhas internas severas. Ajuste típico: 8 a 12 vezes a corrente nominal de plena carga (FLA).
Exemplo prático: Motor de 5,000 kW, 6.6 kV
Dados do motor: FLA igual a 390 A, relação CT igual a 400/5.
Captação mínima: 15% de 390 A é igual a 58.5 A no primário (ajustado para 60 A). No secundário: 60 dividido por 80 é igual a 0.75 A.
Inclinação de contenção: 40%.
Ponto de ruptura: 1.0 vezes FLA é igual a 390 A primário.
Conjunto alto: 10 vezes FLA é igual a 3,900. Primário.
Verificação de sensibilidade: Para uma falta bifásica nos terminais do motor, a corrente mínima de falta é tipicamente de 5,000 a 8,000 A. A sensibilidade é igual a 5,000 A dividido por 60 A, que é igual a 83, excedendo em muito o requisito mínimo de 2.0.
Para cenários de aplicação precisos e métodos de configuração padronizados de proteção diferencial de motores (87M), (consulte nosso Guia de especificações de proteção diferencial de motor profissional).
Dispositivos 46, 37, 27/59 — Configurações de proteção adicionais
Além das funções principais, diversas proteções adicionais melhoram a confiabilidade do motor.
Sequência negativa / Desequilíbrio de corrente (Dispositivo 46)
Um desequilíbrio de tensão de apenas 3.5% produz uma corrente de sequência negativa de aproximadamente 25%, causando superaquecimento das barras do rotor. Ajuste o Dispositivo 46 para uma corrente de sequência negativa entre 15% e 25%, com um retardo de 5 a 10 segundos. Alguns relés aplicam uma característica de I²t para desequilíbrio, semelhante à sobrecarga térmica.
Subcorrente / Perda de Carga (Dispositivo 37)
O dispositivo 37 detecta cavitação da bomba, eixos quebrados ou perda de carga. Ajuste a sensibilidade de detecção para 80% a 90% da corrente normal de operação. Ajuste o retardo de tempo para 5 a 10 segundos para evitar o desligamento durante quedas normais de carga. Essa proteção é essencial para aplicações em bombas e transportadores.
Subtensão e sobretensão (Dispositivo 27/59)
Ajuste a detecção de subtensão para 80% a 90% da tensão nominal com um atraso de 1 a 3 segundos. Isso evita danos causados por subtensão prolongada, que aumenta a corrente do motor. Ajuste a detecção de sobretensão para 110% da tensão nominal. A sobretensão aumenta o fluxo magnético e o aquecimento do núcleo.
Seleção e verificação da relação CT
A relação de transformação da corrente é a base de todas as configurações de relés. Uma relação incorreta torna todas as configurações subsequentes erradas.
Classificação primária de dimensionamento CT
A corrente nominal de plena carga (FLA) do motor deve estar entre 50% e 100% da corrente nominal primária do transformador de corrente (TC). Se a FLA for inferior a 50% da corrente nominal primária do TC, o relé detecta uma corrente secundária baixa e perde a resolução. Se a FLA exceder 100% da corrente nominal primária do TC, o TC satura durante sobrecargas.
ExemploMotor com corrente nominal de 78 A. Relações de TC adequadas: 100/5 (78% da corrente nominal) ou 150/5 (52% da corrente nominal). Uma TC de 200/5 resultaria em uma corrente nominal de apenas 39% da corrente nominal, o que é marginal.
Requisitos de Classe de Precisão
Os TC de proteção devem ser de classe 5P ou 10P com fator de limite de precisão de 10 ou 20. Para proteção diferencial, utilize 5P10 ou superior. Os TC de medição (classe 0.5 ou 1.0) não são adequados para relés de proteção, pois saturam com correntes mais baixas.
Erros comuns em tomografia computadorizada e como detectá-los
Uma estação de tratamento de água especificou transformadores de corrente (TCs) de 200/5 para um motor de 180 A. Durante o comissionamento, o relé foi programado para TCs de 100/5, um simples erro de entrada de dados. Por seis meses, o relé registrou apenas metade da corrente real. Quando uma falha no rolamento causou uma sobrecarga no motor para 220 A, o relé registrou apenas 110 A, bem abaixo do limite de disparo. O motor queimou antes que alguém detectasse o problema. 12,000 rebobinar e12,000rewindandOito mil chamadas de emergência poderiam ter sido evitadas com um teste de injeção primária de cinco minutos.
Sempre verifique a relação de transformação do TC (transformador de corrente) com um teste de injeção primária antes da energização. Injete uma corrente primária conhecida e confirme se o relé lê corretamente no lado secundário. Este teste leva menos de 10 minutos e identifica erros de relação, erros de fiação e problemas de polaridade.
Verificação de coordenação entre relés, disjuntores e fusíveis
A coordenação de proteção garante que o dispositivo mais próximo da falha seja acionado primeiro. Para a proteção de motores, isso significa que o relé do motor desarma antes do disjuntor do alimentador, que por sua vez desarma antes do disjuntor principal.
Plotagem da curva tempo-corrente
Trace as seguintes curvas no mesmo gráfico log-log: limite térmico do motor (quente e frio), curva do relé do Dispositivo 49, curva do relé do Dispositivo 51, característica do fusível ou disjuntor e curva do disjuntor do alimentador a montante. As curvas do relé do motor devem estar abaixo do limite térmico do motor e abaixo da curva do disjuntor a montante em todos os níveis de corrente.
Margens de seletividade
Mantenha uma margem de tempo mínima de 0.3 a 0.4 segundos entre o relé do motor e o disjuntor a montante na corrente de falta máxima. Essa margem leva em consideração o tempo de operação do disjuntor, o tempo de processamento do relé e os efeitos de saturação do TC (transformador de corrente).
Verificação de Coordenação Tipo 2
Para motores alimentados por contatores, verifique a coordenação do Tipo 2. O fusível ou disjuntor deve interromper as falhas de curto-circuito antes que o contator tente interromper o circuito. O contator e o relé de sobrecarga devem suportar a falha sem danos. Compare a corrente suportável do contator (I²t) com a corrente total de interrupção do fusível (I²t). Se a corrente do fusível (I²t) for menor que a corrente suportável do contator (I²t), a coordenação do Tipo 2 foi alcançada.
Casos especiais: motores alimentados por inversor de frequência e motores com partida suave.
Os métodos modernos de partida de motores alteram os requisitos de proteção. Um relé configurado para partida direta não será adequado para um motor alimentado por inversor de frequência.
Como a partida do inversor de frequência altera os requisitos do relé
Um inversor de frequência limita a corrente de partida a 1.0 a 1.5 vezes a corrente nominal de plena carga (FLA), em comparação com 5 a 7 vezes para partida direta (DOL). Isso altera fundamentalmente a proteção contra sobrecorrente. O acionamento instantâneo do dispositivo 50, configurado em 1.7 vezes a corrente nominal de curto-circuito (LRA) para aplicações DOL, pode agora ser de 8 a 10 vezes maior do que o necessário.
Durante uma falha de aterramento que se desenvolve dentro do motor, uma configuração inadequada do Dispositivo 50 atrasa a eliminação da falha até que ela se agrave. Uma instalação petroquímica aprendeu isso ao adicionar um inversor de frequência a um compressor de 1,500 HP. A configuração original do Dispositivo 50, de 1,500 A, baseada na corrente de rotor bloqueado em partida direta (DOL), era agora 7.5 vezes maior do que o necessário. Uma falha de aterramento em desenvolvimento não era eliminada até se tornar uma falha fase-fase. A instalação agora utiliza proteção específica para inversores de frequência com o Dispositivo 50 configurado entre 2.5 e 3.0 vezes a corrente nominal de plena carga (FLA).
Para motores alimentados por inversores de frequência (VFD), o próprio VFD fornece proteção contra sobrecarga através de seu modelo térmico. O relé externo serve como proteção de reserva e oferece proteção que o VFD não consegue fornecer, como proteção diferencial e contra falhas de aterramento. É importante coordenar a curva térmica do VFD com a do relé externo para evitar que ambos os dispositivos disparem no mesmo evento.
Para estratégias de mitigação de harmônicos em aplicações de VFD, consulte nosso Guia de qualidade de energia para inversores de média tensão.
Integração de proteção contra partida suave
Os soft starters de média tensão limitam a corrente de partida a 3 ou 4 vezes a corrente nominal de plena carga (FLA). A proteção integrada nos soft starters modernos inclui proteção eletrônica contra sobrecarga, rotor bloqueado e desequilíbrio de corrente. Ao utilizar a proteção integrada do soft starter, configure o relé externo apenas como reserva. Ajuste a atuação da proteção de reserva entre 110% e 120% da configuração de sobrecarga do soft starter.
Para obter informações detalhadas sobre a correspondência de parâmetros e a seleção de aplicações industriais de soft starters de média tensão, consulte nosso [link para o site/recurso específico]. Guia de seleção de partida suave de média tensão).
Erros comuns na configuração de relés
A maioria das falhas de proteção do motor em campo ocorre devido a três erros de configuração.
Erro 1: Usar o Fator de Serviço Atual como Valor Fixo Máximo Admissível (FLA).
Conforme ilustrado no exemplo da fábrica de cimento, usar 1.15 vezes a corrente nominal de plena carga (FLA) como base para o cálculo da corrente de desligamento gera um erro de 15%. O motor pode sobrecarregar continuamente sem desligar. Sempre utilize a corrente nominal de plena carga (FLA) real como valor base.
Erro 2: Incompatibilidade da relação CT
A programação incorreta do relé com uma relação de transformação de TC inadequada é o erro mais comum durante o comissionamento. Isso resulta em configurações com erros correspondentes ao fator de relação especificado. Um erro de relação de 2:1 significa que o relé não detecta 50% das condições de sobrecarga. O teste de injeção primária identifica esse problema em minutos.
Erro 3: Ignorar o tempo de aceleração do motor
Um motor de bomba com alta inércia pode levar 15 segundos para atingir a velocidade máxima. Se o temporizador de rotor bloqueado estiver configurado para 8 segundos, o relé será acionado em todas as partidas normais. Sempre verifique o tempo de aceleração sob condições reais de carga antes de configurar o temporizador de parada.
Erro 4: Relé de falha de aterramento mais sensível que o alimentador
Em sistemas com aterramento resistivo, o relé de falha de aterramento do motor deve ser mais sensível que o relé de falha de aterramento do alimentador. Se o alimentador estiver configurado para 5 A e o motor para 10 A, o alimentador acionará toda a barra para uma única falha no motor. Configure o relé de falha de aterramento do motor entre 10% e 20% da configuração do alimentador.
Erro 5: Configurar o dispositivo 50 muito próximo da corrente de pico.
Se o Dispositivo 50 estiver configurado para 1.5 vezes o LRA, mas a corrente de pico assimétrica real atingir 1.6 vezes o LRA, o relé será acionado a cada inicialização. Use uma margem mínima de 1.7 vezes o LRA ou adicione um atraso de 50 a 100 ms.
Lista de verificação e comissionamento
Antes de energizar qualquer motor com novas configurações de relé, conclua as seguintes etapas de verificação.
Verificações pré-energização
Verifique se todos os dados da placa de identificação correspondem às configurações do relé. Confirme se as relações de transformação do TC foram inseridas corretamente. Verifique a polaridade do TC usando um teste de oscilação ou injeção primária. Verifique se a fiação corresponde ao diagrama unifilar. Confirme se a tensão de alimentação de controle atende aos requisitos do relé.
Teste de injeção primária
Injete uma corrente conhecida através do circuito primário do TC e verifique as leituras do relé. Teste a 25%, 50%, 100% e 200% da PNL (Potência Máxima de Corrente). Confirme se a atuação da sobrecarga está dentro de 5% do valor de ajuste. Teste a sobrecorrente instantânea a 150% da atuação. Teste o elemento de falta à terra com corrente de sequência zero simulada.
Verificação de Coordenação
Trace as curvas de corrente-tempo e verifique as margens de seletividade. Confirme se as curvas do relé do motor estão abaixo dos limites térmicos do motor em todos os pontos. Verifique se as curvas do disjuntor a montante fornecem margem de coordenação adequada. Documente todas as configurações e resultados dos testes para referência futura.
Documentos necessários
Mantenha uma ficha de configuração de relés para cada motor. Registre os dados da placa de identificação, as relações de transformação dos transformadores de corrente (TC), todas as configurações dos elementos de proteção, os resultados dos testes e a data de comissionamento. Atualize a ficha sempre que as configurações forem modificadas. Essa documentação é essencial para a resolução de problemas e a manutenção futura.
Perguntas frequentes
Como faço para converter a corrente primária em configurações secundárias do relé?
Divida a corrente primária pela relação do TC. Para um TC 100/5 (relação de 20), uma corrente primária de 100 A equivale a uma corrente secundária de 5 A. Uma atuação de 125 A no primário equivale a uma corrente secundária de 6.25 A. Sempre verifique se o relé espera valores em amperes no secundário ou em unidades.
Qual a diferença entre o dispositivo 49 e o dispositivo 51?
O dispositivo 49 é um modelo térmico que simula o aquecimento e o resfriamento do motor. Ele desarma em caso de sobrecargas prolongadas, mas permite a corrente de partida normal. O dispositivo 51 é um elemento de sobrecorrente temporizado que segue uma curva de tempo inverso fixa. Em aplicações de motores, o dispositivo 51 é frequentemente configurado como proteção contra rotor bloqueado com um retardo de tempo definido, enquanto o dispositivo 49 lida com sobrecargas.
Devo desativar o dispositivo 50 em motores alimentados por contatores?
Sim, na maioria dos casos. Contatores a vácuo não conseguem interromper correntes de curto-circuito. Se o Dispositivo 50 disparar, o contator tentará abrir sob a corrente de falha e poderá soldar ou explodir. O fusível ou disjuntor a montante deve interromper as falhas de curto-circuito. O Dispositivo 50 é apropriado somente quando um disjuntor (e não um contator) realiza a comutação.
Como a temperatura ambiente afeta as configurações do relé?
Temperaturas ambientes elevadas reduzem a capacidade de refrigeração do motor. Se o motor for projetado para uma temperatura ambiente de 40 °C, mas operar a 55 °C, o modelo térmico pode precisar de ajustes. Alguns relés oferecem compensação de temperatura ambiente. Como alternativa, reduza a atuação em sobrecarga em 5% a 10% para cada 10 °C acima da temperatura ambiente nominal.
Uma única configuração de relé pode funcionar para vários motores?
Não. Cada motor possui valores únicos de FLA, LRA, constantes de tempo térmicas e tempo de aceleração. Usar configurações idênticas para motores diferentes garante que alguns motores fiquem subprotegidos e outros disparem indevidamente. Sempre calcule as configurações individualmente para cada motor, mesmo que pareçam semelhantes.
Conclusão
O cálculo das configurações do relé de proteção do motor exige atenção metódica aos dados do motor, às relações de transformação dos transformadores de corrente (TCs) e às características do sistema. A cadeia de proteção é tão forte quanto seu ponto mais fraco. Um modelo térmico correto com uma relação de transformação de TC incorreta é inútil. Uma configuração perfeita de sobrecorrente instantânea com tempo de aceleração ignorado causa desligamentos indesejados.
A chave é a verificação. Cada configuração deve ser conferida com os dados do motor, testada com injeção primária e confirmada com curvas de coordenação tempo-corrente. Os 10 minutos gastos no teste de injeção primária evitam o reparo emergencial de US$ 20,000 que se segue a um erro não detectado na relação CT.
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Para regras de seleção de tipo científico e padrões de configuração de parâmetros precisos de relés de sobrecarga térmica de motores de média tensão, (consulte nosso Guia de seleção e configuração do relé de sobrecarga térmica).
