SEI/UFU - 4979306 - Plano de Ensino

Filosofia da proteção. Princípios fundamentais dos relés. Relés de sobrecorrente, tensão e potência. Relés diferenciais. Relés de distância. Transformadores de corrente e de potencial. Proteção de alimentadores e linhas. Proteção de transformadores. Proteção de geradores. Proteção de barramentos. Proteção de banco de capacitores. Técnicas de otimização aplicadas ao sistema de proteção.

A Proteção de Sistemas Elétricos ocupa uma importante posição na estrutura curricular de um estudante de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Podendo ser usada da geração até os consumidores finais, a disciplina possibilita analisar e fornece maneiras de atenuar os efeitos danosos provocados por curto-circuito (faltas) na rede elétrica, por meio de dispositivos que monitoram os sinais elétricos de interesse. Em adição, a modernização de tecnologias inteligentes nos últimos anos possibilita ainda atrelar os dispositivos junto com ferramentas computacionais que otimizam os parâmetros de ajuste com qualidade, que até antes, eram calculados tradicionalmente de forma não automatizada.

1) Introdução à proteção: filosofia da proteção
Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para:
- Reconhecer a filosofia de uma proteção de um sistema elétrico.
- Reconhecer os relés primários e os secundários de um determinado elemento elétrico.
- Reconhecer as características funcionais do releamento.

2) Princípios fundamentais dos relés
Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para:
- Saber classificar os diversos tipos de relés.
- Descrever como cada tipo de relé opera e atua.

3) Relés de corrente, tensão e potência
Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para:
- Reconhecer os diversos tipos de construção dos relés e as equações padrões adotadas para os relés de sobrecorrente.
- Ajustar os relés de sobrecorrente digitais e eletromecânicos.
- Entender os ajustes e conexões dos relés direcionais.
- Entender e parametrizar corretamente relés supervisores de tensão.

4) Relés diferenciais e outros tipos
Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para:
- Reconhecer as aplicações para o relé diferencial
- Entender a curva de sensibilidade deste tipo de relé.
- Reconhecer as aplicações para os relés de frequência, de tempo e auxiliares.

5) Relés de distância
Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para:
- Reconhecer as diferenças entre os diversos tipos de relés de distância
- Saber em que situações cada tipo destes relés de distância é mais recomendado.
- Conhecer as técnicas da teleproteção, muito usadas nas proteções de linhas de transmissão.

6) Transformadores de corrente e de potencial
Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para:
- Reconhecer os diversos tipos de transformadores de corrente (TC) e de potencial (TP).
- Reconhecer a especificação de um TC ou TP através das nomenclaturas da ABNT e ANSI.
- Dimensionar os TCs e TPs adequados para as diversas aplicações.

7) Proteção de alimentadores e linhas
Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para:
- Reconhecer as aplicações mais adequadas para o uso dos relés de sobrecorrente e de distância, na proteção de linhas.
- Fazer os ajustes corretos em diversos relés de sobrecorrente instalados em série (ou cascata), ao longo de uma linha, visando coordená-los adequadamente no plano corrente x tempo.
- Apontar os diversos critérios de ajuste das regiões de proteção designadas para os relés de distância protegerem.

8) Proteção de transformadores
Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para:
- Descrever os tipos de falta em transformadores
- Descrever os diversos tipos de proteção de transformadores
- Proteção contra curtos internos com relés diferenciais
- Proteção com relés de sobrecorrente
- Ajustar as proteções de sobrecorrente e diferencial em transformadores, levando em consideração os efeitos das correntes de inrush, limites térmicos e eventuais correntes de partida de motores.

9) Proteção de geradores
Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para:
- Reconhecer as principais condições anormais que possam ocorrer em um gerador.
- Descrever as razões de se fazer proteção contra curto-circuito em um gerador.
- Esquematizar e ajustar a proteção diferencial de um gerador.

10) Proteção de barramentos
Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para:
- Analisar e descrever os tipos de proteção mais adequados para a proteção de barra.
- Ajustar uma proteção de barras com relés diferenciais de barras.

11) Proteção de bancos de capacitores
Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para:
- Analisar os efeitos das correntes harmônicas em capacitores e na correção do fator de potência.
- Conhecer os tipos de proteção adequadas para bancos de capacitores.
- Analisar os efeitos das correntes harmônicas em capacitores e na correção do fator de potência.

12) Técnicas de otimização aplicadas aos sistemas de proteção
- Noções elementares e aplicação de técnicas de otimização dos sistemas de proteção contra sobrecorrente.

As aulas teóricas serão ministradas usando quadro branco / negro, giz, pincel e apresentações em Powerpoint. Os alunos deverão ter computadores portáteis com software PyCharm ou Spyder (linguagem Python) instalados. Também os laboratórios 1E30 estarão disponíveis nos horários vagos. Os materiais serão disponibilizados em repositórios, tais como Google Drive, Teams ou Moodle. A comunicação extra-classe será através de e-mail institucional (wmsbernardes@ufu.br). Dependendo da aula, ela poderá ser no formato remoto, conforme regras do Programa (avisado com antecedência prévia).

Horário de atendimento:
Sexta-Feira, no período da tarde – Sala 3N216 (1 hora). O horário será acordado com os estudantes, conforme demanda.

A metodologia de avaliação individual será baseada nas seguintes estratégias:

7.1 Exercício(s) de fixação
Valor: 40,0 pontos (média calculada conforme a quantidade de exercícios no semestre).
Data: 1 semana após solicitação pelo professor.

7.2 Entrega (em formato digital pdf) e apresentação de trabalhos relacionados a temas específicos no contexto da Proteção de Sistemas Elétricos, a serem definidos pelo professor e indicado ao aluno, com apresentação.
Valor: 60,0 pontos.
Data: A definir.

COURY, Denis Vinícius. Proteção Digital de Sistemas Elétricos de Potência: Dos Relés Eletromecânicos aos Microprocessados Inteligentes. EDUSP, 1a Edição. 2007.

MAMEDE Filho, João. Proteção de Sistemas Elétricos de Potência. LTC Livros Técnicos e Científicos Ltda. 2011.

SATO, Fujio; FREITAS, Walmir. Análise de Curto-Circuito e Princípios de Proteção em Sistemas de Energia Elétrica. Elsevier, Editora Ltda. 2014.

SILVA, Eliel Celestino da Silva. Proteção de Sistemas Elétricos de Potência: Guia Prático de Ajustes. QualityMark, 1a Edição. 2014.

BERNARDES, W. M. S. Optimizing TOC and IOC units of directional overcurrent relays in mutually coupled circuits using evolutionary PSO: Requirements and modeling. Engineering Applications of Artificial Intelligence. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engappai.2023.106389. [2023?]. No prelo.

BERNARDES, W. M. S. Análise da proteção de sistemas de energia elétrica utilizando técnicas modernas de otimização heurística. 228 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade de São Paulo, 2018.

MACEDO JR., J. R. M. Notas de Aulas: Disciplina de Proteção. Universidade Federal de Uberlândia, 2023.

CAMINHA, Amadeu. Introdução à proteção dos sistemas elétricos. Editora Edgard Blucher Ltda, São Paulo, 1977.

GONEN, T. Electric Power Distribution System Engineering. CRC Press, 3nd Edition, 2014.

BLACKBURN, J. L; DOMIN, T. J. Protective Relaying: Principles and Applications. CRC Press, 4th Edition, 2014.

HEWITSON, L. G.; BROWN, M.; BALAKRISHNAN, R. Practical Power System Protection. Elsevier, 1st Edition, 2004.

Agência Nacional de Energia Elétrica - ANEEL. Brasília - DF, 2023. Disponível em: https://www.aneel.gov.br. Acesso em: 29 Jun. 2023.

Operador Nacional do Sistema Elétrico - ONS. Brasília - DF, 2023. Disponível em: http://www.ons.org.br. Acesso em: 29 Jun. 2023.

Documento assinado eletronicamente por Wellington Maycon Santos Bernardes, Professor(a) do Magistério Superior, em 16/01/2024, às 15:58, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.

A autenticidade deste documento pode ser conferida no site https://www.sei.ufu.br/sei/controlador_externo.php?acao=documento_conferir&id_orgao_acesso_externo=0, informando o código verificador 4979306 e o código CRC BCF8C86F.

Componente Curricular:	Tópicos Especiais em Qualidade da Energia Elétrica IV: Estudos Avançados sobre Proteção de Sistemas Elétricos
Unidade Ofertante:	Faculdade de Engenharia Elétrica
Código:	EL084B		Período/Série:		-		Turma:	-
Carga Horária:						Natureza:
Teórica:	45 horas	Prática:	-	Total:	45 hs/a	Obrigatória:	( )	Optativa:	( X )
Professor(A):	Wellington Maycon Santos Bernardes					Ano/Semestre:		2024/1
Observações:	1 - Cursos: Mestrado / Doutorado 2 - Área de Concentração: Sistemas de Energia Elétrica 3 - Linha de Pesquisa: Sistemas Elétricos de Potência 4 - Horário: Quintas-Feiras, de 13h10 às 15h40