Ensaios de relé e comissionamento de SPCS para mineração e carregamento ferroviário em Congonhas-MG, no Quadrilátero Ferrífero.
Pickup, tempo medido e desvio registrados função a função, contra o estudo de ajustes.
Trip real, intertravamentos, falha de disjuntor e cada ponto do SCADA conferido.
Assinados por engenheiro eletricista com CREA ativo, especialista em SEP.
Por Eng. Raphael Leite Menezes Santos
Engenheiro Eletricista — Especialista em Sistema Elétrico de Potência
Tecnvolt Engenharia — base em Recife/PE, atendimento em Congonhas e em todo o estado
Congonhas está no coração do Quadrilátero Ferrífero e concentra operações de extração e beneficiamento de minério de ferro, além de terminais ferroviários de carregamento e da cadeia de manutenção industrial da região do Alto Paraopeba, junto com Ouro Branco, Conselheiro Lafaiete e Belo Vale.
É um município onde o comissionamento de SPCS lida com plantas de grande porte, circuitos internos extensos e uma integração pouco comum entre mineração e logística ferroviária.
Planta de mineração tem uma característica que muda tudo na proteção: as cargas estão espalhadas por quilômetros. Britagem primária na cava, correias transportadoras de longa distância, moinhos e classificação no beneficiamento, bombeamento de polpa, espessadores, barragem e pilha — cada conjunto com sua subestação, alimentado por circuitos internos extensos.
Sensibilidade antes de seletividade. A corrente de curto-circuito cai bastante ao longo do circuito interno. Um ajuste de sobrecorrente de neutro dimensionado para o barramento da subestação principal pode simplesmente não enxergar uma falta fase-terra numa subestação de correia a três quilômetros dali. Verificar sensibilidade significa calcular a falta mínima em cada ponto e confirmar que o pickup fica abaixo dela com margem.
Motores de altíssima inércia. Moinho de bolas, britador e acionamento de correia longa têm partidas que se contam em dezenas de segundos. Proteção térmica (49) e rotor bloqueado (48/51LR) ajustados por padrão de fábrica derrubam o acionamento na partida; afrouxados até parar de atuar, deixam o motor sem proteção. O ajuste tem que sair da curva de partida real confrontada com a curva de dano térmico da máquina.
Correia é carga crítica. Parada de correia carregada não é só perda de produção: é remoção manual de material e retomada demorada. A seletividade precisa garantir que uma falta em um trecho não derrube o sistema de transporte inteiro.
Poeira e vibração. Ambiente de mina degrada painel e conexões por dois caminhos — material particulado em contatos e afrouxamento por vibração. Resistência de contato fora de faixa é achado recorrente, e é o tipo de defeito que a inspeção visual não pega e que faz o disjuntor não abrir com o relé decidindo certo.
Terminal de carregamento tem regime próprio: silos, viradores, correias de alimentação e sistemas de posicionamento operando em ciclos intensos e programados. Uma parada não programada durante a janela de carregamento tem custo contratual, porque a composição ferroviária tem horário.
Isso exige seletividade fina entre os quadros do terminal e a subestação que o alimenta, e proteção de motor ajustada para regime intermitente e não para carga contínua — ajuste conservador demais desliga na operação normal.
Sistemas de bombeamento associados a barragem e a rejeito são cargas de segurança, não apenas de processo. Onde a alimentação de uma bomba tem função de segurança operacional, o SPCS precisa garantir que ela seja a última coisa a ser desligada — o que se traduz em seletividade projetada com prioridade explícita e em lógica de transferência ensaiada de ponta a ponta.
Vale registrar: o critério de criticidade e a hierarquia de cargas são definidos pela engenharia da própria planta e pelos requisitos regulatórios aplicáveis. O papel do comissionamento é provar que o sistema se comporta conforme esse critério, não defini-lo.
A distribuidora de energia de Minas Gerais é a Cemig, com padrão de conexão próprio, distinto do adotado pelas distribuidoras do Nordeste. É esse padrão que define as funções obrigatórias e os ajustes máximos admitidos no ponto de entrega — e instalações conectadas à Rede Básica seguem ainda os Procedimentos de Rede do ONS.
A Tecnvolt tem sede em Recife e atende Minas Gerais com equipe mobilizada para a obra. Vale dizer com clareza como isso funciona, porque em comissionamento de SPCS o modelo é diferente do de um serviço que exige presença diária.
Boa parte do trabalho não acontece em campo: o estudo de curto-circuito e de seletividade, a conferência da parametrização contra o memorial de ajustes, a análise de oscilografia e a revisão da matriz de trip são feitos remotamente, a partir do unifilar, da lista de vãos e dos arquivos de configuração dos IEDs. Isso adianta o diagnóstico e reduz o tempo que a equipe precisa ficar na planta.
O deslocamento acontece para a etapa que exige o vão desenergizado — ensaio funcional dos IEDs, teste ponto a ponto, verificação de TCs e TPs, trip real e energização assistida. Com escopo fechado antes de mobilizar, a janela é usada só no que precisa dela.
Na prática, isso torna a Tecnvolt adequada para parada programada, comissionamento de obra nova, recomissionamento e estudo de proteção em Minas — e não para atendimento emergencial de mesmo dia, que é melhor resolvido por quem está na porta.
Envie o unifilar, a lista de vãos e os modelos de IED. Retornamos com o escopo técnico, o que exige janela de desligamento e a proposta.
Conteúdo técnico e comercial. Ensaios e intervenções em SPCS devem ser realizados por equipe qualificada, com APR, permissão de trabalho, instrumentos calibrados e responsabilidade técnica documentada (ART). Os critérios descritos são conceituais — a aplicação ao seu sistema exige estudo e análise caso a caso.
SPCS é a sigla de Sistema de Proteção, Controle e Supervisão. Reúne os relés multifunção (IEDs), os painéis e a fiação, os circuitos de trip e intertravamento, a comunicação entre equipamentos e o sistema de supervisão. Ele mede a grandeza no campo pelos TCs e TPs, decide abrir ou bloquear um disjuntor e informa a operação pelo SCADA.
Na prática o sistema se organiza em três níveis, e essa separação não é acadêmica — é ela que determina a ordem dos ensaios. O nível 0 é o processo físico. O nível 1 é o vão, onde o IED decide. O nível 2 é a estação, onde a informação vira supervisão e telecomando.

TCs, TPs, disjuntores, seccionadoras e o serviço auxiliar de corrente contínua. Aqui se verifica relação, polaridade, classe e curva de saturação dos transformadores de instrumento, tempo de abertura e resistência de contato do disjuntor, e a capacidade real do banco de baterias.
A implicação operacional é direta: ensaiar o IED antes de validar o TC é ensaiar contra um sinal errado. Se a relação do transformador de corrente está diferente da placa, ou se a polaridade de um secundário está invertida, o relé pode passar em todos os ensaios de injeção secundária e ainda assim atuar errado em campo — porque o número que ele recebe na operação real não é o número que você injetou na bancada.
Os IEDs de cada entrada, transformador, alimentador e barra. É onde se ensaia cada função ANSI habilitada por injeção secundária, registrando pickup, tempo medido e desvio frente ao valor ajustado. É também onde vivem os intertravamentos horizontais entre vãos — em subestação convencional por fiação, em subestação digital por GOOSE.
SCADA local, gateway para o centro de operação, sincronismo de tempo e a engenharia de configuração. Em subestação digital esse nível ganha peso: além da base de dados de supervisão, entram a configuração IEC 61850, o mapeamento de datasets e o comportamento do sistema quando a rede de comunicação falha.
Um intertravamento que depende de GOOSE precisa ser ensaiado medindo o tempo real entre a publicação da mensagem e a atuação — não basta ver o bit mudar de estado na tela. É essa medição que separa uma subestação digital comissionada de uma subestação digital apenas configurada.
Princípio operacional: a ordem correta é nível 0 → nível 1 → nível 2, e cada etapa só é válida quando a anterior fecha sem pendência aberta.
O escopo de um comissionamento de SPCS é dirigido por duas variáveis: quantos vãos existem e quais funções estão habilitadas em cada IED. Um vão de entrada com distância e direcional consome muito mais hora de ensaio que um alimentador com sobrecorrente simples. A matriz abaixo serve para dimensionar isso antes de pedir proposta.

Duas leituras importam aqui. A primeira: a relação definitiva de funções sai do estudo de proteção e do padrão de conexão da concessionária, não de uma tabela genérica — a nomenclatura segue a IEEE C37.2. A segunda: funções diferentes exigem recursos de ensaio diferentes. Sobrecorrente se verifica com injeção monofásica; direcional e distância exigem injeção trifásica com controle de ângulo; diferencial de transformador exige duas ou três correntes simultâneas com defasagem e conteúdo harmônico controlado.
É por isso que orçar ensaio de relé por “unidade de relé” costuma dar errado. O que consome hora de campo é a função habilitada, não a caixa.
Comissionamento sem evidência documental não passa em auditoria de concessionária, não sustenta pleito de seguro e não ajuda a próxima equipe de manutenção. Cada etapa tem entregável definido — e a seguinte só começa quando a anterior fecha sem pendência aberta.

A divisão da figura tem consequência de custo. As etapas 1 a 3 são majoritariamente de escritório e de campo energizado — não consomem janela de parada. As etapas 4 a 6 exigem o vão desenergizado e com bloqueio formal, e é nelas que a hora é cara. Quanto mais fechado o escopo antes da parada, menor a janela necessária.
A etapa que mais evita desligamento indevido é a 5, o teste ponto a ponto. Um IED pode passar em todas as funções e ainda assim não abrir o disjuntor por um borne mal apertado, uma saída mapeada errado ou uma bobina de abertura sem supervisão. É a etapa que separa proteção testada de proteção presumida — e justamente a que costuma ser cortada quando o cronograma aperta.

Duas proteções em série enxergam a mesma falta. Seletividade é garantir que a de jusante atue primeiro e a de montante espere — e que essa espera seja longa o suficiente para o disjuntor abrir e o arco extinguir, mas curta o suficiente para não danificar cabo e transformador.
Para a falta de 2 kA marcada no gráfico, o relé do alimentador atua em cerca de 0,34 s e o da entrada em cerca de 0,72 s. O intervalo de coordenação resultante é de aproximadamente 0,38 s. As curvas foram geradas pela equação IEC de curva Muito Inversa, t = TMS × 13,5 / (I/Is − 1); são valores ilustrativos e não representam ajuste de cliente.
Repare no que acontece à direita do gráfico: na corrente máxima do eixo as curvas se aproximam e a margem cai. Esse é o ponto em que a coordenação por tempo deixa de ser suficiente e entra a função instantânea (50) com bloqueio, ou uma lógica de seletividade lógica publicada por GOOSE. Um estudo que só verifica o CTI na corrente nominal, e não no curto máximo da barra, deixa exatamente esse ponto descoberto.
Ajuste definido sem estudo é chute documentado. Se a instalação já tem estudo válido e aprovado, ensaiamos contra ele; se não tem, ou se está desatualizado frente à configuração atual da rede, o estudo vem antes de mobilizar a equipe de campo — caso contrário não existe referência contra a qual ensaiar.
Conferência da parametrização contra o estudo de ajustes e ensaio de cada função habilitada por injeção secundária: pickup, curva tempo × corrente e tempo de atuação; direcionalidade (67/67N) e ângulo característico; diferencial (87T/87B) com slope, ponto de restrição e bloqueio por 2ª harmônica; distância (21) com alcance das zonas 1, 2 e 3.
Subestação nova, ampliação de vão ou retrofit de painel — do recebimento em obra à energização assistida. Inclui inspeção de painéis, fiação e aterramento, ensaios pré-energização, registro de não conformidades com reteste e o dossiê as-built com ART emitida.
Trip real no disjuntor pelas bobinas 1 e 2, falha de disjuntor (50BF), intertravamentos de seccionadora, bloqueios operacionais, religamento (79), verificação de sincronismo (25) e conferência de cada ponto na base do SCADA e no telecomando.
Modelagem da rede e cálculo das correntes de falta trifásica, bifásica e fase-terra por barra; coordenogramas de fase e de neutro com intervalo coordenador; verificação contra a curva de dano do transformador e do cabo; memorial de cálculo e planilha de ajustes por IED.
Leitura e ajuste de arquivos SCD/CID, mapeamento de datasets, ensaio funcional de publicação e assinatura de mensagens GOOSE, supervisão de perda de mensagem e comportamento em falha de rede, e conferência ponto a ponto da base de supervisão.
Relação, polaridade e erro de relação por enrolamento; curva de excitação e ponto de joelho; resistência do enrolamento secundário e da fiação; e injeção primária para validar toda a malha de medição até o IED. Conheça a plataforma CPC 100 da OMICRON.
Leitura de registros COMTRADE e da sequência de eventos, verificação se a atuação foi correta, indevida ou tardia, correlação entre atuação, ajuste e estudo de proteção, e relatório de causa provável com plano de ação.
Tempo de abertura, fechamento e discordância de polos; resistência de contato e ensaio das bobinas; banco de baterias com tensão de flutuação, impedância e teste de capacidade; retificador e supervisão do circuito de trip.
O dossiê é parte do serviço, não um extra cobrado depois. Entregamos memorial de cálculo do estudo de curto-circuito e de seletividade; coordenogramas de fase e de neutro por barra; planilha de ajustes consolidada por IED e por função ANSI; protocolo de ensaio por relé com valor ajustado, medido e desvio; relatórios de TC, TP, disjuntor, isolamento e serviço auxiliar CC; matriz de trip e resultado dos testes ponto a ponto; lista de pontos do SCADA conferida; registro fotográfico e lista de pendências com status de fechamento; arquivos de configuração dos IEDs com backup da parametrização final; e ART emitida por engenheiro eletricista com CREA ativo.
Sobre limites e responsabilidade: o ensaio comprova o comportamento do sistema nas condições verificadas em campo, na data do ensaio. Não elimina a necessidade de manutenção periódica nem substitui o projeto elétrico. Ajustes propostos são submetidos à aprovação do responsável pela instalação e, quando aplicável, ao padrão de conexão da concessionária.
Antes da proposta levantamos o unifilar, a lista de vãos, os modelos de IED e o estudo de proteção existente. Isso evita o cenário mais caro do comissionamento: descobrir em campo, com a janela de desligamento já aberta, que faltava informação. Para subestações de parques eólicos e usinas fotovoltaicas, o escopo de SPCS se combina com o comissionamento da subestação elevadora.
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SPCS da subestação elevadora e proteção do ponto de conexão.
Redes de distribuição MT e subestações dedicadas.
Adequação elétrica e diagnóstico em obras de grande porte.
Continuidade operacional crítica em SE dedicadas.
Operação 24/7, proteção de entrada e seletividade em ambiente agressivo.
Perguntas Frequentes
SPCS é a sigla de Sistema de Proteção, Controle e Supervisão. Reúne os relés multifunção (IEDs), os painéis e a fiação, os circuitos de trip e intertravamento, a comunicação entre os equipamentos e o sistema de supervisão (SCADA) de uma subestação. É o SPCS que detecta a falta, decide abrir o disjuntor correto e informa a operação sobre o que aconteceu.
Sim. A Tecnvolt atende Minas Gerais com equipe mobilizada para a obra. Em SPCS isso funciona bem porque o serviço é, por natureza, mobilizado: o estudo de proteção, a conferência de parametrização e a análise de oscilografia são feitos antes e à distância, e a equipe chega a campo com escopo fechado para a janela contratada.
Envie o unifilar, a lista de vãos e os modelos de IED e retornamos com o escopo técnico e a proposta.
Depende da criticidade da instalação, da tecnologia do relé, do ambiente e da política de manutenção do cliente ou da concessionária. Em plantas industriais é comum encontrar ciclos entre 2 e 5 anos para relés digitais, com intervalos menores para vãos críticos ou ambiente agressivo; relés eletromecânicos e estáticos normalmente exigem intervalos mais curtos.
Além do ciclo periódico existem gatilhos: atuação indevida, modificação de ajuste, ampliação da instalação, troca de transformador ou alteração da fonte de curto-circuito.
Depende do escopo. Ensaios em IEDs, testes de lógica e trip real exigem o vão desenergizado e com bloqueio formal. Já a leitura de oscilografia, a conferência de parametrização, a análise de eventos e boa parte do estudo de proteção são feitas sem desligamento. Na proposta separamos o que exige janela de parada do que não exige, para você planejar o mínimo de indisponibilidade.
Sim. Além da parametrização convencional, atuamos na configuração e validação da comunicação IEC 61850 — leitura e ajuste de arquivos SCD/CID, mapeamento de datasets, ensaio funcional de publicação e assinatura de mensagens GOOSE, comportamento em perda de comunicação e conferência da base de dados do SCADA. O ensaio de um intertravamento por GOOSE inclui a medição do tempo real entre a publicação e a atuação.
Os dois escopos existem separadamente e podem ser contratados juntos. Se a instalação já tem estudo de proteção válido e aprovado, ensaiamos contra ele. Se não tem, ou se está desatualizado frente à configuração atual da rede, executamos o estudo de curto-circuito e de coordenação e entregamos a planilha de ajustes antes de mobilizar a equipe de campo — caso contrário não há referência contra a qual ensaiar.
Sim. O serviço é executado sob responsabilidade de engenheiro eletricista com CREA ativo, com emissão de ART para o escopo contratado. O dossiê de comissionamento reúne os protocolos de ensaio com valores medidos, os relatórios de equipamento, a matriz de trip validada, o registro fotográfico e a lista de pendências, em formato aceito por auditoria de concessionária e de seguradora.
Não há preço de tabela: o custo é dirigido por quantidade de vãos, quantidade e modelo de IEDs, funções habilitadas por relé, existência de estudo de proteção válido, distância da obra e regime de trabalho (turno normal, noturno ou parada programada). Envie o unifilar, a lista de vãos e os modelos de relé pelo WhatsApp e retornamos com escopo e proposta.
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