Comissionamento de Relés de Proteção em Timóteo-MG

Esta página descreve como a Tecnvolt executa comissionamento de relés de proteção em Timóteo, do estudo de seletividade à energização assistida, em instalações ligadas à siderurgia de aços inoxidáveis e às plantas de apoio do município.

Ensaio por função ANSI

Pickup, tempo medido e desvio registrados função a função, contra o estudo de ajustes.

Ponto a ponto até o disjuntor

Trip real, intertravamentos, falha de disjuntor e cada ponto do SCADA conferido.

ART + dossiê de comissionamento

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 (Recife/PE)

Por que esta página existe

Timóteo abriga uma das maiores plantas de aços especiais do país, com aciaria elétrica, alto-forno, laminação a quente e a frio. Em volta dela existe uma cadeia de empresas de usinagem, corte, tratamento e serviços industriais que compartilham a mesma rede de média tensão e o mesmo comportamento de carga. Quem opera essas instalações convive com afundamentos de tensão, desequilíbrio e transitórios que chegam ao relé como corrente real.

Esta página existe porque, nesse ambiente, proteção mal comissionada gera dois tipos de prejuízo: desligamento indevido no meio de corrida, e falta que escala porque a retaguarda não enxergou. Os dois são evitáveis, e nenhum dos dois se resolve conferindo apenas o ajuste na tela do relé. O que resolve é ensaiar a cadeia inteira, do secundário do TC até a bobina do disjuntor, com o estudo de curto-circuito e seletividade em mãos e o comportamento real da carga como referência de ajuste.

A quem este conteúdo se dirige

Engenheiros e coordenadores de manutenção elétrica, gestores de confiabilidade e de ativos, equipes de O&M de indústrias, concessionárias, geradoras e autoprodutores, integradores e construtoras responsáveis por entregar subestação nova ou retrofit — e quem precisa avaliar se o relatório de comissionamento recebido de um terceiro realmente comprova o que diz comprovar.

Conteúdo técnico e comercial. Ensaios e intervenções em relés e circuitos de proteção devem ser realizados por equipe qualificada, com APR, permissão de trabalho, instrumentos calibrados e responsabilidade técnica registrada em ART, conforme a NR-10 e os procedimentos da instalação.

O que é o comissionamento de relés de proteção

Comissionar não é testar o relé — é provar o laço inteiro

O comissionamento de relés de proteção é o conjunto de verificações que comprova que a proteção projetada é exatamente a proteção instalada: que ela enxerga a corrente certa, decide no tempo certo e abre o disjuntor certo. Um teste de relé verifica o IED isolado, na bancada — pickup, tempo, curva. O comissionamento verifica a cadeia completa: TC e TP → fiação → IED → circuito de trip → bobina de abertura → disjuntor → sinalização → supervisório.

A diferença não é semântica. Um relé pode passar em 100% da injeção secundária e a instalação continuar desprotegida, porque o fio de trip foi para o cubículo vizinho, porque a relação de TC parametrizada não é a instalada, ou porque a função existe no relé e ninguém a mapeou na matriz de trip. Esses defeitos não aparecem no ensaio do relé. Aparecem no comissionamento — ou na falta real.

Ensaio de aceitação e ensaio de manutenção não têm o mesmo critério

A referência prática separa dois regimes. O ensaio de aceitação (ANSI/NETA ATS) vale para instalação nova, ampliação e retrofit: é feito antes da energização, cobre 100% das funções habilitadas e exige valores medidos contra o projeto. O ensaio de manutenção (ANSI/NETA MTS) é o periódico da instalação em operação: parte de uma linha de base já conhecida e foca na deriva, na integridade do circuito de trip e na revalidação dos ajustes após mudanças na rede.

Chamar de comissionamento um ensaio de manutenção — ou aceitar um relatório de manutenção como comprovação de comissionamento — é a origem mais comum de pendência em auditoria e em vistoria da concessionária.

O que precisa existir antes de a mala de teste ligar

Comissionamento sem documento de referência vira conferência de números arbitrários. Antes do campo é preciso ter em mãos:

  • Estudo de curto-circuito e de seletividade aprovado, com o coordenograma e a tabela de ajustes por vão;
  • Diagrama unifilar as-built e diagrama funcional / trifilar dos circuitos de comando;
  • Matriz de trip — qual função dispara qual disjuntor, qual bloqueia religamento e qual apenas alarma;
  • Arquivo de parametrização do IED, com versão e a indicação do grupo de ajustes que deve ficar ativo;
  • Dados de placa dos TCs e TPs — relação, classe de exatidão, fator de sobrecorrente e carga nominal;
  • Curva e tempo de abertura do disjuntor, e a capacidade do serviço auxiliar em corrente contínua.

Quando o estudo não existe, ou está desatualizado em relação à instalação real, a Tecnvolt executa o estudo de proteção antes do comissionamento. Não é venda casada: é a única forma de o ensaio ter contra o que ser comparado. Esse encadeamento faz parte do escopo maior de SPCS — Sistema de Proteção, Controle e Supervisão.

As sete etapas do comissionamento, da parametrização à energização

As sete etapas do comissionamento de relés de proteção

A ordem importa. Cada etapa só faz sentido se a anterior fechou, porque cada uma elimina uma classe de erro que a seguinte não conseguiria enxergar.

1. Conferência documental e da parametrização

Comparar, campo a campo, o arquivo carregado no IED com a tabela do estudo: relação de TC e TP, tap, curva selecionada (IEC ou IEEE, Normalmente / Muito / Extremamente Inversa), pickup, TMS ou dial, tempo definido, temporizações de retaguarda, bloqueios, funções habilitadas e qual grupo de ajustes está ativo. Registrar versão de firmware e identificação do arquivo. Divergência encontrada aqui custa minutos; encontrada na energização, custa a janela de parada.

2. Ensaios do IED por injeção secundária

Com mala de teste trifásica, função por função, medindo e registrando o valor — nunca apenas “conforme”:

  • 50/51 e 50N/51N — pickup, curva e tempo em pelo menos três múltiplos da corrente de partida;
  • 67/67N direcional — pickup, ângulo de máximo torque e comprovação das zonas de operação e de bloqueio;
  • 87T e 87B — corrente diferencial mínima, inclinação da restrição percentual, bloqueio por 2ª harmônica (energização) e por 5ª (sobre-excitação);
  • 27/59, 59N, 81U/81O e 81R — níveis, temporizações e taxa de variação de frequência;
  • 46, 49, 32, 37, 48/51LR — proteções de máquina, quando houver motor ou gerador;
  • 50BF — tempo de supervisão e destino do disparo de falha de disjuntor;
  • 79 — sequência de religamento, tempo morto e bloqueio definitivo.

Matriz de funções ANSI a ensaiar no comissionamento de relés de proteção por tipo de vão: entrada, transformador, alimentador, motor e barra

Tolerância típica de aceitação: ±5% na corrente de pickup e ±5% ou ±30 ms no tempo, prevalecendo o maior. O relatório registra valor de projeto, valor medido, desvio e veredito.

3. Verificação dos TCs e TPs

Relação efetiva, polaridade, resistência do enrolamento secundário, curva de saturação com determinação do joelho, resistência do circuito e carga (burden) real conectada. É nesta etapa que aparecem o TC com relação diferente da placa, o secundário aberto, o enrolamento de medição usado indevidamente para proteção e a polaridade invertida que inverte a direcionalidade do 67 sem alterar nenhum valor de módulo.

4. Injeção primária

É a única verificação que fecha o laço do primário do TC até o relé passando pela fiação real da instalação. Confirma relação efetiva, polaridade e ausência de derivação, jumper ou aterramento esquecido no secundário. Em proteção diferencial a injeção primária é o que prova a estabilidade: com falta externa simulada, a corrente diferencial vista pelo relé tem de permanecer abaixo do ajuste mínimo. Sem esse ensaio, um 87T com uma fase invertida passa por perfeito até a primeira energização.

5. Matriz de trip e circuitos de comando

Cada função dispara o disjuntor que o projeto determina — e apenas ele. Verifica-se abertura real por atuação de cada função, bloqueio de religamento e relé de bloqueio (86 / 94 lockout), disparo do 50BF na retaguarda correta, intertravamentos de manobra, supervisão da bobina de abertura (74 / TCS) e o tempo total medido entre a atuação da função e a separação dos contatos do disjuntor. Esse tempo é o que o estudo de seletividade assumiu; se na prática ele for maior, a coordenação calculada não existe.

6. Integração, comunicação e sincronismo

Em subestação digital: importação do SCD, conferência dos arquivos CID de cada IED, verificação das mensagens GOOSE publicadas e efetivamente assinadas, medição do tempo de transferência e ensaio do comportamento na perda do publicador (bit de qualidade e de simulação). Em seguida a subida para o supervisório por MMS, DNP3 ou Modbus: cada alarme, cada estado e cada medida chegando com a tag correta e a escala correta. Por fim o sincronismo de tempo (SNTP ou PTP) — sem base de tempo comum, a oscilografia de um evento não pode ser correlacionada entre vãos e perde a função de análise.

7. Energização assistida e registro

Checklist de pré-energização, conferência de sequência de fase, verificação de sincronismo (25) quando houver paralelismo e — com a instalação já energizada — leitura de corrente, tensão e fasores diretamente no IED, para confirmar que o que o relé mede é o que a instalação tem. Coleta da oscilografia de energização em COMTRADE como linha de base para todas as análises futuras.

Os oito defeitos que só o comissionamento encontra

A lista abaixo não é teórica. São modos de falha recorrentes em comissionamento de relés de proteção, e todos passam despercebidos por um ensaio de bancada:

  • Relação de TC parametrizada diferente da instalada. Toda a curva se desloca. A proteção existe no documento e não existe no campo.
  • Polaridade invertida em uma fase do TC do diferencial. O 87T fica estável em regime permanente e opera na energização ou na primeira falta externa.
  • Fio de trip no cubículo errado. Todos os ensaios de injeção passam e o disjuntor correto nunca abre.
  • Curva IEC onde o estudo usou IEEE, ou Muito Inversa onde o cálculo assumiu Normalmente Inversa. O tempo bate em um múltiplo de corrente e erra em outro; a coordenação só quebra na falta real.
  • 50BF sem retaguarda mapeada. A falha de um disjuntor deixa de ser um evento local e vira desligamento total da instalação.
  • GOOSE publicado sem assinante. O intertravamento existe na engenharia e não existe na rede.
  • Grupo de ajustes errado ativo. Dois conjuntos válidos no relé, e o que está em serviço não é o que foi aprovado.
  • Bobina de abertura sem supervisão (74 / TCS). O circuito interrompido só é descoberto no dia em que precisava atuar.

O que a Tecnvolt entrega no fim do comissionamento

  • Relatório de comissionamento por vão, com valor de projeto, valor medido, desvio, tolerância e veredito para cada função ensaiada;
  • Matriz de trip verificada em campo e assinada;
  • Arquivos finais de parametrização, versionados e identificados por IED;
  • Oscilografias de referência em COMTRADE, incluindo a de energização;
  • Lista de pendências classificada por criticidade: impeditiva para energizar, corrigir antes da operação comercial, ou observação;
  • Coordenograma as-built, quando o estudo de seletividade é revisado dentro do escopo.

Esse pacote é o que sustenta a instalação em auditoria, em vistoria da concessionária, em análise de sinistro e na próxima intervenção — quando outra equipe precisar saber por que o ajuste é aquele.

Fluxo de comissionamento de SPCS em seis etapas, do estudo de proteção e ajustes à energização assistida e ao dossiê as-built com ART

Comissionamento de relés em Timóteo-MG: o que a carga local exige

Comissionamento de proteção em planta siderúrgica e cadeia metalmecânica

O perfil de carga de Timóteo

A carga dominante da cidade é siderúrgica: forno elétrico a arco, alto-forno, lingotamento, laminação e recozimento, mais o sistema de utilidades que sustenta tudo isso. O forno a arco é o regime mais hostil que um sistema de proteção enfrenta. A corrente varia em ciclos durante a fusão, o desequilíbrio entre fases é permanente, aparecem harmônicos pares e inter-harmônicos, e cada abertura de arco derruba tensão em toda a barra. A laminação soma acionamentos de grande porte e retificadores. As empresas menores da cadeia recebem esse mesmo distúrbio pela rede pública, sem ter a inércia da planta grande para absorvê-lo.

Quais funções ANSI e quais ensaios pesam mais aqui

Em instalação com forno, o desafio não é fazer o relé atuar. É fazer com que ele não atue no regime normal de fusão e continue atuando na falta.

  • 87T de transformadores de forno e de força: a corrente de energização, o degrau de comutador sob carga e a defasagem do grupo de ligação precisam ser verificados com injeção, incluindo restrição por harmônico de segunda ordem e a compensação de sequência zero.
  • 46 e 49: desequilíbrio e imagem térmica exigem referência coerente com o ciclo real da carga. Ajustados por valor de catálogo, viram parada de produção.
  • 50/51 e 50N/51N avaliados junto com a saturação de TC no burden real do circuito, medida em campo, não estimada.
  • 50BF e 87B: em barramento de aciaria, falha de disjuntor sem retaguarda local aumenta muito a energia liberada no arco.

Além da injeção secundária, pesam a injeção primária para fechar a cadeia TC-fiação-relé, o teste da matriz de trip até a bobina do disjuntor com 74/TCS e 86/94, e a oscilografia COMTRADE ajustada para separar evento de rede de defeito interno depois da energização.

Conexão, exigência documental e auditoria

Instalação de grande porte em Timóteo pode estar conectada em subtransmissão ou em tensão de distribuição, e em ambos os casos há exigência de estudo de proteção coerente com os ajustes praticados. A conexão em distribuição segue o PRODIST e os requisitos técnicos da Cemig; conexão em Rede Básica ou com geração relevante traz requisitos de ONS sobre desempenho e registro de perturbação. Do lado interno, auditorias de sistema de gestão e vistorias de seguradora pedem rastreabilidade: memorial de ajustes, relatórios de ensaio por função, evidência de teste ponta a ponta, versão de firmware, arquivos de configuração e ART do CREA emitida pelo responsável técnico.

Como a Tecnvolt atende Timóteo

A Tecnvolt tem sede em Recife e atende Minas Gerais com equipe mobilizada para a obra. Não há base, filial nem equipe fixa no estado, e a página não vai dizer o contrário. O que viabiliza esse modelo é a preparação: estudo de curto-circuito e seletividade, conferência de parametrização e revisão de diagramas e listas de sinais são feitos antes do deslocamento, de modo que a equipe chega em campo com o ajuste discutido e o plano de ensaio fechado. Escopo, lista de painéis, condição de indisponibilidade e janela são acordados com antecedência. O formato é adequado para parada programada, comissionamento de obra nova, retrofit de painel e recomissionamento periódico. Não é adequado para atendimento emergencial no mesmo dia.

Onde o comissionamento se encaixa

O comissionamento de relés em Timóteo é executado dentro do escopo de comissionamento de relés de proteção da Tecnvolt Engenharia, ao lado do estudo de curto-circuito e seletividade, dos ensaios de relé periódicos, da integração IEC 61850 e do SPCS e da análise de oscilografia, com relatório por vão e ART.

// CONTATO

Solicite um Orçamento

A Tecnvolt Engenharia é certificada nas normas ISO 9001, ISO 14001 e ISO 45001

Setores que atendemos em Timóteo e região

Indústria

Plantas químicas, alimentícias, metalúrgicas, mineração e petroquímica.

Usinas solares e eólicas

SPCS da subestação elevadora e proteção do ponto de conexão.

Concessionárias

Redes de distribuição MT e subestações dedicadas.

Construtoras

Adequação elétrica e diagnóstico em obras de grande porte.

Hospitais e dados

Continuidade operacional crítica em SE dedicadas.

Portos e terminais

Operação 24/7, proteção de entrada e seletividade em ambiente agressivo.

// FAQS

Perguntas Frequentes

Na maior parte dos casos, sim, e o comissionamento é justamente onde o problema fica visível. Desligamento durante fusão normalmente vem de três origens: ajuste de sobrecorrente ou de desequilíbrio incompatível com o ciclo real da carga, saturação de TC no burden efetivo do circuito, ou restrição por harmônicos mal configurada no diferencial. As três são identificáveis com injeção secundária dirigida, medição do burden e leitura da oscilografia dos eventos já registrados no relé.

O que não fazemos é subir ajuste para o desligamento parar de acontecer. Primeiro se estabelece qual corrente é regime de processo e qual é falta, usando o estudo de curto-circuito e os registros COMTRADE. Só depois o ajuste é revisado e reensaiado.

O teste de relé verifica o IED isolado — pickup, curva e tempo por injeção secundária. O comissionamento verifica a cadeia inteira: TC e TP, fiação, IED, matriz de trip, bobina de abertura, disjuntor, sinalização e supervisório. Um relé pode passar em todos os testes e a instalação continuar desprotegida se o fio de trip estiver no cubículo errado ou se a relação de TC parametrizada não for a instalada.

A injeção secundária comprova o comportamento do relé; ela não comprova o que chega até ele. Só a injeção primária fecha o laço do primário do TC até o IED passando pela fiação real, confirmando relação efetiva, polaridade e ausência de derivação esquecida. Em proteção diferencial (87T, 87B) ela é indispensável: é o ensaio que prova a estabilidade em falta externa. Em comissionamento de aceitação a Tecnvolt executa as duas.

Depende do escopo. Um vão de alimentador com 50/51 e 50N/51N, matriz de trip simples e sem injeção primária costuma ser concluído dentro de um turno. Um vão de transformador com 87T, verificação de TCs, injeção primária e integração IEC 61850 normalmente ocupa de um a dois dias. O cronograma é fechado antes da mobilização, a partir do unifilar e da lista de vãos, para caber na janela de parada contratada.

Sim. O comissionamento é feito por função ANSI e por critério de aceitação, não por marca. A Tecnvolt trabalha com IEDs multifunção das principais fabricantes do mercado (SEL, Schneider, Siemens, ABB, GE, Pextron, entre outras), usando o software do próprio fabricante para leitura, conferência e versionamento do arquivo de parametrização.

Não de forma útil. Sem o estudo não existe valor de referência: o ensaio passa a apenas confirmar que o relé reproduz o número que alguém digitou nele, sem qualquer garantia de que esse número protege o equipamento e coordena com a retaguarda. Quando o estudo não existe ou está desatualizado, a Tecnvolt executa o estudo de proteção e seletividade antes do comissionamento e entrega o coordenograma as-built junto do relatório.

Sim. O escopo inclui importação e conferência do SCD, validação dos arquivos CID por IED, verificação das mensagens GOOSE publicadas e efetivamente assinadas, medição do tempo de transferência, ensaio do comportamento na perda do publicador e a subida dos dados ao supervisório por MMS, DNP3 ou Modbus — além do sincronismo de tempo por SNTP ou PTP, sem o qual a oscilografia não pode ser correlacionada entre vãos.

Parcialmente. Conferência documental, análise da parametrização, revisão da matriz de trip e verificação de comunicação e supervisório são feitas com a instalação em operação. Os ensaios de injeção, a verificação de TCs e o teste real de abertura do disjuntor exigem o vão desenergizado e isolado. Por isso o comissionamento é planejado por vão: a instalação nunca precisa parar inteira de uma vez.

Sim. O serviço é entregue com ART do CREA e relatório de comissionamento por vão, contendo valor de projeto, valor medido, desvio, tolerância e veredito por função, matriz de trip verificada, arquivos finais de parametrização versionados, oscilografias em COMTRADE e a lista de pendências classificada por criticidade.

Referências normativas

Esta página sobre comissionamento de relés de proteção foi construída com base nas referências técnicas e normativas reconhecidas internacionalmente.

  1. IEEE Std C37.2 — IEEE Standard for Electrical Power System Device Function Numbers, Acronyms, and Contact Designations.
  2. IEC 61850 — Communication networks and systems for power utility automation, incluindo a parte 10 (conformance testing).
  3. IEEE Std C37.233 — IEEE Guide for Power System Protection Testing.
  4. IEC 61869 — Instrument transformers. Requisitos de exatidão e ensaio de TCs e TPs.
  5. IEEE Std C57.13 — IEEE Standard Requirements for Instrument Transformers.
  6. IEEE Std 242 (Buff Book) — Protection and Coordination of Industrial and Commercial Power Systems.
  7. IEC 60255-151 — Measuring relays and protection equipment: over/under current protection. Define as curvas Normalmente, Muito e Extremamente Inversa.
  8. ABNT NBR 14039 — Instalações elétricas de média tensão de 1,0 kV a 36,2 kV.
  9. Procedimentos de Rede do ONS — requisitos de sistemas de proteção, controle e supervisão.
  10. PRODIST — Módulo 3 — Acesso ao sistema de distribuição e proteção do ponto de conexão.

Páginas