Os Sistemas de Protecção na Rede Nacional de Transporte Um dos principais desafios que se colocam à REN, enquanto concessionária da Rede Nacional de Transporte, é assegurar o transporte de energia eléctrica mantendo padrões elevados, quer de continuidade do serviço, quer de qualidade da onda de tensão. Para a prossecução deste objectivo, é primordial que o sistema eléctrico seja dotado de Sistemas de Protecção adequados em cada elemento da rede (linhas, transformadores, barramentos, etc.) que monitorizem o funcionamento do sistema e, face a condições anormais, actuem sobre a aparelhagem de corte de modo a isolar o defeito de forma estritamente selectiva e simultaneamente o mais rápida possível, minimizando as perturbações e os danos causados. De facto, defeitos não correctamente eliminados poderão conduzir, quer a danos em equipamentos, paragens de processos industriais ou prejuízos em instalações de clientes, quer, em caso de actuações não selectivas, à perda parcial ou total do sistema. A propósito, pode citar-se (em tradução livre do original inglês) a definição de J. Lewis Blackburn ( Protective Relaying: Principles and Applications [ Sistemas de Protecção: Princípios e Aplicações ]) quanto à missão das Protecções num sistema eléctrico: ... as protecções estão ligadas durante toda a sua vida ao sistema eléctrico como sentinelas silenciosas, esperando por condições intoleráveis e observando todos os transitórios e defeitos exteriores à sua zona de actuação. Existe sempre a esperança de que não aconteçam defeitos nem condições intoleráveis; ou seja, que não haja motivo para que as protecções actuem... As linhas aéreas constituem, numa rede de transporte, a sede de defeitos com maior prevalência. Desta forma, o sistema de protecção aplicado a linhas de Muito Alta Tensão (150, 220 e 400 kV) carece de uma atenção especial e é aquele cujo desempenho tem maior relevância para a Qualidade de Serviço. A concepção dos Sistemas de Protecção deverá observar, em primeira análise, o requisito decisivo de fiabilidade. Este conceito fundamental pode desdobrar-se em duas vertentes: a característica de um sistema actuar correctamente (dependabilidade) e a característica de um sistema não actuar incorrectamente (segurança). Os dois requisitos fundamentais, acima mencionados, consubstanciam processos de decisão conflituosos, uma vez que um e outro potenciam, em larga medida, estratégias opostas. Promover um compromisso, aparentemente inatingível, mas satisfatório , entre estes dois princípios normalmente antagónicos, constitui um dos principais desafios à concepção e coordenação de sistemas de protecção. Qualquer esforço que se realize para melhorar o desempenho do sistema numa das suas vertentes (sensibilidade, selectividade e rapidez) obriga a uma quase inevitável redução numa ou em todas as demais. Um bom compromisso entre sensibilidade e selectividade pode ser realizado através de um sistema de protecção constituído por funções unitárias que, por definição, limitam a sua acção a defeitos que ocorram exclusivamente numa zona bem delimitada do sistema de energia, mantendo-se insensível a defeitos, ditos externos, quando estes ocorrem para lá dos limites definidos pela zona unitária. Este
REN - Rede Eléctrica Nacional tipo de sistema pode ser constituído pela função de protecção diferencial assumindo, pela sua natureza, um desempenho universalmente reconhecido. Esta função tem características de elevada sensibilidade sendo, simultaneamente, estritamente selectiva e muito rápida. Tradicionalmente, a protecção de linhas da Rede Nacional de Transporte tem vindo a ser baseada em funções de distância, associadas a sistemas de teleprotecção. O sistema assim constituído enquadra-se na filosofia de utilização de funções unitárias para a maior parte dos defeitos. Contudo, existem limitações à utilização desta função, em particular no caso de linhas com topologia multiterminal (das quais as mais vulgares são as chamadas linhas em T ) ou electricamente curtas, para além da insensibilidade a defeitos muito resistivos. Com as possibilidades tecnológicas, quer ao nível dos modelos de equipamentos de protecção, quer em termos de rede interna de telecomunicações, actualmente existentes e as que, num futuro próximo, se perspectivam, o sistema de protecção de uma linha, do tipo das que constituem a maior parte da Rede Nacional de Transporte, poderá ser garantido, com elevado desempenho, através da combinação de uma função diferencial com uma de distância (associada a teleprotecção) complementada, esta, por uma função direccional de terra. Com a utilização de meios de comunicação muito fiáveis (tendo como suporte físico principal as fibras ópticas instaladas nos cabos de guarda das próprias linhas), a função diferencial de linha surge como elegível para proporcionar uma das funções primordiais de protecção deste tipo de equipamento, concorrendo com a função de distância. No caso, ainda assim, de falha de comunicação entre os seus equipamentos terminais, é possível, com a tecnologia e soluções actualmente disponíveis no mercado, uma comutação automática para funções mais tradicionais como são as de distância e de máxima intensidade direccional. Com base nestes pressupostos, a REN iniciou, em 2004, um ambicioso projecto com vista à implementação sistemática de funções diferenciais de linha na Rede Nacional de Transporte. Esta acção, envolvendo um investimento de cerca de 5 milhões de Euros ao longo de 4 anos, irá permitir melhorar, de forma sustentada, o desempenho da Rede e, consequentemente, a Qualidade de Serviço, em particular através da redução do tempo de eliminação de defeitos, com a consequente diminuição da duração das cavas de tensão percebidas pelos utilizadores.