Explique as diferenças entre os três tipos de relés de distância em função das grandezas de sensibilização.

Passo 1

O enunciado pede para comparar três tipos de relés de distância segundo as “grandezas de sensibilização” — isto é, quais quantidades elétricas alimentam o elemento de atuação em cada caso. O conteúdo envolve proteção por distância em linhas de transmissão, e vamos precisar entender os conceitos de elemento polarizadora (que dá direção ou referência) e elemento operadora (que dispara quando a grandeza medida atinge certo limiar).

Passo 2

Relé de impedância
Este relé opera comparando a relação tensão-corrente na fase protegida, ou seja, mede o módulo do impedância aparente
Z = \frac{V}{I}
A grandeza de sensibilização é o módulo \lvert Z\rvert. Quando \lvert Z\rvert fica abaixo de um valor pré-ajustado, o relé atua. A característica de atuação, em um diagrama R- X, é um arco circular não necessariamente passando pela origem. Por isso, ele não é direcional por natureza e geralmente precisa de um elemento direcional externo (polarização em tensão diferente ou em corrente de um circuito auxiliar).

Passo 3

Relé de reatância
Aqui o relé só “vê” a parte imaginária de Z, isto é, a reatância
X = \Im\!\bigl(Z\bigr) \;=\; \Im\!\Bigl(\tfrac{V}{I}\Bigr).
A grandeza de sensibilização é X pura. Ele dispara quando X fica abaixo (ou acima) de um limiar. No diagrama R- X, sua zona de atuação é uma faixa paralela ao eixo R, pois não há limitação na componente resistiva. Esse tipo de relé é intrinsecamente não-direcional e muito estável contra sobrecargas ou flutuações de resistência.

Passo 4

Relé tipo mho (admitância)
Este relé compara a admitância aparente
Y = \frac{I}{V}
mas como a admitância é o inverso da impedância, sua característica de atuação no diagrama R- X é um círculo que passa pela origem (polarizado em tensão e corrente simultaneamente). A grandeza de sensibilização é o vetor complexo Y; o relé só atua se tanto a magnitude \lvert Y\rvert quanto o ângulo estiverem dentro da zona circular. Por passar pela origem, ele é auto-direcional, ou seja, só dispara para falhas na direção da polarização.

Passo 5

Comparação dos três tipos
– O relé de impedância usa \lvert Z\rvert (módulo de V/I), tem zona circular deslocada e costuma precisar de elemento direcional auxiliar.
– O relé de reatância usa apenas \Im(Z), sua zona é uma faixa vertical no diagrama R- X e é imune a variações de resistência da falta.
– O relé mho (admitância) usa o vetor Y=I/V, sua zona é um círculo que passa na origem e é direcional por si só, reagindo de forma mais seletiva à direção da falta.

Resposta

Relé de impedância: sensível ao módulo de Z, zona circular deslocada, não direcional sem polarização extra.
Relé de reatância: sensível só à reatância \Im(Z), zona em faixa vertical, não direcional e estável contra resistência variável.
Relé mho (admitância): sensível ao vetor Y, zona circular pelo ponto zero, auto-direcional e seletivo à direção da falta.

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