🛡️ 07 - Relés de Distância (Função 21) e Sistemas de Teleproteção em Linhas de Transmissão

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📍 Disciplina: 09 Sistemas de Proteção e Medição | 🏭 Área: 04 Sistemas Elétricos de Potência e Eletrotécnica | 🏠 Hub Principal 📄 Apostila Base: Dispositivos de proteção (Seção 4) e Proteção de Equipamentos do Sistema (Seção 4) ⬅️ Aula Anterior: 06 - Transformadores de Instrumentos e Curvas 50/51 | ➡️ Próxima Aula: 08 - Proteção de Equipamentos do SEP

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🎯 Objetivos de Aprendizagem

1. Compreender por que os relés de sobrecorrente (50/51) falham em redes malhadas de Alta e Extra-Alta Tensão (variação da impedância de fonte / geração e efeito de Infeed), exigindo a Proteção de Distância (ANSI 21).
2. Deduzir a equação da Impedância Aparente Secundária ($Z_r$) vista pelo relé em função de $RTC$ e $RTP$.
3. Representar no Plano Complexo $R\text{-}X$ a reta da linha de transmissão, o efeito da resistência de arco ($R_{\text{arco}}$), a região de carga e as 4 características clássicas de atuação: Impedância (Circular), Mho (Admitância), Reatância e Quadrilateral (Poligonal).
4. Projetar o Escalonamento de Zonas 1, 2 e 3 (alcances percentuais e tempos $t_1,t_2,t_3$).
5. Dominar os Esquemas de Teleproteção (ANSI 85): PUTT, POTT, DUTT/TDD e Comparação Direcional por Bloqueio (DCB), bem como os meios físicos de comunicação (OPGW, Onda Portadora / PLC, Micro-ondas e Fio Piloto).

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📌 Sumário do MOC

1. 1. Por que usar Relés de Distância (ANSI 21) em Linhas de Transmissão?
2. 2. Princípio de Medição de Impedância Aparente e Relação Primário-Secundário
3. 3. O Plano Complexo $R\text{-}X$ e as 4 Características Geométricas de Atuação
4. 4. Escalonamento das Zonas de Proteção de Distância (Zonas 1, 2 e 3)
5. 5. Sistemas de Teleproteção em Linhas de Transmissão (PUTT, POTT, DUTT, Bloqueio)
6. 6. Canais Físicos de Comunicação (OPGW, Onda Portadora PLC e Rádio)
7. 7. 📝 Exercícios Resolvidos de Engenharia (Padrão Apostilas 03 e 04)
8. 8. 🎓 Verificando o Aprendizado (Questões de Fixação das Apostilas 03 e 04 Comentadas)
   • Bloco 1: Relés de Distância (Função ANSI 21)
   • Bloco 2: Teleproteção em Linhas de Transmissão (Função ANSI 85)

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1. Por que usar Relés de Distância (ANSI 21) em Linhas de Transmissão?

Em sistemas de distribuição radiais ($13,8\text{ kV}$ / $34,5\text{ kV}$), a proteção por sobrecorrente (50/51) é simples e eficaz. Contudo, no Sistema Interligado de Transmissão (AT/EAT — $69\text{ kV},138\text{ kV},230\text{ kV},500\text{ kV}$), a rede é fortemente malhada e o despacho de usinas geradoras muda a todo instante (horário de ponta vs. madrugada, período úmido vs. seco):

• O Defeito Fatal do Relé 50/51 na Transmissão: A corrente de curto-circuito depende diretamente da impedância equivalente da fonte atrás do relé ($Z_{\text{fonte}}$): $I_{\text{cc}}=\frac{E_{\text{fonte}}}{Z_{\text{fonte}}+x\cdot Z_{\text{linha}}}$ Pode ocorrer que um curto-circuito no início da linha na madrugada (poucos geradores ligados, $Z_{\text{fonte}}$ alta) produza uma corrente menor do que um curto no final da linha no horário de ponta (muitos geradores ligados, $Z_{\text{fonte}}$ baixa), tornando impossível fixar um pickup de corrente que distinga onde a falta ocorreu!
• A Solução Genial do Relé de Distância (ANSI 21): Em vez de medir apenas a corrente, o relé divide a tensão pela corrente no ponto de instalação ($Z_r={\dot{V}}_r/{\dot{I}}_r$), medindo diretamente a impedância da linha até o ponto do defeito ($x\cdot Z_L$), que é uma constante geométrica fixa da linha ($\Omega /\text{km}$) totalmente independente do nível de geração atrás do relé!

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2. Princípio de Medição de Impedância Aparente e Relação Primário-Secundário

Considere uma Linha de Transmissão de comprimento total $L$ (em $\text{km}$) e impedância total de sequência positiva $Z_L=z_1\cdot L=R_L+j{X}_L$ ($\Omega$ primários). Se ocorrer um curto-circuito franco a uma fração $x\in [0,1]$ do comprimento da linha a partir da Subestação A, a tensão primária na barra A é ${\dot{V}}_1=(x\cdot Z_L)\cdot {\dot{I}}_1$. Logo, a impedância primária até a falta vale:

$Z_{\text{prim}}=\frac{{\dot{V}}_1}{{\dot{I}}_1}=x\cdot Z_L[\Omega \text{ primaˊrios}]$

Como o relé ANSI 21 recebe em seus bornes a tensão secundária do TP (${\dot{V}}_2={\dot{V}}_1/RTP$) e a corrente secundária do TC (${\dot{I}}_2={\dot{I}}_1/RTC$), a Impedância Secundária Vista pelo Relé ($Z_{\text{releˊ}}$) é:

$\boxed{Z_{\text{releˊ}}=\frac{{\dot{V}}_2}{{\dot{I}}_2}=\frac{{\dot{V}}_1/RTP}{{\dot{I}}_1/RTC}=Z_{\text{prim}}\cdot \left(\frac{RTC}{RTP}\right)}[\Omega \text{ secundaˊrios}]$

Regra Prática deOperação do Relé 21 (Subimpedância!)

• Em operação normal (Carga): A tensão $V$ é alta ($1,0\text{ pu}$) e a corrente $I_{\text{carga}}$ é baixa $⟹$ $Z_{\text{carga}}$ vista pelo relé é MUITO GRANDE e com ângulo próximo ao eixo real $R$ ($\cos \phi \approx 0,90⟹\theta \approx 25^{\circ }$), caindo fora das zonas de disparo.
• Sob Curto-Circuito na Linha: A tensão $V$ afunda e a corrente $I_{\text{cc}}$ explode $⟹$ A impedância medida DESPENCA para dentro do polígono/círculo de atuação e seu ângulo salta para o ângulo indutivo da linha (${\theta }_L=\arctan (X_L/R_L)\approx 70^{\circ }\text{ a }85^{\circ }$)!
• Portanto, o Relé 21 dispara quando $|Z_{\text{medida}}|\le |Z_{\text{ajuste da Zona}}|$!

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3. O Plano Complexo $R\text{-}X$ e as 4 Características Geométricas de Atuação

No plano complexo de impedância ($R$ no eixo horizontal e $+jX$ no eixo vertical):

• 1º Quadrante ($+R,+jX$): Faltas à frente do relé (dentro da linha protegida).
• 3º Quadrante ($-R,-jX$): Faltas atrás do relé (reversas, na barra ou linhas às costas).

Característica no Plano $R\text{-}X$	Formato Geométrico e Equação	Vantagens e Limitações
1. Impedância Pura (Circular Centrada na Origem)	Círculo de raio $\Vert Z_{\text{aj}}\Vert$ centrado em $(0,0)$. Opera se $\Vert Z_r\Vert \le \Vert Z_{\text{aj}}\Vert$.	Não é direcional! Enxerga faltas tanto à frente (1º quadrante) quanto atrás (3º quadrante), exigindo uma unidade direcional 67 separada para bloquear faltas reversas.
2. Mho (ou Admitância)	Círculo cuja circunferência passa exatamente pela origem $(0,0)$ e cujo diâmetro é inclinado no ângulo da linha ($\tau \approx {\theta }_L$).	Intrinsecamente Direcional! (100% situado no 1º quadrante; qualquer falta reversa cai fora do círculo). É a característica clássica mais famosa para linhas médias e longas.
3. Reatância	Reta horizontal paralela ao eixo $R$ ($X_r\le X_{\text{aj}}$).	Mede apenas a componente indutiva $jX$, sendo totalmente imune à resistência de arco ($R_{\text{arco}}$)! Muito usada em linhas curtas onde $R_{\text{arco}}$ é grande comparada a $X_L$.
4. Quadrilateral (Poligonal — Padrão Digital IED)	Polígono fechado no 1º quadrante que ajusta independentemente o alcance reativo ($+jX$, comprimento da linha) e o alcance resistivo ($+R$, resistência de falta/arco)!	Melhor desempenho moderno para faltas monofásicas de alta impedância (árvore, pé de torre, arco elétrico em linhas curtas/médias) sem invadir a região de carga pesada.

🕹️ Simulador Dinâmico Interativo: Relé de Distância (ANSI 21) no Plano R–X & Malha de Terra IEEE Std 80

Simule em tempo real no plano complexo $R\text{-}X$ a atuação das Zonas 1, 2 e 3 para características Mho (Circular) e Quadrilátera (IED), varie a posição da falta $m(\%)$ e a Resistência de Arco ($R_{\text{arc}}$) e comprove visualmente o fenômeno de subalcance na Zona 1 do relé Mho (além do dimensionamento completo de malha de aterramento IEEE Std 80 na Aba 2): 👉 ▶️ Clique para Abrir o Simulador em Tela Cheia no Navegador (Arquivo no cofre: [[simulador_rele_distancia_ansi21_mho_malha_terra_ieee80.html]])

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4. Escalonamento das Zonas de Proteção de Distância (Zonas 1, 2 e 3)

Como os TCs, TPs e os próprios parâmetros quilométricos da linha possuem incertezas acumuladas de $\approx 10\%$ a $15\%$, a Zona 1 instantânea JAMAIS pode ser ajustada para $100\%$ do comprimento da linha, sob pena de ocorrer sobrealcance (overreach) e desligar indevidamente a linha vizinha! Por isso, utilizam-se 3 Zonas Escalonadas:

1. Zona 1 (Subalcance Instantâneo — Proteção Primária Principal):
   • Alcance: Ajustada para $80\%$ a $85\%$ da impedância da linha protegida ($L{T}_1$): $\boxed{Z_{\text{Zona 1}}=0,80\text{ a }0,85\times Z_{LT1}}$
   • Tempo de Disparo ($t_1$): Instantâneo ($t_1=0\text{ s}$, tempo físico apenas do relé + disjuntor $\approx 1\text{ a }3\text{ ciclos}$).
2. Zona 2 (Sobrealcance Temporizado — Protege os $15\text{–}20\%$ finais de $L{T}_1$):
   • Alcance: Ajustada para cobrir $100\%$ da linha $L{T}_1$ mais $20\%$ a $50\%$ da menor linha adjacente ($L{T}_2$): $\boxed{Z_{\text{Zona 2}}=1,20\text{ a }1,50\times Z_{LT1}(\text{ou }{Z}_{LT1}+0,50\cdot Z_{LT2,\text{mıˊn}})}$
   • Tempo de Disparo ($t_2$): Temporizado em $t_2\approx 0,30\text{ s a }0,50\text{ s}$ (para dar tempo à Zona 1 da linha $L{T}_2$ abrir primeiro caso a falta seja no início de $L{T}_2$!).
3. Zona 3 (Retaguarda Remota para a Linha Adjacente $L{T}_2$ ou Reversa):
   • Alcance: Cobre $100\%$ de $L{T}_1$ mais $100\%$ da maior linha adjacente $L{T}_2$ com margem de $20\%$: $\boxed{Z_{\text{Zona 3}}=Z_{LT1}+1,20\times Z_{LT2,\text{maˊx}}(\approx 200\%\text{ a }220\%\text{ de }{Z}_{LT1})}$
   • Tempo de Disparo ($t_3$): Temporizado em $t_3\approx 0,80\text{ s a }1,20\text{ s}$.

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5. Sistemas de Teleproteção em Linhas de Transmissão (PUTT, POTT, DUTT, Bloqueio)

O Problema dos $20\%$ Finais da Linha sem Comunicação

Se ocorrer uma falta a $90\%$ de distância da Subestação A (ou seja, a $10\%$ da Subestação B):

• O Relé B enxerga a falta em Zona 1 ($10\%<80\%$) e abre seu disjuntor instantaneamente.
• Porém, o Relé A enxerga a falta a $90\%$ (fora da Zona 1 de $80\%$, caindo na Zona 2!) e demora $400\text{ ms}$ para abrir!
• Em linhas de Extra-Alta Tensão, manter um curto alimentado por $400\text{ ms}$ provoca perda de sincronismo dos geradores e inviabiliza o Religamento Automático Rápido (ANSI 79) (pois o arco não se extingue enquanto o terminal A continua alimentando a falta!).

Para garantir abertura simultânea e instantânea ($t\approx 0\text{ s}$) nos dois terminais em $100\%$ da extensão da linha, interligam-se os relés A e B por um Sistema de Teleproteção (ANSI 85):

Esquema de Teleproteção	Sigla e Nome Técnico	Lógica Booleana de Disparo Instantâneo no Terminal Receptor	Características e Segurança
1. Subalcance Permissivo	PUTT (Permissive Underreaching Transfer Trip)	Envio: Zona 1 local operou ($Z_1$). Disparo Receptor: (Recebeu Sinal de $Z_1$ remoto) E (Zona 2 local $Z_2$ operou).	Muito seguro contra ruídos no canal (um ruído falso não desliga a linha se a Zona 2 local não estiver vendo falta!).
2. Sobrealcance Permissivo	POTT (Permissive Overreaching Transfer Trip)	Envio: Zona 2 local operou ($Z_2$). Disparo Receptor: (Recebeu Sinal de $Z_2$ remoto) E (Zona 2 local $Z_2$ operou).	O mais utilizado no SIN! Cobre 100% da linha mesmo em linhas muito curtas onde a Zona 1 seria pequena demais.
3. Transferência de Disparo Direto	DUTT / TDD (Direct Underreaching Transfer Trip)	Envio: Zona 1 local (ou proteção de Reator/Falha DJ 50BF). Disparo Receptor: Recebeu Sinal $⟹$ Abre o disjuntor direto (sem checar relé local!).	Exige canal duplo codificado de altíssima segurança para evitar desligamento espúrio por ruído.
4. Comparação Direcional por Bloqueio	DCB (Directional Comparison Blocking)	Envio de Bloqueio: Zona 3 Reversa ($Z_{3R}$) viu falta externa. Disparo Local: Zona 2 local ($Z_2$) operou E NÃO recebeu sinal de bloqueio após $\approx 15\text{ ms}$.	Excelente para Onda Portadora (PLC): Na falta interna, o sinal não precisa atravessar o curto-circuito na própria linha para disparar!

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6. Canais Físicos de Comunicação (OPGW, Onda Portadora PLC e Rádio)

Conforme listado na Seção 4 da Apostila 04, os meios físicos (canais piloto) que transportam os sinais de teleproteção (e diferencial longitudinal de linha 87L) são:

1. Cabo Guarda com Fibra Óptica — OPGW (Optical Ground Wire): O cabo para-raios no topo das torres de transmissão contém um tubo central de alumínio/aço inox abrigando dezenas de fibras ópticas monomodo. É o padrão ouro atual: totalmente imune a interferência eletromagnética (EMI) de curtos-circuitos, altíssima largura de banda e latência mínima ($\approx 5\mu \text{s/km}$).
2. Onda Portadora em Linha de Alta Tensão — PLC (Power Line Carrier): Injeta um sinal modulado de rádio frequência ($30\text{ kHz}$ a $500\text{ kHz}$) diretamente nos próprios cabos condutores de fase da LT através do Capacitor de Acoplamento (TPC), ficando confinado ao trecho protegido graças às Bobinas de Bloqueio (Wave Traps) instaladas em série nas extremidades da linha (que oferecem baixa impedância a $60\text{ Hz}$ e altíssima impedância para alta frequência).
3. Enlace de Rádio Digital em Micro-ondas: Torres com antenas parabólicas em visada direta (line-of-sight, $1\text{ a }10\text{ GHz}$). Sujeito a atenuação atmosférica severa (chuvas intensas / fading).
4. Fio Piloto Metálico: Par trançado isolado subterrâneo/aéreo (restrito a linhas curtas urbanas $<15\text{ km}$ devido à indução eletromagnética).

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7. 📝 Exercícios Resolvidos de Engenharia (Padrão Apostilas 03 e 04)

Exercício Resolvido 1 — Cálculo do Ajuste Secundário de Zona 1, 2 e 3 (Exemplo Oficial da Seção 4 da Apostila 03)

Enunciado: Um relé de distância (ANSI 21) deve proteger em Zona 1 $80\%$ de uma linha de transmissão $L{T}_1$ cuja impedância primária total é $Z_{LT1}=85\Omega$. A linha seguinte adjacente ($L{T}_2$) possui impedância primária $Z_{LT2}=60\Omega$. Na subestação onde o relé está instalado, utilizam-se:

• Transformador de Corrente (TC) com relação de transformação $RTC=50$ (ex.: $250\text{–}5\text{ A}$);
• Transformador de Potencial (TP) com relação de transformação $RTP=1.200$ (ex.: $138.000\text{ V}/115\text{ V}$).

Determine: (a) O ajuste de impedância primária e a impedância equivalente secundária ($Z_{\text{releˊ, Z1}}$) que deve ser parametrizada no relé para a Zona 1 ($80\%$); (b) Os ajustes secundários para a Zona 2 ($120\%$ de $L{T}_1$) e para a Zona 3 ($100\%$ de $L{T}_1+120\%$ de $L{T}_2$).

Solução Passo a Passo: (a) Cálculo da Zona 1 ($80\%$ de $Z_{LT1}=85\Omega$):

• Impedância primária de alcance da Zona 1: $Z_{\text{prim, Z1}}=0,80\times 85\Omega =\boxed{68,0\Omega \text{ primaˊrios}}$
• Fator de conversão de impedância ($RTC/RTP$): $K_Z=\frac{RTC}{RTP}=\frac{50}{1.200}=\frac{1}{24}\approx 0,04167$
• Impedância secundária vista e parametrizada no Relé (Zona 1): $Z_{\text{releˊ, Z1}}=Z_{\text{prim, Z1}}\times \left(\frac{RTC}{RTP}\right)=68,0\times \frac{50}{1.200}=\boxed{2,833\Omega \text{ secundaˊrios}}$

(b) Cálculo da Zona 2 ($120\%$ de $L{T}_1$) e Zona 3 ($L{T}_1+1,20\times L{T}_2$):

• Zona 2 ($t_2\approx 0,4\text{ s}$): $Z_{\text{prim, Z2}}=1,20\times 85\Omega =102,0\Omega ⟹Z_{\text{releˊ, Z2}}=102,0\times \frac{50}{1.200}=\boxed{4,250\Omega \text{ secundaˊrios}}$
• Zona 3 ($t_3\approx 1,0\text{ s}$): $Z_{\text{prim, Z3}}=85+1,20\times 60=85+72=157,0\Omega ⟹Z_{\text{releˊ, Z3}}=157,0\times \frac{50}{1.200}=\boxed{6,542\Omega \text{ secundaˊrios}}$

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Exercício Resolvido 2 — Verificação de Atuação por Zonas e Teleproteção POTT

Enunciado: Na linha $L{T}_1$ ($Z_{LT1}=85\Omega$, comprimento $100\text{ km}$) do Exercício 1, ocorre um curto-circuito trifásico no quilômetro $88\text{ km}$ a partir da Subestação A (a $12\text{ km}$ da Subestação B). Durante a falta, os TPs e TCs da Subestação A medem no secundário $V_{2A}=45,0\text{ V}$ e $I_{2A}=14,45\text{ A}$. (a) Qual a impedância secundária medida pelo Relé A e em qual Zona ela se enquadra? (b) Qual será o tempo de abertura do disjuntor A sem teleproteção vs. com teleproteção POTT ativa via cabo OPGW (tempo de canal óptico $=12\text{ ms}$)?

Solução Passo a Passo: (a) Impedância secundária medida pelo Relé A: $Z_{\text{medida, A}}=\frac{V_{2A}}{I_{2A}}=\frac{45,0\text{ V}}{14,45\text{ A}}=\boxed{3,114\Omega \text{ secundaˊrios}}$ Comparando com os ajustes calculados no Exercício 1 ($Z_{\text{Z1}}=2,833\Omega$ e $Z_{\text{Z2}}=4,250\Omega$): Como $2,833\Omega <3,114\Omega \le 4,250\Omega$, o Relé A enxerga a falta na ZONA 2 (pois $88\text{ km}=88\%$ está além dos $80\%$ da Zona 1!).

(b) Comparativo de tempo de eliminação no terminal A:

• Sem Teleproteção: O Relé A aguarda toda a temporização da Zona 2 ($\boxed{t_A=400\text{ ms}}$).
• Com Teleproteção POTT: Como o Relé B enxerga a falta a apenas $12\%$ de distância (dentro da Zona 1 e da Zona 2 de B!), B envia imediatamente o sinal permissivo para A pelo cabo OPGW. Como A também está com sua Zona 2 acionada ($3,114\le 4,250\Omega$), o Relé A comanda o disparo em $\boxed{t_A\approx 12\text{ ms}}$ (redução de $97\%$ no tempo de falta!).

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8. 🎓 Verificando o Aprendizado (Questões de Fixação das Apostilas 03 e 04 Comentadas)

Bloco 1: Relés de Distância (Função ANSI 21)

Questão 1 — Características Operativas e Geometria do Relé de Admitância / Mho (Apostila 03 / Bloco 4)

Enunciado: Os relés de distância possuem ampla aplicação na proteção primária de linhas de transmissão em Alta e Extra-Alta Tensão. Sobre os tipos e princípios construtivos dos relés de distância, é correto afirmar que:

A) Os relés de distância possuem somente uma bobina de atuação para corrente.
B) O relé de admitância (Mho) possui naturalmente característica direcional. (Correta)
C) O relé de admitância é imune à influência da resistência de arco elétrico.
D) O relé de distância mede a relação linear entre corrente de curto-circuito e o comprimento da linha de transmissão protegida.
E) O relé de impedância é identificado pela norma ANSI pelo número 67.

Justificativa Técnica Oficial:

Alternativa B está correta. O relé de admitância (também conhecido como relé Mho) projeta no plano complexo $R\text{-}X$ uma circunferência cuja borda passa exatamente pela origem dos eixos $(0,0)$ e tem seu diâmetro orientado ao longo do ângulo da impedância da linha (${\theta }_{LT}\approx 80^{\circ }$). Como a circunferência só cobre o 1º quadrante (sentido à frente) e não adentra o 3º quadrante, o relé Mho é intrinsecamente direcional, dispensando elementos direcionais adicionais.

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Questão 2 — Cálculo do Ajuste de Alcance de Zona 1 em Relé de Impedância (Apostila 03 / Bloco 4)

Enunciado: Uma linha de transmissão possui impedância primária total de $Z_{LT}=50\angle 80^{\circ }\Omega$. Um relé de impedância (ANSI 21) é instalado para sua proteção através de transformadores de instrumentos cujas relações nominais são $RTC=100$ e $RTP=1.200$. O ajuste secundário do relé para cobrir $80\%$ da linha de transmissão (Zona 1) deve ser de aproximadamente:

A) $4,6\Omega$.
B) $5,4\Omega$.
C) $3,8\Omega$.
D) $3,3\Omega$. (Correta)
E) $2,6\Omega$.

Justificativa Técnica Oficial:

Alternativa D está correta ($3,3\Omega$).
O alcance de impedância primária desejado é $80\%$ de $Z_{LT}$: $Z_{\text{prim, Z1}}=0,80\times 50\Omega =40\Omega$ Convertendo a impedância primária para a impedância secundária vista pelo relé através da relação $K_Z=\frac{RTC}{RTP}$: $Z_{\text{releˊ}}=0,80\times Z_{LT}\times \frac{RTC}{RTP}=0,80\times 50\times \left(\frac{100}{1.200}\right)=40\times \frac{1}{12}=\boxed{3,333\Omega \text{ secundaˊrios}\approx 3,3\Omega }$

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Bloco 2: Teleproteção em Linhas de Transmissão (Função ANSI 85)

Questão 3 — Necessidade da Teleproteção em Linhas de Transmissão (Apostila 04 / Bloco 4)

Enunciado: A respeito das técnicas modernas de proteção e coordenação para linhas de transmissão interligadas, é correto afirmar que:

A) A proteção de distância só é tecnicamente indicada para linhas de transmissão de comprimento longo.
B) A teleproteção é útil em equipamentos cujas extremidades são distantes entre si, facilitando o compartilhamento de dados entre os relés de medição. (Correta)
C) A proteção de sobrecorrente direcional é útil e preferencial para linhas de transmissão em anel com múltiplas fontes.
D) A maioria absoluta das falhas em linhas de transmissão aéreas é do tipo permanente.
E) Os dispositivos de proteção em linhas de transmissão devem isolar a maior parte possível do sistema para garantir ampla margem de segurança.

Justificativa Técnica Oficial:

Alternativa B está correta. Em linhas de transmissão longas que conectam subestações a dezenas ou centenas de quilômetros de distância, uma falta próxima a um dos terminais cai na Zona 1 do relé local (desarme instantâneo), mas cai na Zona 2 do relé remoto (desarme temporizado em $300\text{–}400\text{ ms}$). A teleproteção estabelece um canal de alta velocidade entre os relés para permitir o desligamento instantâneo simultâneo de ambas as extremidades em $100\%$ do vão, viabilizando o religamento automático rápido (ANSI 79).

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Questão 4 — Meios de Comunicação em Esquemas de Teleproteção (Apostila 04 / Bloco 4)

Enunciado: A teleproteção é um esquema avançado em que a sinalização entre os IEDs de extremidade é realizada através de um canal de comunicação dedicado. Sobre as tecnologias empregadas, é correto afirmar que:

A) A comunicação é feita exclusivamente através de fio piloto metálico, que permite o bloqueio ou disparo do disjuntor.
B) A transmissão por sinal de carrier é feita através de um cabo elétrico auxiliar exclusivo destinado a este fim, em corrente contínua.
C) A frequência do sinal de comunicação em micro-ondas situa-se na faixa de $900\text{ Hz}$ a $20\text{ kHz}$ com antenas parabólicas.
D) O sinal de carrier é transmitido pelo próprio condutor da rede elétrica, em frequências que variam de $20\text{ kHz}$ a $400\text{ kHz}$, sempre superiores à frequência da rede. (Correta)
E) A transmissão por fio piloto metálico é ideal para linhas acima de $30\text{ km}$, pois podem ser utilizados condutores telefônicos comuns sem blindagem.

Justificativa Técnica Oficial:

Alternativa D está correta. O sistema de onda portadora (PLC — Power Line Carrier) modula um sinal de rádio de alta frequência (faixa padronizada de $20\text{ kHz}$ a $400\text{ kHz}$ ou até $500\text{ kHz}$) e o injeta diretamente nos cabos condutores de fase da própria linha de transmissão através de capacitores de acoplamento e transformadores de potencial capacitivos (TPCs), confinado entre bobinas de bloqueio (wave traps).