Relatório de Estágio II - Engenharia Elétrica

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CENTRO UNIVERSITÁRIO MAURÍCIO DE NASSAU 
CURSO DE GRADUAÇÃO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
JÁDSON LAURENTINO DE LIMA 
 
 
 
 
PROJETOS DE SISTEMAS DE PROTEÇÃO, CONTROLE E 
SUPERVISÃO DE SUBESTAÇÕES DE ENERGIA 
RELATÓRIO DE ESTÁGIO SUPERVISIONADO II 
 
 
 
 
 
 
 
 
CURITIBA 
2024 
 
 
 
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JÁDSON LAURENTINO DE LIMA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROJETOS DE SISTEMAS DE PROTEÇÃO, CONTROLE E 
SUPERVISÃO DE SUBESTAÇÕES DEENERGIA 
CENTRO UNIVERSITÁRIO MAURÍCIO DE NASSAU 
 
 
Relatório apresentado ao Curso de Graduação de 
Engenharia Elétrica do CENTRO UNIVERSITÁRIO 
MAURÍCIO DE NASSAU do estado do Ceará, como 
requisito para obtenção de nota da disciplina Estágio 
Supervisionado I, sob orientação da Professora Msc. 
Emmanuelle Maria Gonçalves Lorena. 
 
 
 
 
 
 
CURITIBA 
2024 
 
 
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IDENTIFICAÇÃO DO CAMPO DE ESTÁGIO 
Identificação da Empresa 
Nome: Engetecnica Engenharia e Construção 
CNPJ: 76.624.584/0001-38 
Bairro: Portão 
CEP: 81270-050 
Endereço: Rua do Semeador, 429 
Cidade: Curitiba-PR 
Telefone: 414040-4676 
Área na empresa onde foi realizado o estágio: Divisão de Engenharia e Construção 
Data de início: 05/02/2024 
Data de término: 08/03/2024 
Duração em horas: 100hs 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Sumário 
1.INTRODUÇÃO ............................................................................................................. 5 
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ................................................................................... 6 
2.1. Subsistema de Proteção ......................................................................................... 6 
2.2. Relés de Proteção Digitais ...................................................................................... 6 
3. ATIVIDADES DESENVOLVIDAS ............................................................................... 8 
3.1. SPCS e Telecom ..................................................................................................... 8 
3.2 . Serviços Auxiliares CA/CC..................................................................................... 10 
3.3 . Projeto Elétrico Utilizando Software Qibuilder ....................................................... 11 
3.4 . Diagrama Unifilar a partir de Arranjos de Subestações ........................................ 15 
4. CONCLUSÃO ............................................................................................................ 18 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................. 19 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1.INTRODUÇÃO 
O Relatório tem por objetivo apresentar a história, finalidades e atuações da 
empresa, descrever as atividades desenvolvidas, apontar as principais dificuldades 
encontradas na realização do estágio obrigatório, correlacionar as disciplinas ofertadas 
pela instituição de ensino ao longo da graduação com as atividades desenvolvidas na 
empresa. 
A Engetécnica foi fundada em Curitiba no início dos anos 70 com o foco nas 
atividades de construção civil e comércio de edificações residenciais. No final dos anos 
2000, com o envelhecimento dos sócios, a empresa tornou-se inativa, tendo suas 
atividades retomadas somente no ano de 2015, quando então foi adquirida pela 
empresa P.O. do Brasil Ltda. 
Com a parceria da Aliança Interligação Elétrica, a vitória de Lotes no Leilão 013-
2015, trouxe a sobrevida para a empresa, e na sequência outras oportunidades 
surgiram. As diversas parcerias com a Camargo Corrêa e a parceria que mudou os 
rumos da companhia, com a Cesbe Participações em 2017. 
A Engetécnica Engenharia e Construção LTDA, é uma empresa especializada 
na prestação de serviços de engenharia e construção para o setor de infraestrutura 
elétrica. Seus principais serviços consistem em viabilidade técnico-econômica, projetos 
de engenharia básica, engenharia executiva multidisciplinar, até o planejamento 
executivo, gerenciamento e construção no regime EPC ou Turn-Key. 
Por delegação da ANEEL são realizados leilões de energia elétrica, promovido 
pela Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE), para ampliação do setor 
elétrico nacional conforme o programa de expansão disponibilizado pela EPE. Uma vez 
que tal transmissora tenha vencido um dos lotes do Leilão realizado, ela adquire uma 
concessão do empreendimento, sendo então responsável pela implantação, operação 
e manutenção de novas ou já existentes instalações de transmissão. 
Com isso, a Engetécnica presta serviços a essas transmissoras, sendo acordos 
fechados através de regimes EPC ou Turn Key na qual a empresa contratada é 
responsável pela implantação do empreendimento como um todo, com escopo único, 
a preço global e por prazo determinado, de forma que ele seja entregue, com o 
comissionamento e a pré-operação concluídos. A instituição também presta serviços a 
pessoas físicas e jurídicas por meio de consultorias, suporte técnico e gerenciamento. 
 
 
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Atualmente as maiores demandas dentro da Engetécnica correspondem a duas 
subestações, uma delas localizada no Rio Grande do Norte, na cidade de Açú. 
 
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
2.1 Subsistema de Proteção 
Sabe se que esse subsistema é responsável por isolar qualquer defeito que 
ocorrer na subestação ou vizinhanças. Dessa forma protegem-se os equipamentos não 
só das altíssimas correntes provenientes de curtos-circuitos, mas também de outras 
situações de risco como tensões acima do padrão e frequências fora da faixa de 
operação. Esses defeitos e situações de risco também são chamados de falta. 
E diante disso onde venha ter um subsistema de proteção, há dois requisitos 
básicos que devem ser atendidos: velocidade, seletividade, sensibilidade e 
confiabilidade: 
Velocidade: A proteção deverá ser eficiente, possibilitando o rápido desligamento do 
trecho ou equipamento defeituoso. 
Sensibilidade: A proteção deverá ser capaz de responder às anormalidades com menor 
margem de tolerância possível entre a operação e não operação dos equipamentos. O 
equipamento deve operar com segurança, mesmo em caso da ocorrência de correntes de 
desequilíbrio ou de defeito. 
E diante disso haver uma grande responsabilidade do subsistema de proteção é 
o registro do estado do sistema antes, durante e depois de uma atuação ocorrer. Com 
esse registro é possível determinar a hora exata e o local aproximado da falta, e qual 
foi o tipo de falta que acarretou a atuação da proteção. 
 
2.2 Relés de Proteção Digitais 
Entende-se que os principais relés de proteção são os equipamentos que, a 
partir de valores medidos de tensão e corrente e levando em considerando a posição e 
alarmes dos equipamentos de campo, detectam o defeito e comandam a abertura do 
disjuntor, ou disjuntores, que irão isolar a falta do resto do sistema. Esse comando de 
abertura é geralmente chamado de “trip”. 
Sabe que alguns valores de ajustes são os valores de corrente, tensão, 
frequência etc. nos quais se dá a atuação do relé. Nos relés digitais esses valores são 
especificados via software, geralmente elaborado pela própria fabricante do relé, e são 
 
 
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especificados individualmente para cada relé, dependendo de vários fatores como 
parâmetros elétricos das linhas de transmissão, impedâncias de sequência positiva e 
zero por quilometro, impedâncias mútuas de sequência zero com os circuitos 
existentes, além das distâncias, dados técnicos de TC’s e TP’s e dados técnicos dos 
relés: modelo/tipo completo, versão e firmware. A análise de todos esses fatores e a 
definição dos valores de ajustes dos relés é chamada de estudo de seletividade. 
A proteção diferencial de linha consiste na comparação das correntes em ambos 
os terminais de uma linha de transmissão. Em cada um dos terminais são instalados 
relés de proteção que se comunicam entre sipor meio de um link direto, normalmente 
em fibra ótica. Cada um dos relés de proteção realiza a sincronia das amostras da 
corrente local com as amostras de corrente remotas recebidas a partir do link de 
comunicação de forma a calcular a corrente resultante da comparação das amostras. 
Durante a execução das simulações de um ensaio de modelo de relés de 
proteção o RTDS armazena os dados registrados de cada uma das simulações em uma 
base de dados. Estes dados são constituídos principalmente de informações das 
especificações dos ensaios e dos pontos monitorados dos relés de proteção e dos 
componentes simulados no próprio RTDS. 
A partir da padronização da base de dados do RTDS é possível a criação de um 
software que permite a leitura e o processamento das variáveis registradas. Contudo 
para a avaliação dos resultados é necessário estabelecer variáveis do próprio programa 
de Análise de Resultados que serão utilizadas nas lógicas de avaliação. 
Com o objetivo de facilitar o processo de identificação das Variáveis de Entradas 
foram estabelecidas três categorias de classificação: 1) Variáveis de Entrada Definidas 
no Software de Análise de Resultados, 2) Variáveis de Entrada Especificadas para o 
Ensaio de Modelo, 3) Variáveis de Entrada Registradas Durante o Ensaio de Modelo. 
As três categorias são apresentadas nas Tabela 1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Tabela1: Variáveis de Entradas 
 
Autor: Próprio 2024 
 
3. ATIVIDADES DESENVOLVIDAS 
3.1 SPCS e Telecom 
O sistema de transmissão de energia elétrico brasileiro é um sistema altamente 
interligado e tende a cada vez se interligar mais, o que traz inúmeras vantagens como 
confiabilidade, flexibilidade, continuidade, segurança e economia. 
A automação de uma subestação de energia elétrica significa, de uma forma 
geral, monitorar e controlar as grandezas elétricas envolvidas no processo de 
transmissão e distribuição de energia: tensões, correntes, potências ativas, reativas e 
posições aberta/fechada de chaves seccionadoras e disjuntores. 
 
 
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A automação se dá através do sistema de proteção, controle e supervisão 
(SPCS), que surge com a finalidade de oferecer maiores recursos de operação, 
manutenção e qualidade de atendimento, contribuindo para a melhoria do sistema 
elétrico em geral. O avanço da automação está ligado, em grande parte, a evolução 
tecnológica que tornou esses sistemas cada vez mais confiáveis e seguros, através do 
uso de tecnologia de ponta nos processos operacionais. 
O sistema de proteção, controle e supervisão é parte fundamental do correto 
funcionamento de uma subestação elétrica e por consequência de grande importância 
na qualidade e eficiência do transporte de energia elétrica desde suas fontes geradoras 
até o consumidor final. 
Para um melhor entendimento do SPCS e os equipamentos que o compõe, é 
aconselhável dividir o sistema em três subsistemas: o subsistema de proteção, o 
subsistema de controle e supervisão e o subsistema de telecomunicações, este último 
responsável por conectar os outros dois subsistemas assim como interligar uma 
subestação a outras, ou aos centros de comandos responsáveis por essa subestação. 
O subsistema de telecomunicações é o meio que torna possível a transferência 
de dados entre o subsistema de proteção e o de controle e supervisão. Além disso, 
esse subsistema repassa as informações mais importantes da subestação a centros de 
5 controle regionais. No Brasil, as subestações de alta tensão devem repassar as suas 
informações ao Operador Nacional do Sistema (ONS), que é o órgão gestor do sistema 
de transmissão de energia brasileiro, também chamado de Sistema Interligado Nacional 
(SIN). 
As Atividades exercidas neste contexto se dão através de projetos para as 
Transmissoras em que há o contrato Turn-Key, no qual são feitos estudos e arquiteturas 
de SPCS, sendo apresentados em cadernos através de Diagramas Funcionais e 
Construtivos, elaborados no software Autocad Elétron, e arquiteturas de Telecom por 
meio de estruturação de painéis no software Visio, como Painel SAGE, painel de 
Controle e Proteção Principal e Alternada (redes básica necessita de redundância 
segundo procedimento de redes da ONS) da Linha e/ou Autotransformadores, painel 
de Controle dos Serviços Auxiliares, entre outros. 
Abaixo é representado um modelo de diagrama construtivo de um painel de 
proteção: 
 
 
 
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Figura 1: Diagrama Construtivo 
 
 Autor: (ProNext, 2021/P.1). 
O Diagrama Construtivo é um documento de referência para realizar a 
montagem de um painel. Neste documento está presente à disposição física dos 
equipamentos que fazem parte do painel, tais como relés de proteção (IEDs), relés 
auxiliares, borneiras, blocos de testes, entre outros. Fazem parte de um diagrama 
construtivo: lista de fiação, lista de material, lista de plaquetas e lista de anilhas. Esse 
documento contempla também informações mecânicas para sua construção: vistas, 
material, dimensões da estrutura, espessura, grau de proteção, tratamento, pintura das 
superfícies etc. (ProNext, 2021/P.1). 
 
3.2 Serviços Auxiliares CA/CC 
Sistema composto por todos os dispositivos/cargas necessários à operação dos 
equipamentos principais de uma subestação (ou da subestação como um todo). Tal 
sistema abrange cargas, fontes de alimentação e subsistemas de manobra que 
interligam fontes e cargas. 
 
 
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Geralmente são dotados de subsistemas em corrente alternada e corrente 
contínua. Um sistema de Serviços Auxiliares confiável, eleva a confiabilidade da 
respectiva subestação. Em geral, a confiabilidade deve ser alcançada com esquemas 
simples e seguros, que visem a facilidade de operação. 
Os critérios para conceituação de um sistema de Serviços Auxiliares são: 
• Escolha das fontes; 
• Escolha nos níveis de tensão; 
• Levantamento e classificação das cargas; 
• Necessidade de fonte de emergência para o subsistema em corrente alternada; 
• Necessidade de automatização da transferência de fontes. 
Usualmente para alimentação CA dos painéis utilizam como fonte o terciário de 
um Autotransformador, passando por um Transformador de Serviço Auxiliar (TSA), a 
rede da concessionária local ou um Grupo Gerador Motor (GMG). 
Os subsistemas de corrente contínua, que independem das condições do 
sistema de potência principal, são mais aplicáveis a circuitos de proteção e controle 
(SPCS). Tais circuitos requerem, geralmente, fontes de alimentação confiáveis, 
normalmente constituídas por banco de baterias, associados (em paralelo) a 
retificadores/carregadores de baterias. Os bancos de baterias suprem as cargas 
automaticamente, perante a eventual perda da fonte que alimenta os carregadores. 
 A atividade exercida na empresa se dá através do projeto na SE Açu III, no qual 
é feito um levantamento das Cargas e então dimensionado as fontes que irão compor 
o sistema de Serviços Auxiliares, realizando memórias de cálculo, diagramas unifilares 
e diagramas funcionais. 
 
3.3 Projeto Elétrico Utilizando Software Qibuilder 
O Qibuilder é uma plataforma BIM para desenvolver projetos elétricos, 
hidrossanitário, preventivo de incêndio, SPDA, gás, cabeamento estruturado e 
alvenaria estrutural em um único sistema. 
O Qielétrico é o software para elaboração de projetos de instalações elétricas e 
prediais, nele é possível efetuar o lançamento automático dos eletrodutos ligando todos 
os pontos, com circuitos definidos, aos respectivos quadros de distribuição lançados no 
pavimento. Também possui uma representação geométrica dos elementos, detalhes 
isométricos, projeto luminotécnico. Gera automaticamente quadro de cargas, diagrama 
 
 
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unifilar, multifilar, lista de materiais, memória de cálculo do projeto inteiro ou separada 
por pavimentos para cada circuito ou quadro de distribuição. 
O QiSPDA é o software para elaboraçãode projetos de sistemas preventivos de 
descargas atmosféricas, nele é possível realizar a análise de risco, com base na norma 
NBR5419:2005, calculando os seus componentes para cada tipo de perda que pode 
aparecer na estrutura, além de gerar o memorial de cálculo completo; também é 
possível a verificação visual do dimensionamento efetuado no projeto, o software 
desachura a área da estrutura que estiver protegida por quaisquer um dos três métodos 
de proteção (gaiola de Faraday, Franklin e eletro geométrico). 
O manuseio do software é intuitivo e de fácil adaptação, no próprio site possui 
suporte e tutoriais para eventuais dúvidas que possam surgir no decorrer do projeto. A 
biblioteca de dispositivos e acessórios é vasta, podendo até inserir detalhes na própria 
planta. 
 As atividades exercidas foram o projeto elétrico e SPDA do Canteiro de Obras 
para execução de Linhas de Transmissão que conectam os estados de São Paulo e 
Minas Gerais, projeto elétrico do Canteiro de Obras para ampliação da SE Açu III e 
projeto elétrico da Casa de Comando da SE Padre Paraíso 2. 
 Neste projeto foi possível colocar em pratica os conhecimentos adquiridos no 
que tange projetos elétricos de baixa tensão, seguindo todos os critérios adotados pelas 
normas técnicas e as exigências do cliente. 
 Abaixo constam algumas figuras do projeto e layout do software: 
FIGURA 2: Projeto Elétrico - Canteiro de Obras - Planta 
 
 
 
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 Autor: (ProNext, 2021/P.1). 
 
A execução das instalações elétricas temporárias e definitivas deve atender ao 
disposto na NR-10 (Segurança em Instalações e Serviços em Eletricidade). 
As instalações elétricas temporárias devem ser executadas e mantidas conforme 
projeto elétrico elaborado por profissional legalmente habilitado. 
Os serviços em instalações elétricas devem ser realizados por trabalhadores 
autorizados conforme NR-10 (AGESEG, 2023/P.1). 
 
 Figura 3: instalações elétricas temporárias 
 
Fonte: Autor Próprio 2024 
Todo canteiro de obra independentemente de sua dimensão ou finalidade, deve 
ter um projeto elétrico completo, sendo que todos os requisitos das normas aplicáveis 
devem fazer parte desse projeto, como sistema de aterramento completo, 
dimensionamento adequado dos condutores elétricos, proteção contrachoques 
elétricos e proteção contra sobretensões. 
Engenheiro Eletricista Hilton Moreno (PORTAL POTENCIA, 2019/P.1) - “Essa 
regra vale para todos os tipos de instalações, seja canteiro de obra ou uma residência, 
 
 
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um edifício comercial ou uma enorme indústria siderúrgica”, ressalta o consultor técnico 
da COBRECOM. 
 
 
 
 
Figura 4: QiBuilder 
 
Fonte: (PORTAL POTENCIA, 2019/P.1) 
O QiBuilder é um software para projetos de instalações prediais em BIM, que 
permite elaboração de projetos de instalações prediais com recursos que abrangem o 
ciclo completo do projeto. 
Pode-se trabalhar de maneira nativamente integrada entre as disciplinas de 
instalações, utilizar o modelo IFC para interoperabilidade e as notas BCF para 
comunicação com outras disciplinas. O software oferece recursos como lançamentos 
automatizados, otimizações e indicações no projeto que contribuem para um fluxo mais 
eficiente. 
 
 
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O QiBuilder faz o dimensionamento das instalações, bem como diversas 
verificações de projeto, segundo os critérios preconizados pelas normas brasileiras. 
Tudo isso integrado aos recursos de modelagem e geração de documentações. 
Com ele você pode efetuar análises dos resultados de forma simultânea com as 
modificações do projeto, agilizando o processo de cálculo e facilitando as verificações 
e soluções técnicas. O QiBuilder é adequado para projetistas com diferentes 
necessidades e pode ser utilizado por projetistas de instalações (ALTO Qi, 2023 P.1) 
 
 
 
Figura 5: Modelo IFC 
 
Fonte: ALTO Qi, 2023 P.1 
O programa é bem versátil e oferece recursos automáticos e práticos para tornar 
o processo mais intuitivo e rápido. Ele também permite integrar mais de um projeto 
estrutural, o que é ideal para combinar instalações de fiação elétrica e cabeamento 
estruturado em um mesmo arquivo. 
 
3.4 Diagrama Unifilar a partir de Arranjos de Subestações 
Dá-se o nome de arranjo de uma subestação ao seu layout, ou seja, as formas 
de se conectarem entre sí, linhas, transformadores e cargas de uma subestação. 
 
 
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 Vale salientar que o disjuntor permite abrir ou fechar o circuito com carga, 
enquanto as chaves seccionadoras somente podem operar sem carga (salvo a 
exclusivas particularidades). As chaves de aterramento somente podem ser operadas 
quando a Linha está desenergizada e é utilizada para que se evitem energizações 
indesejadas do bay, localizado no extremo oposto, como também para eliminação das 
induções devido à proximidade de linhas ou em função de sobretensões de origem 
atmosféricas, as quais podem assumir valores perigosos. 
 Os principais arranjos são: 
• Barra Principal e Transferência 
• Barra dupla quatro chaves 
• Disjuntor e Meio 
 
 A atividade exercida é, com base no Anexo liberado pela ANEEL, é proposto 
uma ampliação para uma tal SE, a partir disso é elaborado o Diagrama Unifilar 
correlacionado ao arranjo físico executado pela equipe de eletromecânico da empresa, 
as informações do diagrama unifilar, assim como a posição das entradas de linha e/ou 
equipamentos deve estar casada com o arranjo físico. Para cada nível de tensão há um 
arranjo mais adequado a ser adotado. 
 Figura 6: Diagrama unifilar 
 
 Fonte: ALTO Qi, 2023 P.1 
 
 
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O diagrama unifilar é um esquema elétrico que representa o circuito elétrico de 
uma subestação por uma única fase, com o objetivo de simplificar a compreensão e 
representação do sistema. 
Ele é um dos documentos mais importantes de um projeto elétrico, seja de 
subestações ou instalações em geral. Para elaborar um diagrama unifilar de uma 
subestação, é preciso conhecer a simbologia, os tipos de esquema de manobra e a 
filosofia de operação da subestação 
 
https://www.youtube.com/watch?v=bRiIIy1np0k
https://www.youtube.com/watch?v=bRiIIy1np0k
https://www.youtube.com/watch?v=bRiIIy1np0k
 
 
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4.CONCLUSÃO 
Enfim, mas uma etapa do estágio concluído onde ficou explicado que ficou 
evidenciado que a utilização de relés digitais minimiza o espaço usado nas cabanas de 
relés, pois devido ao uso das lógicas internas cada relé executa diversas funções de 
proteção o que antes era feito por equipamentos distintos. Além disso, tem-se um 
ganho na facilidade de ajuste dos mesmos, na coordenação, seletividade e velocidade. 
A principal contribuição desse trabalho foi o desenvolvimento de uma 
documentação que trata de um assunto importante e que ainda não tem muitas 
referências na literatura, podendo este servir para uma introdução ao tema por 
iniciantes na área de proteção. 
Sabe se também que os relés digitais em comparação com os demais relés têm 
inúmeras vantagens e maior confiabilidade, com isso, viabiliza o uso constaste desses 
tipos de relés, levando a substituição dos relés estáticos e eletromecânicos por relés 
digitais. 
Enfim e de suma importância entender que vai ser muito importante obter maior 
proteção dos sistemas elétricos de potência por dispositivos que proporcionem 
confiabilidade e rapidez, então, atualmente os relés digitais estão no topo dos aparelhos 
confiáveis que abrangem diversos tipos de proteções, buscando sempre a qualidade 
do fornecimento da energia elétrica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
ALVES, Anabela Carvalho et al. Project-Based Learning: implementação no 
primeiro ano de um curso de Engenharia. UMinho Editora, 2021. 
MORAES FILHO, Henrique Silva et al. Elaboração de rotinas de cálculo no software 
SMath studio: dimensionamento de sapatas rígidas e análise comparativa com os 
resultados processados pelo software AltoQiEberick. 2023. 
VIEIRA, Matheus Felipe Ziermann; MICHELLON, Ednaldo. EVOLUÇÃO DA 
ELETRIFICAÇÃO FOTOVOLTAICA RURAL NO ESTADO DO PARANÁ DE 2016 A 
2019. Revista Grifos, v. 31, n. 57, p. 01-20, 2022.