O relé que mudou a indústria de energia

Nov 12, 2023

Por mais de um século, as empresas de serviços públicos usaram relés eletromecânicos para proteger os sistemas de energia contra danos que podem ocorrer durante condições climáticas severas, acidentes e outras condições anormais. Mas os relés não conseguiram localizar as falhas nem registrar com precisão o que aconteceu.

Então, em 1977, Edmund O. Schweitzer III inventou o relé digital baseado em microprocessador como parte de sua tese de doutorado. O relé de Schweitzer, que pode localizar uma falha em um raio de 1 quilômetro, estabeleceu novos padrões para confiabilidade, segurança e eficiência da concessionária.

Empregador:

Laboratórios de Engenharia Schweitzer

Título:

Presidente e CTO

Grau de membro:

companheiro de vida

Alma mater:

Universidade de Purdue, West Lafayette, Indiana; Universidade Estadual de Washington, Pullman

Para desenvolver e fabricar seu relé, ele lançou a Schweitzer Engineering Laboratories em 1982 em seu porão em Pullman, Washington. Hoje a SEL fabrica centenas de produtos que protegem, monitoram, controlam e automatizam sistemas de energia elétrica em mais de 165 países.

Schweitzer, um IEEE Life Fellow, é o presidente e diretor de tecnologia de sua empresa. Ele começou a SEL com sete trabalhadores; agora tem mais de 6.000.

A empresa de 40 anos de propriedade dos funcionários continua a crescer. Possui quatro fábricas nos Estados Unidos. A mais nova, inaugurada em março em Moscou, Idaho, fabrica placas de circuito impresso.

Schweitzer recebeu muitos elogios por seu trabalho, incluindo a Medalha IEEE 2012 em Engenharia de Energia. Em 2019, ele foi introduzido no Hall da Fama dos Inventores Nacionais dos EUA.

As falhas do sistema de energia podem ocorrer quando uma árvore ou veículo atinge uma linha de energia, um operador da rede comete um erro ou um equipamento falha. A falha desvia corrente extra para algumas partes do circuito, causando um curto-circuito.

Se não houver um esquema ou dispositivo adequado instalado com o objetivo de proteger os equipamentos e garantir a continuidade do fornecimento de energia, uma queda ou um blackout poderá se propagar por toda a rede.

No entanto, a sobrecorrente não é o único dano que pode ocorrer. As falhas também podem alterar tensões, frequências e a direção da corrente.

Um esquema de proteção deve isolar rapidamente a falha do restante da rede, limitando assim os danos no local e evitando que a falha se espalhe para o restante do sistema. Para isso, dispositivos de proteção devem ser instalados.

É aí que entra o relé digital baseado em microprocessador de Schweitzer. Ele o aperfeiçoou em 1982. Mais tarde, ele foi comercializado e vendido como o relé digital de distância/localizador de faltas SEL-21.

Schweitzer diz que seu revezamento foi, em parte, inspirado por um evento ocorrido durante seu primeiro ano de faculdade.

"Em 1965, quando eu era calouro na Purdue University, um grande blecaute deixou milhões sem energia por horas no nordeste dos Estados Unidos e em Ontário, no Canadá", lembra ele. "Foi um evento e tanto, e eu me lembro bem. Aprendi muitas lições com isso. Uma delas foi como foi difícil restaurar a energia."

Ele diz que também se inspirou no livro Protective Relays: Their Theory and Practice. Ele o leu quando era estudante de engenharia na Washington State University, em Pullman.

"Comprei o livro na quinta-feira antes do início das aulas e o li no fim de semana", diz ele. "Não consegui largar. Fiquei viciado.

"Percebi que esses dispositivos de estado sólido eram processadores de sinal para fins especiais. Eles liam a tensão e a corrente dos sistemas de energia e decidiam se os aparelhos dos sistemas de energia estavam operando corretamente. Comecei a pensar em como poderia pegar o que sabia sobre processamento de sinal digital e colocá-lo para trabalhar dentro de um microprocessador para proteger um sistema de energia elétrica."

Os microprocessadores de 4 bits e 8 bits eram novos na época.

"Acho que é assim que a maioria das invenções começa: pegando uma tecnologia e juntando-a a outra para fazer coisas novas", diz ele. "Os inventores do microprocessador não tinham ideia de todos os tipos de coisas para as quais as pessoas o usariam. É incrível."