Aula_2parte2.pdf

Aula n003 Equipamentos Utilizados em SE

Prof. Silvangela Lilian da S. L. Barcelos, M. Sc

CEFET/RJ - Centro Federal de Educao Tecnolgica Celso Suckow da Fonseca

29 de Maio de 2013 Rio de Janeiro, RJ, Brasil

Sumrio

03/06/2013 Subestaes Industriais e Equipamentos 2

Principais Equipamentos de um SE Barramentos Transformadores Chaves Seccionadoras Disjuntores Pra-raios Esquemas Eltricos de Subestaes

Principais Equipamentos de uma Subestao

Barramentos Dispositivos eltricos com a finalidade de receber a energia eltrica de

uma ou mais fontes no mesmo nvel de tenso, e distribuir para uma ou mais cargas no mesmo nvel de tenso.

Fazem a conexo entre as linhas de transmisso e distribuio

Podem ser Tubos, Barras ou Cabos de Alumnio

03/06/2013 3 Subestaes Industriais e Equipamentos


Disjuntores Dispositivo de manobra e proteo que permite a abertura ou

fechamento de circuitos de potncia em quaisquer condies de operao, normal e anormal, manual (manobra) ou automtica (proteo).

No sofre os danos ocasionados pelo arco voltaico e quando acoplado a rels, configura-se como um perfeito sistema de proteo aos circuitos a ele conectados.



Valores Nominais de um Disjuntor Tenso nominal;

Nvel de isolamento;

Frequncia nominal de operao

Corrente nominal de operao.

Tempo de interrupo em ciclos: 3-8 ciclos em 60 Hz.

Acionamento de um Disjuntor O rel fecha seu contato quando a corrente no secundrio do TC

superior a nominal. Nesse intervalo a bobina de abertura do disjuntor est sendo energizada por uma fonte auxiliar e vai mandar abrir o disjuntor


Princpio de Interrupo da Corrente Eltrica

A operao de qualquer interruptor se faz separando os seus respectivos contatos.

Durante esta separao, em virtude da energia armazenada no circuito, h o surgimento do arco eltrico, o qual precisa ser prontamente eliminado, sob pena de consequncias danosas ao sistema.

O arco formado, dessa forma, torna-se agora o meio de continuidade do circuito mencionado.


Tipos de Disjuntores

Disjuntor a sopro magntico;

Disjuntor a leo;

Disjuntor a vcuo;

Disjuntor a ar comprimido;

Disjuntor a SF6 (Hexafluoreto de enxofre).


Disjuntor a Sopro Magntico

Geralmente utilizados em mdia tenso 24 kV.

Nesse tipo de disjuntor os contatos abrem-se no ar, empurrando o arco voltaico para dentro das cmaras de extino, onde ocorre a interrupo do mesmo.

Geralmente so montados em pequenos cubculos.


Disjuntor a leo

Possuem cmaras de extino onde se fora o fluxo de leo sobre o arco.

Geralmente utiliza-se leo mineral, devido s suas caractersticas de isolante e extintor, foi usado desde os primeiros tempos na fabricao de disjuntores. Disjuntor com grande volume de leo - DGVO

Disjuntor com volume reduzido de leo - DVRO

Diferenas: Dimenses, tecnologia do DVRO mais sofisticada com tempo de

abertura menor, o DVRO apresenta facilidade de manuteno e o leo pode ser extrado. Porm DVRO necessita de manutenes mais frequentes.


DGVO

Possuem cmaras de extino onde se fora o fluxo de leo sobre o arco.

So geralmente utilizados em mdia e alta tenso at 230kV.

Possuem grande capacidade de ruptura em curto-circuitos.


DVRO

Cobrem em mdia tenso, praticamente, toda a gama de capacidades de ruptura de 63kA.

No nvel de 138kV a sua capacidade de ruptura por cmara est limitada a um mximo de 20kA, o que equivale a dizer que para correntes de curto circuito maiores, (31,5; 40 e 50kA), deve-se empregar varias cmaras em srie com o uso obrigatrio de capacitores de equalizao e acionamento mais possante.


Exemplo de Disjuntor com Volume Reduzido de leo


Disjuntor a Vcuo Ausncia de meio extintor gasoso ou lquido.

O vcuo apresenta excelentes propriedades dieltricas, portanto a extino do arco ser de forma mais rpida.

A eroso de contato mnima devido curta durao do arco;

Praticamente no requerem manuteno, possuindo uma vida extremamente longa em termos de nmeros de operaes a plena carga e em curto circuito.


Disjuntores a Ar Comprimido As suas caractersticas de rapidez de operao (abertura e

fecho) aliadas s boas propriedades extintoras e isolantes do ar comprimido, bem como a segurana de um meio extintor no inflamvel, quando comparado ao leo, garantem uma posio de destaque a estes disjuntores nos nveis alta tenso.

Tem como desvantagem o alto custo do sistema de gerao de ar comprimido e uso de silenciadores quando instalados prximos a residncias.


Disjuntor a SF6

SF6 um gs incolor, inodoro, no inflamvel, estvel e inerte at cerca de 5000C comportando-se como um gs nobre.

Utilizado para tenses de ordem maior ou igual que AT.


Disjuntor Diferencial

Um disjuntor diferencial, ou disjuntor diferencial residual (DR), um dispositivo de proteo utilizado em instalaes eltricas. Permite desligar um circuito sempre que seja detectada uma corrente de fuga superior ao valor nominal. A corrente de fuga avaliada pela soma algbrica dos valores instantneos das correntes nos condutores monitorizados (corrente diferencial).


Disjuntor de Bypass Tambm definido como disjuntor de Baipasse ou passagem ao lado.

Em uma subestao uma ponte feita sobre o disjuntor, sendo utilizado em situaes de emergncia e por um curto perodo de tempo.

Sua principal finalidade isolar o disjuntor sem interromper o fornecimento de energia.

O Bypass feito antes da chave seccionadora para que o disjuntor fique isolado em caso de manuteno.


Disjuntor de Transferncia

Utilizado em subestaes de grande porte, onde o fornecimento de energia no pode ser interrompido.


Disjuntor de Transferncia

Exemplo: transferir carga do disjuntor 52-01 para 52-04


Chave Seccionadora

um dispositivo mecnico capaz de abrir ou fechar circuitos.

Quando est fechada existe a circulao de corrente pelo circuito.

Quando est aberta possui uma distncia de isolamento que garante que no haver passagem de corrente no circuito.


Religador Automtico

um disjuntor simples acoplado ao sistema de religamento automtico, que pode ser eletrnico ou hidrulico.

So utilizados nas sadas dos alimentadores de 13,8 kV e 34,5 kV da rede de distribuio das SEs, permitindo que os defeitos transitrios sejam eliminados sem a necessidade de deslocamento de pessoal de manuteno.


Transformador

o principal elemento em uma SE estando localizado no mdulo de transformao. Trata-se de um equipamento de operao esttica, que atravs de uma induo eletromagntica o circuito primrio transfere energia para o circuito secundrio, sendo mantido a mesma frequncia, porem com tenso e corrente diferente.

Em SEPs so utilizados desde as usinas de gerao at o consumidor final.


Classificao de Transformadores

Transformadores Estticos Monofsicos;

Trifsicos.

Auto-Transformadores Monofsicos;

Trifsicos.

Transformadores Especiais Transformador de potencial;

Transformador de corrente;

Transformador de solda eltrica;

Transformador de isolao


SE Jurumirim

Diagrama Unifilar de SEP


Transformadores de Instrumentos

So utilizados para coletar amostra de corrente e tenso no intuito de serem utilizados para proteo de SEPs

Existem dois tipos de transformadores de instrumento; Transformador de corrente (TC).

Transformador de potencial (TP).


Pra-raios

Dispositivo utilizado para proteger componentes de uma subestao de uma descarga atmosfrica

So colocados nas entradas e sadas de linhas de transmisso e distribuio que chegam e saem de SE, como tambm na entrada de transformadores.


Principais Esquemas Eltricos Operacionais

Os esquemas eltricos operacionais referem-se a forma com que os elementos (Linhas, transformadores, disjuntores e seccionadoras) de uma subestao se conectam.

Entrada direta Em subestaes com uma s entrada e um s transformador no necessrio

que haja barramento, podendo ser prevista uma alimentao direta.




Barramento Simples

Neste esquema, todos os circuitos se conectam a um mesmo barramento e na ocorrncia de uma falha este circuitos so desligados.

Disjuntor

Chave

seccionadora

Chave

seccionadora

Disjuntor

Aterramento

Disjuntor

Chave

seccionadora

Chave

seccionadora

Disjuntor

Aterramento

Tipo A Tipo B



Principais Caractersticas do Barramento Simples

Menor rea utilizada Baixa confiabilidade e baixa disponibilidade Perda do circuito na manuteno do disjuntor Instalao simples Custo reduzido Ampliao do barramento no pode ser realizada com barramento energizado No aconselhvel o uso para alimentao de cargas que no pode ser interrompidas



Barramento Simples com chaves By-pass

Apresenta melhor disponibilidade com a utilizao de chaves By-pass para os circuitos.

Esquema utilizado em SE de maior porte Limita o desligamento ao transformador com defeito O acrscimo das chaves de isolamento e By-pass aumenta a flexibilidade da operao e dos circuitos de controle e a proteo

Disjuntor

Chave

seccionadora

Chave

seccionadora

Disjuntor

Aterramento

Chave

By-pass

Tipo C



Barramento Simples com duas entradas radiais e um ou mais transformadores

Tipo D

Alimentao da Subestao por uma entrada por vez mediante o intertravamento adequado Desligamento momentneo da carga para transferncia da fonte.




Tipo E

As entradas podem ser ligadas em paralelo, dotadas de disjuntores prprios .Em caso de falhas podem ser ligadas independentemente Neste caso, os disjuntores no precisam de chaves By-pass devido existncia da segunda entrada




Tipo F

Havendo dois transformadores a barra pode ser seccionada para tornar a operao da subestao mais flexvel




Tipo G

Se for necessrio evitar a interrupo total do fornecimento de energia ao ser desligado um transformador, instala-se um disjuntor na barra



Tipo G Maior continuidade no fornecimento de energia

Facilidade de execuo dos servios de manuteno

Funciona com duas entradas de alimentao

Em caso de falha na barra somente so desligados os circuitos conectados

seo afetada

Baixo custo de implantao, no entanto, maior que o custo de implantao do esquema barra simples

A manuteno do disjuntor desliga o circuito correspondente

A ampliao do barramento realizada desligando um dos alimentadores, o outro permanece ligado

Bibliografia

Mamede, J. Instalaes Eltricas Industriais, 6 Edio, LTC Editora, Rio de Janeiro, 2001.

Creder, H. Instalaes Eltricas , 15 Edio, LTC Editora, Rio de Janeiro, 2007.

Apostila da disciplina Subestaes, Centro Federal de Educao Tecnolgica Celso Suckow da Fonseca, Rio de Janeiro,1990.

www.flessak.com.br/site1/index.php?telas=internaFabrica/subestacao, em 10 de Abril de 2013 s 03:17 Hs.

http://www.acgsudeste.com.br/portfolio.php?cont=3, em 10 de Abril de 2013 s 02:43 Hs.


Aula n003 Tipos de Subestaes de Potncia

Dvidas?

Silvangela Lilian Barcelos

[email protected]


Aula_2parte2.pdf

Documents

Transcript of Aula_2parte2.pdf