2 2 Materiais e Equipamentos ElMateriais e Equipamentos Eltricos tricos CapCaptulo 9 tulo 9 Mamede Mamede

De modo geral para a especificao de materiais e equipamentos, necessrio conhecer:

Tenso nominal;

Corrente Nominal;

Frequncia nominal;

Potncia nominal;

Tenso suportvel de impulso;

Capacidade de corrente de curto-circuito.

Exemplos:

1.Motor 50 cv, 380 V, IV plos, 68,8 A, relao Inp/In=6,4, rotor bloqueado 12s, do tipo rotor em curto-circuito (gaiola), ;

2.Transformador trifsico de 750 kVA, tenso nominal primria 13.800 V, tenso nominal secundria 380V/220V, com derivaes 13.800/13.200/12.600, ligao delta/estrela aterrado, impedncia percentual 5,5 %, frequncia 60 Hz, tenso suportvel de impulso 95 kV;

1

2 2 Materiais e Equipamentos ElMateriais e Equipamentos EltricostricosDiagrama

Unifilar Especificaes do Sistema:

Tenso Nominal Primria: 13,8 kV;

Tenso Nominal Secundria: 380 V;

Tenso de Fornecimento: 13,8 kV;

Potncia simtrica de curto-circuito no ponto de entrega (A): 250 MVA;

Tenso suportvel de impulso: 95 kV;

Tenso mxima de operao entre fase e terra: 12 kV;

Capacidade de Transformao: 2x750 MVA;

Corrente de curto-circuito simtrica na Barra B: 40 kA;

Corrente de curto-circuito simtrica na Barra C: 20 kA;

2

2 2 PPrara--RaioRaio de Distribuide Distribuio (1)o (1) 3

2 2 Chave FusChave Fusvel de Distribuivel de Distribuio (2)o (2) 4

2 2 Terminal PrimTerminal Primrio, Terminario, Terminao ou o ou MuflaMufla (3)(3) 5

2 2 Transformador de Corrente (TC) (5)Transformador de Corrente (TC) (5)Marcas de Polaridade Chave p/ Curto-Circuito

Medio

Ampermetros, medidores de energia:

kWh, kVArh;

Classe de exatido: 0,2-0,3-0,6-1,2;

Indicaes:

Faturamento: 0,3 Medio p/ custos: 0,6

Medidas (A): 1,2

Proteo Rels de proteo;

Classe de Exatido: 5 ou 10 (erro %);

Classes A: reatnciano desprezada; B: Desprezada.

Fator de Sobrecorrente

6

2 2 Transformador de Corrente (TC) (5)Transformador de Corrente (TC) (5) 7

Tipos de TCs:

2 2 Transformador de Corrente (TC) (5)Transformador de Corrente (TC) (5)

p

s

IRTC

I=

Relao de Transformao:

csnp

s

IIF

=

Fator de Sobrecorrente (proteo):

Ip: Corrente primria (A)

Is: Corrente secundria (A)

Inp: Corrente nominal primria do TC (A)

Ics: Corrente de curto-circuito trifsica simtrica (A)

Fs: Fator de sobrecorrente

NBR 6856-saturao somente com 20 vezes a corrente nominal do TC -> Fs=20

Geralmente a corrente nominal secundria padronizada para 5

A

8

Exemplo de Aplicao 2.1: Considere a proteo de sobrecorrente no primrio de um transformador de 2500 kVA 13.800/380V onde se utiliza um TC de alimentao para proteo. A corrente de curto-circuito mxima no primrio do transformador de 4000A. Escolha a RTC adequada para as condies do exemplo. Calcule a corrente de curto-circuito mxima no secundrio do TC.

2 2 Transformador de Corrente (TC) (5)Transformador de Corrente (TC) (5) 9

2 2 Transformador de Potencial (TP) (6)Transformador de Potencial (TP) (6)

p

s

VRTP

V=

Relao de Transformao:Vp: Tenso primria (A)

Vs: Tenso secundria (A)

Tenso primria a nominal do sistema e a secundria

geralmente 115V

10

No pode ficar emcurto-circuito no

secundrio

Icc >> In

2 2 Chave Seccionadora PrimChave Seccionadora Primria (8)ria (8) So fabricadas para interrupo do circuito com carga ou sem carga.

11

2 2 RelRel PrimPrimrio de Mrio de Mdia Tenso (9)dia Tenso (9) Rels de sobrecorrente do tipo eletromecnico, eletrnico(esttico) ou microprocessado (numrico).

Todas as funes de sobrecorrente supervisionam a correntedo circuito onde o rel est alocado, comandando abertura(sinal de trip) de disjuntor quando esta corrente ultrapassa um valor pr-fixado (corrente de pick-up).

Possuem uma unidade instantnea (50) e temporizada (51) para atuao em sobrecarga ou curto-circuito.

Caractersticas de tempo de atuao:Funo 50/50N: a operao se completa em um intervalo de tempo muito curto, aps a ocorrncia de sobrecorrentes e, praticamente, independe de suas variaes. No h retardo de tempo propositalmente includo na sequncia deteco-operao;Funo 51/51N - tempo definido: o tempo de atuao, neste caso, independe do valor da corrente;Funo 51/51N - tempo inverso: o tempo de operao inversamente proporcional ao valor da corrente;Funo 51/51N - tempo muito inverso: so rels que apresentam variaes mais acentuadas das caractersticas do tempo de atuao com a corrente de atuao.

12

Caractersticas 51/51N

2 2 Disjuntor de Potncia Disjuntor de Potncia MMdia Tenso (10)dia Tenso (10) Interrupo de altas correntes de curto-circuito atravs da extino do arco em cmara fechada. Tipos:

A grande volume de leo;

A pequeno volume de leo;

A vcuo;

A hexafluoreto de enxofre (SF6).

Grande volume de leo

Pequeno volume de leo

13

2 2 FusFusvel Limitador de Corrente vel Limitador de Corrente MMdia Tenso (11)dia Tenso (11)

Possuem boa caracterstica para interrupode correntes de curto-circuito, mas desempenhoruim para correntes de sobrecarga.

Sobrecarga Curto-circuito

600 6000

14

Normal

200

2 2 FusFusvel Limitador de Corrente vel Limitador de Corrente MMdia Tenso (11)dia Tenso (11) 15

2 2 Disjuntor de Baixa Tenso (14)Disjuntor de Baixa Tenso (14)

1. Alavanca de acionamento (estado do disjuntor-on/off);

2. Mecanismo atuador separao fonte/carga;

3. Contatos;

4. Terminais (fonte/carga);

5. Elemento bimetlico;

6. Parafuso para calibrao da corrente de atuao (sobrecarga);

7. Bobina/solenide elemento magntico (curto-circuito);

8. Cmara de extino de arco.

Tipos:

Disjuntores Termomagnticos (interrupo de correntes de sobrecarga e curto-circuito).

Disjuntores somente trmicos (interrupo de correntes de sobrecarga).

Disjuntores somente magnticos (interrupo de correntes de curto-circuito).

Disjuntores limitadores de corrente.

16

2 2 Disjuntor de Baixa Tenso (14)Disjuntor de Baixa Tenso (14) Disjuntor com disparador trmico simples

Disjuntor com disparador trmico compensado

17

2 2 Disjuntor de Baixa Tenso (14)Disjuntor de Baixa Tenso (14) Disjuntor com disparador termomagntico no compensado

Disjuntor com disparador termomagntico compensado

18

2 2 FusFusvel de Baixa Tenso (17)vel de Baixa Tenso (17) Tipo NH e Diazed (diferenas na curva caracterstica de atuao tempo x corrente.

Utilizados principalmente para limitao de correntes de curto-circuito (reduo da capacidade de ruptura do disjuntor)

19

2 2 ContatorContator MagnMagntico (19) e Reltico (19) e Rel BimetBimetlicolico de Sobrecarga (20)de Sobrecarga (20)

Rel trmico de sobrecarga

20

Bobina do Contator

Rel Bimetlico de Sobrecarga

Bobina A1-A2Circuito de

Fora L1-L2-L3

Circuito de Fora T1-T2-T3

Contato auxiliar NA ou NF

2 2 ContatorContator MagnMagntico (19) e Reltico (19) e Rel BimetBimetlicolico de Sobrecarga (20)de Sobrecarga (20) 21

DIAGRAMAS

Fase R

Fase S

L

D

C

NA

Diagrama de Controle Diagrama de Fora

M

C

CHAVE BIA

ESQUEMA DA CHAVE BIA

DIAGRAMA DE FORA

DIAGRAMA DE COMANDO

ACIONAMENTO MANUAL E AUTOMTICO

ACIONAMENTO LOCAL E A DISTNCIA

2 2 ContatorContator MagnMagntico (19) e Reltico (19) e Rel BimetBimetlicolico de Sobrecarga (20)de Sobrecarga (20) Especificao Contator/Rel bimetlico

29

2 2 MMtodos de Partida de Motores todos de Partida de Motores Exemplo de AutomaExemplo de Automaoo

Circuito de fora

ChaveEstrela-Tringulo

Reduo da tenso nos enrolamentos do motor e a consequente reduo da corrente de linha

na partida do MIT

30

S

R1

C1

C1

C1

S/N

CR1

Td1

CTd1

Circuito de Comando

2 2 MMtodos de Partida de Motores todos de Partida de Motores Exemplo de AutomaExemplo de Automaoo 31

Classe de Isolao: Maior temperatura que o material pode suportar continuamente sem que seja afetada a sua vida til (norma NBR 17094-1:2008) : A-105oC; B-130oC; E-120oC; F-155oC; H-180oC.

Dados de Placa Tpico de um MIT (Motor de Induo Trifsico)

3,46

2 2 MMtodos de Partida de Motores todos de Partida de Motores Exemplo de AutomaExemplo de Automaoo 32

Exemplo de Aplicao 2.1: Considere um motor 3 de IV plos, Vn=380 V, Pn=200 cv, cos =0,87, =95%, Ip/In=6,9. Determinar as tenses e correntes no motor e na linha (rede) na partida considerando dois mtodos de partida:

a)Estrela-Tringulo;

b)Chave compensadora com TAP de 65% e 80%;

Exemplo de Aplicao 2.2: Considere um motor de II plos, Vn=380 V, Pn=1 cv, In=1,9 A, Ip/In=6,2. Determinar as tenses e correntes no motor e na linha (rede) na partida considerando dois mtodos de partida:

a)Estrela-Tringulo;

b)Chave compensadora com TAP de 50% e 65%;

Chave CompensadoraCircuito de foraCircuito de Comando

2 2 MMtodos de Partida de Motorestodos de Partida de Motores 33

Mtodo Partida

Vantagens Desvantagens

Partida Direta

Custo reduzido e simplicidade - Utilizada para pequenos motores (Pnm < 5cv- No empregada em cargas que necessitam de acionamento lento e progressivo

Estrela-tringulo

-Custo reduzido- Elevado nmero de manobras- Corrente de partida reduzida a 1/3 da de partida nominal- Baixas quedas de tenso durante a partida- Dimenses reduzidas

-Aplicao especfica a motores com dupla tenso nominal e que disponham de pelo menos seis terminais acessveis- Conjugado de partida reduzido a 1/3 do nominal- A tenso da rede deve coincidir com a tenso em tringulo do motor- O motor deve alcanar, pelo menos, 90% de sua velocidade de regime para que, durante a comutao, a corrente de pico no atinja valores elevados, prximos, portanto, da corrente de partida com acionamento direto

Chave compensadora

- Na derivao 65%, a corrente de partida na linha se aproxima do valor da corrente de acionamento, utilizando chave estrela-tringulo- A comutao da derivao de tenso reduzida para a tenso de suprimento no acarreta elevao da corrente, j que o autotransformador se comporta, neste instante, como uma reatncia que impede o crescimento da corrente- Variaes gradativas de tape para adequar a tenso ao sistema de fornecimento

- Custo superior ao da chave estrela-tringulo;- dimenses normalmente superiores s chaves estrela-tringulo, acarretando o aumento no volume dos CCMs.