Controlador de fator de potência Instrumenti. Manual do usuário v1.1 rev. 1 maio/2012 DPFC12B3

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1 Controlador de fator de potência Instrumenti Manual do usuário v1.1 rev. 1 maio/2012 DPFC12B3

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3 Controlador digital de fator de potência para sistema trifásico desbalanceado com 4 fios. Modelo: DPFC12B3 Manual do usuário 1-Sumário 1-Sumário Apresentação Botões e led s indicativos Operação Modo de operação Operação manual Operação automática Diagrama de instalação Nota sobre TP Configurando o DPFC12B Parâmetros básicos Parâmetros avançados Funções de medição do controlador Ajustando o fator de potência desejado, a sensibilidade e o tempo de descarga/reconexão do controlador Fator de potência Sensibilidade Tempo de reconexão Alarmes Características técnicas Suporte técnico

4 2-Apresentação O controlador de fator de potência DPFC12B3 é um instrumento digital que apresenta com exatidão o fator de potência da instalação monitorada. Foi projetado para trabalhos em ambientes industriais, hospitais, shopping centers, ou onde mais houver necessidade de se corrigir o fator de potência da instalação. Este equipamento possui gerenciamento inteligente da comutação dos estágios. Esta característica promove o aumento da vida útil das células capacitivas. Através de uma saída à relé, o equipamento também pode indicar situações anormais dentro do sistema. Com o uso de interface de comunicação e o software opcionais, é possível também acopla-lo à um microcomputador para a coleta das leituras efetuadas. Além de controlar a inserção/retirada de capacitores na linha, o DPFC12B3 também apresenta medições de tensão, corrente, potência ativa, reativa e aparente, taxas de distorção harmônica de tensão e corrente e temperatura interna. O instrumento possui também um horímetro interno: funcionalidade interessante para clientes que trabalham com aluguel de geradores e máquinas em geral, ou para programação de manutenções periódicas. 4

5 3-Botões e led s indicativos Número Descrição 1 Displays apresentam o fator de potência em cada fase 2 Displays apresentam a tensão entre cada fase em relação ao neutro 3 Displays apresentam corrente em cada fase 4 Displays apresentam potência ativa em cada fase 5 Displays apresentam potência reativa em cada fase 6 Displays apresentam potência aparente em cada fase 7 Displays apresentam THD de tensão 8 Displays apresentam THD de corrente 9 Mostra tempo de vida do instrumento (em horas) 10 Indica temperatura através de sensor interno ao instrumento 11 Indica modo de operação do controlador 12 Pisca quando o instrumento está indicando situação de alarme 13 Indica fator de potência capacitivo da instalação 14 Indica fator de potência indutivo da instalação 15 Indicam status dos estágios do controlador Leitura apresentada pelo display deve ser multiplicada por 1000 para se obter o valor em unidade 16 fundamental Leitura apresentada pelo display deve ser multiplicada por para se obter o valor em unidade 17 fundamental 18 Botão para comutação entre os modos de operação 19 Seleciona função do controlador; ativa/desativa estágios de controle de fator de potência 20 Altera valores de configuração / seleciona estágio para receber comando manual 1 21 Altera valores de configuração / seleciona estágio para receber comando manual 1 Com a função cosφ ativa, este botão mostra o valor de fator de potência configurado no parâmetro P.06 e com a função VAr ativa, mostra a potência reativa real do menor estágio (programado em P.02). 5

6 4-Operação Ao conectar o controlador à energia elétrica, todos os displays e led s permanecem ligados por alguns instantes. Logo depois o display L1 indica uma contagem de inicialização, o display L2 mostra o modelo do equipamento e o display L3 indica a versão do firmware. Logo em seguida o instrumento inicializa as rotinas de medição. Através do teclado frontal, podem ser efetuadas todas as configurações do instrumento. 4.1-Modo de operação Atenção: O modo de operação não pode ser alterado se o instrumento estiver na função de medição de potência reativa (led VAr aceso). O instrumento trabalha em modo Manual ou Automático. Pressionando o botão MAN/AUT por 1 segundo, os modos de operação se alternam. Com o led AUT aceso, o instrumento estará em modo automático. Se estiver apagado, estará no modo manual. A configuração do modo de operação é memorizada pelo controlador. Isto quer dizer também que assim que o sistema retornar de uma queda de energia, o instrumento recarregará o último modo de operação ativo Operação manual Atenção: Antes de se executar o chaveamento manual dos relés de controle dos estágios, é necessário configurar os parâmetros P.01 a P.05. Sem ajustar estes parâmetros, o instrumento não acionará nenhuma saída. Em modo manual, à cada toque nos botões (+) ou ( ), o led de cada estágio piscará indicando que aquele determinado estágio está selecionado para receber a comutação através da tecla MODO. A condição em que o estágio se encontra é armazenada na memória para carregamento caso haja queda de energia no sistema. Se o número de estágios previstos no projeto for menor que a capacidade máxima fornecida pelo controlador, o parâmetro P.05 dos estágios não implementados deverá receber o valor zero (0) de programação Operação automática Neste modo, o led AUT fica aceso e começa a piscar quando o instrumento está prestes a inserir ou retirar estágios no sistema. Se o led pisca por um tempo relativamente longo é porque o instrumento está aguardando que se passe o tempo de reconexão (P.04) para efetuar o procedimento. Ou seja, um estágio foi desconectado, mas logo em seguida, o mesmo precisa ser reconectado. Então há a contagem do tempo de reconexão e logo depois o estágio é religado. 5-Diagrama de instalação O diagrama de instalação deve ser seguido à risca para o correto funcionamento do controlador. As fases do sistema também devem ser previamente identificadas. Um ponto importante a ser observado no esquema é que o banco de capacitores deve sempre ser conectado na porção do sistema entre o TC e a carga. De outra maneira, o controlador não funcionará. 5.1-Nota sobre TP: o transformador de potencial pode ser implementado para melhorar a isolação entre os circuitos do controlador e do circuito principal e para alimentar as bobinas 6

7 dos contatores de chaveamento dos estágios caso tenham uma tensão diferente da tensão do circuito principal. Número Descrição 1 Saída do relé de alarme 2 Terminal de comunicação serial padrão TTL 3 Terminais de conexão dos relés comutadores dos estágios 4 Terminais de entrada de tensão de medição / alimentação auxiliar 5 Terminais para conexão dos transformadores de corrente Diagrama de conexão 7

8 6-Configurando o DPFC12B3 Para alterar os parâmetros de configuração do controlador, ele deve estar em modo de operação MANUAL (led de indicação AUT apagado) e com todos os estágios desligados (led s indicativos de estágio ativo apagados). Caso o instrumento esteja no modo AUT, mantenha pressionada a tecla MAN/AUT por alguns instantes até que o led indicativo se apague. Se houver estágios ativados, pressione a tecla (+) até que o led deste estágio fique piscando, então pressione a tecla MODO para desligar o estágio. Faça isso com todos os estágios que estiverem ligados. Atenção: se as duas condições descritas acima não forem satisfeitas, o instalador não conseguirá acessar nenhum parâmetro de configuração. 6.1-Parâmetros básicos Pressione o botão MODO por 5 segundos, então o display L1 indicará SET e o led AUT piscará de forma intermitente. Pressionando as teclas (+) ou ( ), o valor do parâmetro pode ser ajustado. Utilize a tecla MODO para ir para o próximo parâmetro. A tecla MAN/AUT retorna ao parâmetro anterior. Os parâmetros básicos são: Parâmetro Descrição Faixa de ajuste Valor padrão P.01 Valor da corrente primária nominal do TC 5A a 10.00kA 5A P.02 Valor da potência nominal do menor estágio capacitivo 100VAr à 300kVAr 1000VAr P.03 Valor da tensão do banco de capacitores 80 a 750V 400V P.04 Tempo de descarga/reconexão do mesmo estágio 5 à 240s 30s P.05 (led 1) Coeficiente do estágio a 16 0 P.05 (led 2) Coeficiente do estágio a 16 0 P.05 (led x) Coeficiente do estágio x 2 0 a 16 0 P.05 (led n) Coeficiente do último estágio ou ventilador externo Fan, 0 a 16 0 P.06 Fator de potência desejado 0,85 ind. à 0,90 cap. 0,90 ind. P.07 Sensibilidade 5 a 600s 30s Concluindo estas configurações, continue pulsando a tecla MODO até que todos os led s do instrumento se acendam e ele mostre em seus displays as palavras SAVE e Par. Isto indicará que o instrumento memorizou as configurações. Se aparecer a palavra Err, houve um erro interno que não permitiu a gravação dos parâmetros. Refaça a configuração e se o erro permanecer, entre em contato com o fabricante. 6.2-Parâmetros avançados Com o instrumento ainda no modo MANUAL de operação, pressione a tecla MODO até que o display indique Set. Solte a tecla MODO e, em seguida, pressione simultaneamente as teclas (+) e ( ) até que o display L1 indique A.01., que é o primeiro parâmetro avançado. Novamente utilize a tecla MODO para avançar ao próximo parâmetro, a tecla MAN/AUT para retroceder e as teclas (+) e ( ) para alterar os valores. Após o ajuste de todas as parametrizações, continue pulsando a tecla MODO até que todos os led s do instrumento se acendam e ele reinicie. Abaixo está a tabela com a descrição da função de cada parâmetro avançado, suas faixas de ajuste e valores padrão. Faixa de Valor Parâmetro Descrição ajuste padrão A.01 Sistema de medição 0: Trifásico Coeficiente do estágio é um valor que representa a divisão do valor do capacitor daquele estágio pelo valor do menor estágio (valor programado em P.02). Antes de efetuar a divisão, os valores devem estar na mesma unidade de medida, ou seja, ambos em kvar ou VAr. 8

9 Parâmetro Descrição Faixa de Valor ajuste padrão A.02 Polaridade do TC 1: TC em fase 2: TC invertido A.03 Freqüência 1: 50Hz 2: 60Hz A.04 Endereçamento serial 0: Desabilitado 1-99: Habilitado A.05 Alarme de temperatura 0: Desabilitado 1: Habilitado A.06 Escala de temperatura 0: Celcius 1: Fahrenheit A.07 Alarme THD (%) I A.08 THD (%) A.09 Relé de alarme 0: None (Nenhum) 1: ALL (Todos) 2: HU_A 4 3: LU_A 4 4: HI_A 5 5: LI_A 5 6: HC_A 7: LC_A 8: th_a A.10 Tempo de desligamento por baixa corrente 1-240s 120s A.11 Temperatura mínima para desligar o ventilador externo A.12 Temperatura mínima para ligar o ventilador externo A.13 Tensão de entrada de medição 220V 230V 380V 400V 440V 400V A.14 Tipo do relé de alarme 0: NO (norm. aberto) 1: NC (norm. fechado) Funções de medição do controlador A cada toque na tecla MODO, o instrumento mostra medições de diferentes grandezas na instalação. É possível verificar tensão, corrente, potência ativa, reativa e aparente, taxas de distorção harmônica de tensão e corrente, temperatura ambiente e tempo de vida do instrumento (tempo total que permaneceu energizado até o momento). Se nenhuma tecla for pressionada por um tempo de 30 segundos, o instrumento volta a apresentar a leitura do fator de potência das fases. Os led s IND e CAP à direita do display L1 indicam o status do fator de potência total da instalação. O valor do fator de potência individual é indicado em cada display e seu status (indutivo ou capacitivo) é indicado pelo ponto decimal do último dígito à direita de cada display. Se durante uma leitura o ponto decimal estiver apagado, o fator de potência daquela fase será indutivo. Se o ponto estiver aceso, será capacitivo. 8-Ajustando o fator de potência desejado, a sensibilidade e o tempo de descarga/reconexão do controlador 8.1-Fator de potência O fator de potência desejado deve ser ajustado no parâmetro P.06. No ato da configuração, os led s IND e CAP à direita do display L1 indicarão o status do fator de potência configurado (indutivo ou capacitivo). Para verificar o valor ajustado sem precisar entrar no modo de configuração, selecione a função cosφ e pressione a tecla ( ). 3 Os valores de 1 à 99 indica o endereço do dispositivo. Os valores de 100 à 199 não devem ser implementados; 4 O alarme de tensão se ativa quando qualquer fase estiver fora do range (<85% e >110% de A.13); 5 O alarme de corrente se ativa quando todas as fases estão fora do range (<2,5% e >110% de P.01). 9

10 8.2-Sensibilidade Ao fim do intervalo de tempo programado neste parâmetro, o instrumento realiza a medição do fator de potência e faz as comutações necessárias para sua correção. Se o sistema monitorado possui cargas dinâmicas (ex.: máquinas de solda, prensas ou outros equipamentos que trabalham ligando e desligando constantemente), é interessante alimentar este parâmetro com um valor baixo. Se as cargas são ligadas e desligadas com pouca freqüência, podem ser inseridos valores maiores. 8.3-Tempo de reconexão É o tempo mínimo necessário para a reconexão de um mesmo estágio. Serve para inibir a reconexão de qualquer estágio antes do seu descarregamento. Este parâmetro trabalha em conjunto com a sensibilidade ajustada. Exemplificando: O controlador acabou de desligar o único estágio de 15kVAr do banco todo. No próximo ciclo do controle, ele recalcula e percebe que terá que ligar novamente o estágio de 15kVAr. Porém, o tempo de reconexão do mesmo estágio foi ajustado para 240s. Então, mesmo que o instrumento esteja precisando reconectar o estágio que retirou a pouco, ele aguardará o fim do tempo de reconexão para ligá-lo. Se houvesse mais de um estágio com 15kVAr, o controle inteligente do instrumento comutaria este outro estágio. É importante entrar em contato com o fabricante das células capacitivas e solicitar maiores informações sobre o tempo mínimo para descarregamento destes componentes Alarmes O controlador dispões de uma função que sinaliza quando alguns dos parâmetros medidos estão fora de uma faixa de valores predefinidos. Além de indicar o alarme no display, esta sinalização também pode ser direcionada ao acionamento de um relé. O parâmetro de programação A.09 especifica qual das situações de alarme inverterão o status deste relé. Se o instrumento estiver em modo de operação MANUAL, a indicação de ocorrência de alarme será indicada apenas no display. O relé de alarme não é comutado. Veja a seguir a tabela com todos os sinais de alarme apresentados pelo controlador: Código Descrição Tempo de permanência no estado Indicação visual A-HU Tensão de entrada 10% maior que Display indica A-HU e valor de A min led V pisca A-LU Qualquer tensão de entrada 15% Display indica A-LU e menor que o valor de A s led V pisca A-HI Qualquer corrente 10% maior que a Display indica A-HI e corrente máxima 6 2min led A pisca A-LI Qualquer corrente de entrada menor Display indica a-li e que 2,5% da corrente máxima 6 5s led A pisca A-HC cosφ da instalação maior que o cosφ Display alterna entre 2min programado em P.06 A-HC e valor do cosφ A-LC cosφ da instalação menor que o cosφ Display alterna entre 15min programado em P.06 A-LC e valor do cosφ A-ot Temperatura acima de 50 C (122F) 10s Display alterna entre A-ot e valor do cosφ A-th THD maior que o valor ajustado em A.07 5s Display alterna entre A-th e vakir de THD (em %) A-PS Dados de configuração corrompidos - Display indica A-PS A-PC Erro interno 7 - Display indica A-PC 6 O instrumento indicará sinal de alarme se a situação específica for observada em quaisquer fases, bastando estar ativa em apenas uma para a ativação do alarme;

11 Código Descrição Tempo de permanência no estado Indicação visual A-PU Erro interno 7 - Display indica A-PU A-EE Erro interno 7 - Display indica A-EE A-Fr Desvio de freqüência de ±5% 0 Display indica A-Fr O tempo de permanência no estado (3ª coluna) é o tempo mínimo que a situação de alarme deve ocorrer ininterruptamente para que o instrumento identifique-a como situação anormal e sinalize o referido alarme. 10-Características técnicas Circuito de alimentação auxiliar Tensão de alimentação auxiliar 230VCA F-N +10% 15% = 380V F-F +10% 15% Freqüência 50/60Hz Potência ±8VA Imunidade a microinterrupções na alimentação <6ms Circuito de entrada de corrente Corrente de entrada 0 a 5ACA Menor sinal de entrada 0,125ACA Sobrecarga máxima (contínua) 5,5ACA Sobrecarga máxima (1s) 50ACA Relés de saída Número de saídas 12 Tipo de contato 1 contato SPST normalmente aberto Capacidade de corrente do contato 8A 250V Capacidade máxima do terminal comum 10ACA Categoria de isolação / Tensão (conforme VDE0110) C/250V - B/400V Tensão máxima de comutação 400VCA Vida útil dos contatos ± 2x10 6 operações Faixas de leitura e controle Tensão de leitura máxima 3 x 440V entre fases Limites de leitura de corrente Entre 2,5% e 110% do valor nominal Tipo de leitura de tensão e corrente True RMS Faixa de ajuste do fator de potência 0,85 indutivo a 0,90 capacitivo Sensibilidade de comutação 5 a 600s Tempo de reconexão do mesmo estágio 5 a 240s Espectro harmônico Até 64ª harmônica Caixa de alojamento e conexões Terminais de entrada de sinais e alimentação Terminais extraíveis com conexão por parafuso para cabo até 4mm² Dimensões do frontal da caixa 144 x 144mm Dimensões para furação do painel 140 x 140mm ±0,5mm Temperatura de trabalho -10 a 50 C Tensão de isolação elétrica 4kV Grau de proteção Frontal: IP41 ( ) Traseira: IP20 Umidade relativa do ar (sem condensação) Máximo de 95% Normas em conformidade IEC IEC IEC IEC EN EN É necessário enviar o instrumento à fabrica. 11

12 Dimensões (A x L x P) Peso Padrão Protocolo de comunicação Tipo de conector Conector RJ11/USB/RS485 Caixa de alojamento e conexões 149 x 149 x 60mm 770g Interface serial TTL Proprietário RJ11 Conversor serial TTL/USB/RS485 Opcional 11-Suporte técnico Se surgirem dúvidas após a leitura deste manual, o cliente deverá entrar em contato com o Suporte Técnico Instrumenti por ou telefone: suporte@instrumenti.com.br (11) Instrumentos que necessitem de reparos deverão ser enviados à fábrica, no endereço abaixo: Rua Laguna, 1055 Vila Cruzeiro São Paulo CEP SP 12

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16 Instrumenti do Brasil Controles Elétricos Ltda.. Rua Laguna, 1075 Santo Amaro SP CEP Tel/FAX: (11) CNPJ: /