2 Materiais e Equipamentos Elétricos. Capítulo 9 Mamede

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Matheus Henrique de Caminha Domingues
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1 2 Materiais e Equipamentos Elétricos Capítulo 9 Mamede 1 De modogeralpara a especificaçãode materiais e equipamentos, énecessário conhecer: Tensão nominal; CorrenteNominal; Frequência nominal; Potência nominal; Tensão suportável de impulso; Capacidade de corrente de curto-circuito. Exemplos: 1.Motor 50 cv, 380 V, IV pólos, 68,8 A, relação Inp/In=6,4, rotor bloqueado 12s, do tipo rotor em curto-circuito (gaiola), ; 2.Transformador trifásico de 750 kva, tensão nominal primária V, tensão nominal secundária 380V/220V, com derivações13.800/13.200/12.600, ligação delta/estrela aterrado, impedância percentual 5,5 %, frequência 60 Hz, tensão suportável de impulso 95 kv;

2 2 Materiais e Equipamentos Elétricos 2 Diagrama Unifilar Especificações do Sistema: Tensão Nominal Primária: 13,8 kv; Tensão Nominal Secundária: 380 V; Tensão de Fornecimento: 13,8 kv; Potência simétrica de curto-circuito no ponto de entrega (A): 250 MVA; Tensão suportável de impulso: 95 kv; Tensão máxima de operação entre fase e terra: 12 kv; Capacidade de Transformação: 2x750 MVA; Correntede curto-circuito simétrica na Barra B: 40 ka; Correntede curto-circuito simétrica na Barra C: 20 ka;

3 2 Pára-Raio de Distribuição (1) 3

4 2 Chave Fusível de Distribuição (2) 4

5 2 Terminal Primário, rio, Terminação ou Mufla (3) 5

6 2 Transformador de Corrente (TC) (5) Marcas de Polaridade 6 Chavep/ Curto-Circuito Medição Amperímetros, medidoresde energia: kwh, kvarh; Classede exatidão: 0,2-0,3-0,6-1,2; Indicações: Faturamento: 0,3 Mediçãop/ custos: 0,6 Medidas(A): 1,2 Proteçã o Relésde proteção; Classede Exatidão: 5 ou10 (erro%); Classes A: reatância não desprezada; B: Desprezada. Fatorde Sobrecorrente

7 2 Transformador de Corrente (TC) (5) 7 Tipos de TCs:

8 2 Transformador de Corrente (TC) (5) 8 RTC Relaçãode Transformação: I I p p : Correnteprimária (A) = I I s : Correntesecundária (A) s Geralmentea correntenominal secundáriaépadronizadapara5 A Fator de Sobrecorrente (proteção): I np = I F cs s I np : Correntenominal primáriado TC (A) I cs : Correntede curto-circuitotrifásica simétrica(a) F s : Fatorde sobrecorrente NBR 6856-saturação somentecom 20 vezes a correntenominal do TC -> F s =20 Exemplode Aplicação2.1: Considerea proteçãode sobrecorrenteno primáriode um transformadorde 2500 kva /380V ondese utilizaum TC de alimentaçãopara proteção. A corrente de curto-circuito máxima no primário do transformador éde 4000A. Escolha a RTC adequada para as condições do exemplo. Calcule a corrente de curto-circuito máxima no secundário do TC.

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

10 2 Transformador de Potencial (TP) (6) 10 RTP Relaçãode Transformação: V V p p : Tensãoprimária (A) = V V s : Tensãosecundária (A) s Tensãoprimáriaéa nominal do sistemae a secundária geralmenteé115v Nãopodeficarem curto-circuitono secundário Icc>> In

11 2 Chave Seccionadora Primária ria (8) São fabricadas parainterrupçãodo circuitocom cargaousem carga. 11

12 2 Relé Primário rio de Média M Tensão (9) Relés de sobrecorrente do tipoeletromecânico, eletrônico (estático) oumicroprocessado(numérico). Todasas funçõesde sobrecorrentesupervisionam a corrente do circuito ondeo reléestáalocado, comandandoabertura (sinalde trip) de disjuntor quandoestacorrenteultrapassaum valorpré-fixado(correntede pick-up). Possuem uma unidade instantânea (50) e temporizada (51) para atuação em sobrecarga ou curto-circuito. Características de tempo de atuação: Função 50/50N: a operação se completa em um intervalo de tempo muito curto, após a ocorrência de sobrecorrentese, praticamente, independe de suas variações. Não háretardo de tempo propositalmente incluído na sequênciadetecçãooperação; Função 51/51N - tempo definido: o tempo de atuação, neste caso, independe do valor da corrente; Função 51/51N - tempo inverso: o tempo de operação é inversamente proporcional ao valor da corrente; Função 51/51N - tempo muito inverso: são relés que apresentam variações mais acentuadas das características do tempo de atuação com a corrente de atuação. Características 51/51N 12

13 2 Disjuntor de Potência Média Tensão (10) Interrupçãode altas correntes de curto-circuitoatravés daextinçãodo arcoem câmarafechada. Tipos: A grandevolume de óleo; A pequeno volume de óleo; A vácuo; A hexafluoretode enxofre (SF 6 ). 13 Grande volume de óleo Pequenovolume de óleo

14 2 Fusível Limitador de Corrente Média Tensão (11) Normal Sobrecarga 14 Curto-circuito Possuemboa característica para interrupção de correntesde curto-circuito, masdesempenho ruimpara correntesde sobrecarga.

15 2 Fusível Limitador de Corrente Média Tensão (11) 15

16 2 Disjuntor de Baixa Tensão (14) Tipos: DisjuntoresTermomagnéticos (interrupção de correntes de sobrecarga e curto-circuito). Disjuntores somente térmicos (interrupção de correntes de sobrecarga). Disjuntores somente magnéticos (interrupção de correntes de curto-circuito). Disjuntores limitadores de corrente Alavancade acionamento(estadodo disjuntoron/off); 2. Mecanismoatuador separaçãofonte/carga; 3. Contatos; 4. Terminais(fonte/carga); 5. Elementobimetálico; 6. Parafusoparacalibraçãoda corrente de atuação (sobrecarga); 7. Bobina/solenóide elemento magnético (curtocircuito); 8. Câmarade extinção de arco.

17 2 Disjuntor de Baixa Tensão (14) 17 Disjuntor com disparador térmicosimples Disjuntor com disparador térmico compensado

18 2 Disjuntor de Baixa Tensão (14) 18 Disjuntor com disparador termomagnéticonãocompensado Disjuntor com disparador termomagnéticocompensado

19 2 Fusível de Baixa Tensão (17) 19 TipoNH e Diazed(diferenças nacurvacaracterísticade atuação tempo x corrente. Utilizados principalmente para limitação de correntes de curto-circuito (redução da capacidade de ruptura do disjuntor)

20 2 Contator Magnético (19) e Relé Bimetálico de Sobrecarga (20) 20 Circuito de Força L1-L2-L3 Bobina A1-A2 Bobina do Contator Contato auxiliar NA ou NF Relé Bimetálico de Sobrecarga Circuito de Força T1-T2-T3 Relé térmico de sobrecarga

21 2 Contator Magnético (19) e Relé Bimetálico de Sobrecarga (20) 21

22 DIAGRAMAS Diagrama de Controle Diagrama de Força Fase R D L NA C C Fase S M

23 CHAVE BÓIA

24 ESQUEMA DA CHAVE BÓIA

25 DIAGRAMA DE FORÇA

26 DIAGRAMA DE COMANDO

27 ACIONAMENTO MANUAL E AUTOMÁTICO

28 ACIONAMENTO LOCAL E A DISTÂNCIA

29 2 Contator Magnético (19) e Relé Bimetálico de Sobrecarga (20) 29 Especificação Contator/Relé bimetálico

30 2 Métodos de Partida de Motores Exemplo de Automação 30 Circuito de força Chave Estrela-Triângulo Circuito de Comando R1 CR1 CTd1 S/N C1 Td1 C1 C1 S Redução da tensão nos enrolamentos do motor e a consequenteredução da corrente de linha na partida do MIT

31 2 Métodos de Partida de Motores Exemplo de Automação 31 Dados de PlacaTípicode um MIT (Motor de InduçãoTrifásico) 3,46 Classe de Isolação: Maiortemperatura que o material pode suportar continuamente sem que seja afetada a sua vida útil (norma NBR :2008) : A-105 o C; B-130 o C; E-120 o C; F- 155 o C; H-180 o C.

32 2 Métodos de Partida de Motores Exemplo de Automação 32 Circuito de Comando Chave Compensadora Circuito de força Exemplo de Aplicação 2.1: Considere um motor 3Φ de IV pólos, V n =380 V, P n =200 cv, cosφ =0,87, η=95%, I p /I n =6,9. Determinar as tensões e correntes no motor e na linha (rede) na partida considerando dois métodos de partida: a)estrela-triângulo; b)chave compensadora com TAP de 65% e 80%; Exemplode Aplicação2.2: Considere um motor de II pólos, V n =380 V, P n =1 cv, I n =1,9 A, I p /I n =6,2. Determinar as tensões e correntes no motor e na linha (rede) na partida considerando dois métodos de partida: a)estrela-triângulo; b)chave compensadora com TAP de 50% e 65%;

33 2 Métodos de Partida de Motores 33 Método Partida Partida Direta Vantagens Custo reduzido e simplicidade Desvantagens -Utilizada para pequenos motores (P nm < 5cv -Não empregada em cargas que necessitam de acionamento lento e progressivo Estrelatriângulo Chave compensa dora -Custo reduzido -Elevado número de manobras -Corrente de partida reduzida a 1/3 da de partida nominal -Baixas quedas de tensão durante a partida -Dimensões reduzidas -Na derivação 65%, a corrente de partida na linha se aproxima do valor da corrente de acionamento, utilizando chave estrelatriângulo -A comutação da derivação de tensão reduzida para a tensão de suprimento não acarreta elevação da corrente, já que o autotransformador se comporta, neste instante, como uma reatância que impede o crescimento da corrente -Variações gradativas de tape para adequar a tensão ao sistema de fornecimento -Aplicação específica a motores com dupla tensão nominal e que disponham de pelo menos seis terminais acessíveis -Conjugado de partida reduzido a 1/3 do nominal -A tensão da rede deve coincidir com a tensão em triângulo do motor -O motor deve alcançar, pelo menos, 90% de sua velocidade de regime para que, durante a comutação, a corrente de pico não atinja valores elevados, próximos, portanto, da corrente de partida com acionamento direto -Custo superior ao da chave estrela-triângulo; -dimensões normalmente superiores às chaves estrelatriângulo, acarretando o aumento no volume dos CCMs.

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