2 Materiais e Equipamentos Elétricos Capítulo 9 Mamede

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1 2 Materiais e Equipamentos Elétricos Capítulo 9 Mamede 1 De modo geral para a especificação de materiais e equipamentos, é necessário conhecer: Tensão nominal; Corrente Nominal; 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 derivações /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; Corrente de curto circuito simétrica na Barra B: 40 ka; Corrente de 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, Terminação ou Mufla (3) 5

6 2 Transformador de Corrente (TC) (5) Marcas de Polaridade 6 Chave p/ Curto Circuito Medição Amperímetros, medidores de energia: kwh, kvarh; Classe de exatidão: 0,2 0,3 0,6 1,2; Indicações: Faturamento: 0,3 Medição p/ custos: 0,6 Medidas (A): 1,2 Proteção Relés de proteção; Classe de Exatidão: 5 ou 10 (erro %); Classes A: reatância não desprezada; B: Desprezada. Fator de Sobrecorrente

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

8 2 Transformador de Corrente (TC) (5) 8 RTC Relação de Transformação: I I p s I p : Corrente primária (A) I s : Corrente secundária (A) Geralmente a corrente nominal secundária é padronizada para 5 A Fator de Sobrecorrente (proteção): I np I F cs s I np : Corrente nominal primária do TC (A) I cs : Corrente de curto circuito trifásica simétrica (A) F s : Fator de sobrecorrente NBR 6856 saturação somente com 20 vezes a corrente nominal do TC > F s =20

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

10 10 2 Transformador de Potencial (TP) (6) Relação de Transformação: RTP Vp Vp: Tensão primária (A) Vs Vs: Tensão secundária (A) Tensão primária é a nominal do sistema e a secundária geralmente é 115V Não pode ficar em curto circuito no secundário Icc >> In

11 2 Chave Seccionadora Primária (8) São fabricadas para interrupção do circuito com carga ou sem carga. 11

12 2 Relé Primário de Média Tensão (9) Relés de sobrecorrente do tipo eletromecânico, eletrônico (estático) ou microprocessado (numérico). Todas as funções de sobrecorrente supervisionam a corrente do circuito onde o relé está alocado, comandando abertura (sinal de trip) de disjuntor quando esta corrente ultrapassa um valor pré fixado (corrente de 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 sobrecorrentes e, praticamente, independe de suas variações. Não há retardo de tempo propositalmente incluído na sequência detecçãooperação; 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) 13 Interrupção de altas correntes de curto circuito através da extinção do arco em câmara fechada. Tipos: A grande volume de óleo; A pequeno volume de óleo; A vácuo; A hexafluoreto de enxofre (SF6). Pequeno volume de óleo Grande volume de óleo

14 2 Fusível Limitador de Corrente Média Tensão (11) Normal Sobrecarga 14 Curto circuito Possuem boa característica para interrupção de correntes de curto circuito, mas desempenho ruim para correntes de sobrecarga.

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

16 2 Disjuntor de Baixa Tensão (14) Tipos: Disjuntores Termomagnéticos (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. 1. Alavanca de acionamento (estado do disjuntor on/off); 2. Mecanismo atuador separação fonte/carga; 3. Contatos; 4. Terminais (fonte/carga); 5. Elemento bimetálico; 6. Parafuso para calibração da corrente de atuação (sobrecarga); 7. Bobina/solenóide elemento magnético (curtocircuito); 8. Câmara de extinção de arco. 16

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

18 2 Disjuntor de Baixa Tensão (14) Disjuntor com disparador termomagnético não compensado Disjuntor com disparador termomagnético compensado 18

19 2 Fusível de Baixa Tensão (17) Tipo NH e Diazed (diferenças na curva característica de atuação tempo x corrente. Utilizados principalmente para limitação de correntes de curto circuito (redução da capacidade de ruptura do disjuntor) 19

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) Especificação Contator/Relé bimetálico 29

30 2 Métodos de Partida de Motores Exemplo de Automação 30 Circuito de força Chave Estrela Triângulo Redução da tensão nos enrolamentos do motor e a consequente redução da corrente de linha na partida do MIT

31 2 Métodos de Partida de Motores Exemplo de Automação 31 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 consequente redução da corrente de linha na partida do MIT

32 2 Métodos de Partida de Motores Exemplo de Automação 32 Dados de Placa Típico de um MIT (Motor de Indução Trifásico) 3,46 Classe de Isolação: Maior temperatura 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.

33 2 Métodos de Partida de Motores Exemplo de Automação 33 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%; Exemplo de Aplicação 2.2: 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%;

34 2 Métodos de Partida de Motores Exemplo de Automação 34 Chave Compensadora Circuito de força Circuito de Comando

35 2 Métodos de Partida de Motores 35 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.

36 2 Métodos de Partida de Motores 36

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