Proteção contra arcos elétricos: Benefícios da implantação de proteção em sistemas de média tensão

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1 Proteção contra arcos elétricos: Benefícios da implantação de proteção em sistemas de média tensão siemens.com/digitalgrid

2 Conteúdo Introdução Digital Grid Produtos Nosso portfólio Linha Reyrolle de relés de proteção Proteção contra arcos elétricos: Benefícios da implantação de proteção em sistemas de média tensão Arcos voltaicos: perigo real Proteção contra arcos voltaicos aplicações em disjuntores e barramentos Características dos sensores óticos Caso de uso: Proteção de arco elétrico com ReyArc Page 2 Energy Management - Digital Grid Products

3 Digital Grid Portfólio de Produtos

4 SIPROTEC e REYROLLE Sinônimo alta tecnologia e líder mundial em proteção e controle Primeiro uso dos relés de proteção eletromagnéticos A era digital inicia para os relés de proteção REYROLLE: Siemens compra a empresa VA TECH Reyrolle Mais de um milhão de dispositivos SIPROTEC em operação no mundo Primeira aplicação com relé de proteção digital em Würzburg, Alemanha SIPROTEC 4: Introdução da família no mercado SIPROTEC Compact: Excelente funcionalidade e design compacto SIPROTEC 5: O novo marco de referência para proteção, automação e monitoramento PRÓXIMA > Page 4

5 Siemens Tecnologias de proteção e controle O mais alto patamar de segurança, confiabilidade e disponibilidade SIPROTEC 5 O novo benchmark para automação, proteção e monitoramento Flexível - modular por todo o ciclo de vida SIPROTEC Compact Máxima proteção design compacto Excelente funcionalidade, altamente flexível e comunicação SIPROTEC 4 Comprovado, confiável e seguro Sinônimo de tecnologia eficiente de proteção e controle Reyrolle Alta tecnologia para redes de distribuição e industrias Page 5

6 Proteção e controle Aplicações por toda cadeia de valor de energia Geração Transmissão Distribuição Industria e Infraestrutura SIPROTEC 5 SIPROTEC 4 SIPROTEC Compact Reyrolle Page 6

7 Linha Reyrolle Relés de Proteção Siemens Digital Grid

8 Reyrolle Solução flexível para redes de distribuição e indústrias Proteção de sobrecorrente e falta a Terra 7SR10, 7SR11 e 7SR12 7SR21 e 7SR22, 7SR45 7SR191 Proteção de banco de capacitor Diferencial de linha e Comparador de Fase 7SR18 7SR23 Proteção de alta impedância Arco Elétrico 7XG31 7SR158 Tensão e Frequência Proteção e controle de transformadores 7SR242 7SR157, 7SR220, 7SR224 Auto-religamento e sincronizador Proteção de motores 7SR17 7PG11 ao 7PG17 Auxiliares, Relés de trip e Timers Equip. de teste: 7XG222,7XG224, 7XG225, 7XG226 Engenharia amigável com Reydisp Page 8

9 Efeitos do tempo de arco Destruição Altas Temperaturas ~ ºC Efeitos Derretimento Vaporização Destruição de diferentes metais Tempo de Derretimento 100 ms Terminação de Cabos 150 ms - Cobre 200 ms - Aço Page 9 Energy Management - Digital Grid Products

10 Arcos voltaicos: perigo real Efeitos do arco Consequências para instalações Consequências para pessoal Page 10 Sistema elétrico Disjuntor MT Disjuntor MT Disjuntor MT Aumento de pressão Estresse mecânico Choques, detritos, aberturas Energia liberada Aumento de temperatura Estresse térmico, fogo, derretimento Queimaduras, gases tóxicos e fumaça Curto com arco voltaico Fenômeno visual e acústico Principais causas: Quebra de isolamento devido à: Idade do equipamento Falta (ou nenhuma) manutenção Acesso de animais de pequeno porte Temperatura no momento do arco pode chegar C! O grau de dano causado pelo arco voltaico depende principalmente de sua duração. 500 ms é suficiente para destruir totalmente um quadro elétrico Normas relacionadas: NR 10 Item (Brasil) IEEE 1584 (EUA) NFPA 70E (EUA) Energy Management - Digital Grid Products

11 Linha Reyrolle ReyArc Proteção contra arco elétrico Siemens Digital Grid

12 Exemplo de Falta O Sensor monitorado detecta o arco O monitor envia um sinal na entrada digital do relé Os Disjuntores recebem o comando de Trip dos IEDs Arco Elétrico no compartimento da Barra Same for other feeders Page 12

13 7XG RA24 7XG3123 RA23 7XG3120 RA20 7XG3130 RA30 ReyArc Proteção contra arco elétrico Componentes, destaques e benefícios Sensor de arco elétrico de alta velocidade Com um ou dois sensores ópticos Monitor de arco elétrico Relé com dois ou três inputs de sensores Interface de arco elétrico Módulo com dois ou três inputs de sensores Monitor de arco elétrico Com protocolo IEC61850 e até 16 inputs de sensores Destaques e benefícios Proteção de barramento para disjuntores isolados a ar Minimiza danos no revestimento metálico Detecção de arco por forte sinalização e disparo supervisionado por funções de sobrecorrente Tempo de operação rápido, normalmente 7ms, minimizando danos causados por faltas no barramento Completa auto-supervisão para maior confiabilidade Implementação simples e modular, para diferentes arranjos de barramento Fácil de instalar e comissionar Adequado para uso em disjuntores novos e usados Page 13

14 Sistema de proteção contra arco elétrico Módulo RA23 Componentes ReyArc - Aplicação comum Sensor de arco Módulo Interface de arco Módulo RA23 Detecção rápida de arco Detecção total e tempo de operação <2ms Versões com 1 ou 2 sensores Sensores instalados no compartimento do TC Sensores instalados na câmara de terminação dos cabos Arc Sensor RA30 Trip CB RA23 Overcurrent Relay RA23 projetado para interface com relé de sobrecorrente As saídas são alimentadas nas entradas binárias do relé de sobrecorrente O relé de sobrecorrente é necessário para executar o tripping do disjuntor e alarme de supervisão O tripping de arco também pode ser implementado sem qualquer intertravamento de uma função de sobrecorrente Interface com relé de sobrecorrente Arc Sensor RA30 RA23 e relé de sobrecorrente proporcionam tripping do disjuntor Page 14

15 Sistema de proteção contra arco elétrico Módulo RA20 Componentes ReyArc - Aplicação comum Sensor de arco Monitor de arco Módulo RA20 Sensores instalados na câmara do Disj. Sensores instalados na câmara do TC Trip CB Trip Bus CB Tripping do RA20 pode ser combinado com o relé de sobrecorrente Design compacto Montagem simples Dois contatos de desligamento de alta velocidade Sensores instalados na câmara de terminação dos cabos Arc Sensor RA30 RA20 Overcurrent Relay Opções de alimentação auxiliar para conexão AC ou DC Arc Sensor RA30 RA20 e relé de sobrecorrente proporcionam tripping do disjuntor Page 15

16 Sensor de arco elétrico 7XG3130 RA30 7XG3130 RA30 Instalação do sensor Design robusto e compacto para fácil instalação Cobertura do compartimento do barramento Detecção dianteira 180º Detecção de luz de arco direta e refletida Permite posicionar o sensor dentro ou fora do compartimento Opção para cabo blindado Reforço metálico Cobertura do compartimento do TC Page 16

17 Sensor de arco elétrico 7XG3130 RA30 Instalação do sensor Módulo selado, adequado para ambientes agressivos Cobertura da câmara do disjuntor Cobertura do compartimento do barramento Page 17

18 Caso de uso: Proteção de arco elétrico com ReyArc Situação Desafios Industria alimentícia de grande porte região sul Ocorrência de arco voltaico em painel de média tensão com danos em outros equipamentos do sistema de alimentação da planta Prejuízos incorridos: Valores estimados em R$ Solução Instalação de sistema de proteção seletivo e detecção de arcos voltaicos com monitores ReyArc RA20 Circuito dividido em zonas de proteção, diminuindo a indisponibilidade do sistema em caso de faltas Danos materiais 3 painéis MT totalmente danificados Prejuízos econômicos Linha de produção parada por 3 dias + Risco humano! Benefícios Investimento mínimo e seguro: Sistema de alta velocidade para eliminação de curto circuito interno Redução dos danos e prejuízos causados por arcos e faltas Maior segurança para as equipes de operação e manutenção Page 18 Energy Management - Digital Grid Products

19 Caso de uso: Proteção de arco elétrico com ReyArc Atuação do sistema de proteção e detecção em curto circuito Page 19 Energy Management - Digital Grid Products

20 Muito obrigado! Pedro Ivo Dantas Corrêa Engenharia de Aplicação (11) Energy Management Digital Grid Products Page 20 Energy Management - Digital Grid Products