Transformadores a seco. Indutores e reatores (chokes) a seco Para aplicações de componentes eletrônicos de potência, transmissão e distribuição

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1 Transformadores a seco Indutores e reatores (chokes) a seco Para aplicações de componentes eletrônicos de potência, transmissão e distribuição

2 2 Indutores e reatores (chokes) a seco

3 Reatores ABB para requisitos técnicos simples e complexos A eletricidade não foi criada pelos homens, mas com certeza os homens têm ido longe no uso dos princípios disponíveis na natureza e ao adaptá-los às suas necessidades. Uma das conquistas mais importantes neste campo é a possibilidade da geração de eletricidade e, acima de tudo, da sua distribuição e seu controle. A este respeito, a necessidade de controlar a eletricidade está constantemente aumentando e exigindo um elevado grau de sofisticação. Um papel importante da situação acima é realizado pelos reatores, também conhecidos como indutores (chokes), dependendo da sua função no circuito elétrico. A presença e a utilização desses componentes muitas vezes são negligenciadas, e eles são considerados componentes menores; no entanto, o seu papel é fundamental a fim de alcançar a máxima funcionalidade e eficiência de um sistema elétrico. O indutor básico é uma bobina simples, pelo qual a corrente flui; porém, atualmente com as exigências da indústria, estes equipamentos podem chegar a dimensões e complexidades consideráveis. É um componente passivo e as suas características principais são: proporcionar resistência a mudanças na corrente ou modificar o desfasamento entre a tensão e a corrente. Sua característica (indutância) é medida em Henry (H), principalmente como mh ou uh. Indutores e reatores (chokes) a seco 3

4 Utilização dos reatores Existem diferentes aplicações para os reatores, assim como a melhoria no desempenho de um sistema ou em sua proteção. Na maioria dos casos é utilizado em sistemas com presença de correntes harmônicas, mas não é exclusivo para estes casos. Algumas aplicações estão listadas a seguir. Componentes eletrônicos de potência Componentes eletrônicos de potência são um grande grupo que abrange uma vasta gama de soluções industriais fornecidas por retificadores e inversores. Na utilização de Unidades de Velocidade Variável (VSD), a combinação dos dois possibilita controlar a velocidade de rotação dos motores elétricos, desde pequenas bombas até o maior dos compressores. Retificadores são usados quando é necessária a conversão de sistemas de Corrente Alternada (CA) para Corrente Contínua (CC), ou seja, fonte de alimentação ferroviária, excitação estática, processos eletroquímicos, são alguns exemplos, ao passo que os inversores realizam a conversão oposta, por exemplo, os inversores fotovoltaicos. Um papel importante nos circuitos eletrônicos de potência é realizado pelos reatores e indutores, usados em diferentes tipologias, com o objetivo principal de reduzir os efeitos das correntes harmônicas geradas. Além desses, podem ser identificadas duas aplicações particulares: - Reatores de Corrente Contínua: reatores também estão presentes em circuitos de Corrente Contínua, onde são usados principalmente para limitar a ondulação nas Correntes Contínuas (CC). - Reatores de modo comum: os circuitos eletrônicos de potência modernos exigem esses reatores para reduzir a quantidade de corrente de modo comum que flui no sistema e capacitâncias à terra. Compensação de potência reativa Cargas capacitivas ou indutivas causam fluxo de potência reativa, que pode ser compensado pela adição de indutores ou capacitores ao sistema de energia. As indústrias pesadas exigem aleatoria e frequentemente grandes quantidades de energia para seus ciclos de produção. Normalmente, um processo de fusão de aço requer suporte estável, de tensão constante, para equipamentos que consomem grandes quantidades de energia, como o forno elétrico a arco, mas também causa importantes perturbações na rede de abastecimento de energia. 4 Indutores e reatores (chokes) a seco

5 Os efeitos desses processos são eficientemente mitigados ao se compensar a energia reativa absorvida durante a operação. Os reatores de suavização e de filtragem, utilizados em Sistemas de Compensação de Potência Reativa (Var), têm um papel importante na obtenção de resultados de qualidade. Filtros de harmônicas As normas internacionais impõem rigorosas limitações à quantidade de correntes harmônicas presentes em uma rede, levando em conta que uma rede limpa impõe uma menor tensão no equipamento e aumenta a sua vida útil. Isso se traduz em menores custos de manutenção e substituição de equipamentos desgastados. Filtros de harmônicas são muitas vezes intencionalmente projetados para atender às características exigidas e são construídos utilizando um conjunto de capacitores, indutores e resistores que fazem a retenção e, muitas vezes, eliminam as harmônicas. Limitador de curto-circuito Grandes redes envolvem grande quantidade de potência que não é fácil de controlar. A capacidade nominal de interrupção das correntes de falha dos disjuntores frequentemente pode ser reduzida ao se usar indutores com limitador de corrente de curto-circuito que, dependendo da sua localização no circuito, podem ser usados para proteger outros equipamentos importantes de níveis elevados de corrente. Os indutores a serem utilizados para estas aplicações são grandes bobinas de núcleo de ar, pois trata-se da melhor solução para fazer com que os indutores apresentem comportamento linear. Partida de motor A corrente de partida de um motor de corrente alternada pode variar de três a sete vezes a corrente nominal. Isto porque uma grande quantidade de energia é exigida para magnetizar o motor, o suficiente para superar a inércia que o sistema tem quando se encontra desligado. A alta corrente absorvida da rede pode causar problemas, tais como a queda de tensão, transitórios elevados e, em alguns casos, desligamento do sistema. Com a conexão de um reator em série com o motor durante o arranque, a corrente de partida é limitada em relação à tensão. No entanto, isto significa também uma redução substancial (quadrado) no torque de partida. A vantagem desse método é seu baixo custo em comparação com outros métodos. Aterramento do neutro A conexão do aterramento no ponto de neutro de um sistema, tais como um transformador, máquinas rotativas, pode resultar em uma alta corrente para o disjuntor e para o gerador durante uma falha entre fase-terra. A presença de um reator de aterramento neutro aumenta a impedância nas conexões de ponto neutro e limita a corrente de defeito. A ABB reconhece esses requisitos específicos e, graças à sua elevada competência técnica e de seus funcionários, é capaz de oferecer soluções otimizadas, adaptadas a diferentes aplicações. Indutores e reatores (chokes) a seco 5

6 Reatores da ABB para a indústria em evolução Com fábricas e engenheiros localizados em todo o mundo, a ABB usufrui da sua presença global com a fabricação em conformidade com diferentes normas elétricas, incluindo NBR e normas específicas de cada país e cliente. Uma ampla gama de produtos e tecnologias disponíveis A evolução contínua dos sistemas elétricos, conduzidos pela necessidade de melhorar o desempenho e ao mesmo tempo reduzir as dimensões, tem imposto grande desafios para a realização destes projetos/execução. Os indutores evoluíram de bobinas simples a componentes bastante complexos, projetados especificamente para a perfeita integração no circuito ao qual se destinam. A ABB é um dos principais nomes e está na vanguarda da melhoria das tecnologias e produtos. A ABB oferece diferentes materiais de enrolamento, diferente composição de condutores e diferentes técnicas de isolamento e refrigeração a fim de atender às necessidades dos diversos setores da indústria. 6 Indutores e reatores (chokes) a seco

7 A ABB oferece uma variedade de reatores a seco. Para fazer a escolha certa, considere as características mais importantes. Núcleo de ferro ou núcleo de ar O fator distinto entre estas duas alternativas é a linearidade da indutância. Enquanto reatores com núcleo de ar são totalmente lineares, no caso dos reatores de núcleo de ferro, isso apenas acontece em uma determinada faixa de corrente. Além disso, os indutores de núcleo de ferro permitem um melhor controle de fl uxo disperso e geralmente são menores do que os com núcleo de ar. Dependendo também do desempenho elétrico solicitado, o projetista pode optar por um ou outro, mas tem que ser considerado que a solução com núcleo de ar também vai exigir mais espaço livre para sua instalação, devido ao fl uxo disperso. Refrigeração Historicamente, indutores e transformadores, tem sido refrigerados por convecção natural ou por ventilação forçada. Recentemente com a evolução da eletrônica de potência e o aumento das correntes, se abriu o caminho para a introdução da refrigeração a água. Técnicas específi cas foram desenvolvidas pela ABB, que permitem refrigeração a água indireta, através de radiadores. Enrolamentos de alumínio ou de cobre Dependendo dos requisitos fi nais de desempenho, a escolha do condutor pode se dar entre o cobre ou alumínio. Não há clara preferência técnica entre os dois; um indutor fabricado com enrolamentos de alumínio será mais leve do que um equivalente de cobre, mas é ligeiramente maior. A ABB pode usar muitos formatos de condutores para a fabricação dos indutores e reatores: chapa de alumínio, fi o circular, fi o amassado, condutor oco ou uma composição de condutores feitos para atender uma determinada fi nalidade de um projeto elétrico. Impregnação das Bobinas (VPI) A ABB trabalha com o sistema VPI (vaccum pressure impregnation), no qual o equipamento é imerso em resina epóxi sob vácuo e pressão fazendo com que a resina epóxi impregne todo o equipamento, isolando e protegendo o mesmo dos agentes externos, como poeira, umidade etc. assegurando e prolongando sua vida útil. Indutores e reatores (chokes) a seco 7

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