APLICAÇÃO DE DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO CONTRA SURTOS EM SISTEMAS FOTOVOLTAICOS Wagner Barbosa
OBJETIVOS A Clamper Critérios para especificação de DPS DPS em sistemas fotovoltaicos
A CLAMPER A Clamper é uma companhia S.A. de capital fechado estabelecida em 1991. Matriz localizada em Lagoa Santa (região metropolitana de Belo Horizonte), no estado de Minas Gerais Brasil. Unidade no México-DF; Atuação em todo Brasil e em outros 15 países da América Latina e na África, além dos EUA. Fabricante especialista em Dispositivos de Proteção contra Surtos - DPS.
QUEM SOMOS A Clamper tem um histórico de mais de 25 anos de êxito na fabricação de DPS e no desenvolvimento de soluções para a proteção de equipamentos profissionais ou residenciais. Possuímos Laboratório próprio para ensaios em DPS através de geradores que reproduzem o efeito elétrico dos raios e dos surtos. Produzimos mais de 300 modelos de DPS para aplicação nos segmentos de energia, óleo e gás, automação, telecomunicações, dentre outros.
CERTIFICADOS ISO 9001:2008 Sistema de Gestão da Qualidade ISO 9001:2008. 459975 QM08 DPS certificados segundo UL, CIDET, NOM/ANCE, Anatel, NBR/IEC
CRITÉRIOS PARA ESPECIFICAÇÃO DE UM DPS Classificação do DPS em função da aplicação/instalação (I, II, III). MCOV - Máxima tensão de operação contínua. Suportabilidade dos equipamentos a surtos elétricos. Nível de proteção. Sobrecorrente (Capacidade de curto circuito). Sobretensão temporária.
COMPARATIVO ENTRE AS FORMAS DE ONDA Classe I 10/350µs Classe II 8/20µs
SUPORTABILIDADE DOS EQUIPAMENTOS A SURTOS ELÉTRICOS Tabela 31 ABNT NBR 5410:2004 - Suportabilidade a impulso exigível dos componentes da instalação.
SUPORTABILIDADE DOS EQUIPAMENTOS A SURTOS ELÉTRICOS U OC max (V) Módulo Classe B - Isolação básica Suportabilidade a tensões impulsivas V s (kv) Inversor Outros equipamentos Módulo Classe A - Isolação reforçada 100 0,8 0,8 1,5 150 1,5 2,5 1,5 2,5 300 2,5 (mínimo) 2,5 4 424 4 4 4 600 4 4 6 800 5 4 5 6 849 6 6 8 1000 6 6 6 8 1500 8 8 8 12
NÍVEL DE PROTEÇÃO - UP
INFLUÊNCIA DO COMPRIMENTO DOS CABOS DE CONEXÃO
INFLUÊNCIA DO COMPRIMENTO DOS CABOS DE CONEXÃO A tensão residual total (U REST ) é a soma da tensão residual dos cabos conectados ao DPS somada à tensão residual (U RES ) do DPS
INFLUÊNCIA DO COMPRIMENTO DOS CABOS DE CONEXÃO Condutor mínimo: Classe I: 16mm 2 Classe II: 4mm 2
ANÁLISE EXPERIMENTAL
ANÁLISE EXPERIMENTAL O pico de corrente medido, à esquerda, é de 100 ka e o pico de tensão medido, à direita, é de 6,8 kv.
SOBRECORRENTE
SISTEMA FOTOVOLTAICO
SELEÇÃO DE DPS PARA SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
RISCO DE DESCARGA INDIRETA Os DPS 2 e 4 não serão necessários se a distância entre o inversor e o quadro e entre o inversor e o painel fotovoltaico for menor que 10m.
RISCO DE DESCARGA DIRETA PARA RAIO ISOLADO
RISCO DE DESCARGA DIRETA PARA RAIO CONECTADO AO SISTEMA FOTOVOLTAICO
Distribuição das correntes
SELEÇÃO DE DPS A parcela da corrente que será drenada via DPS dependerá: Do nível de proteção do sistema de proteção de descargas atmosféricas Da resistência de aterramento Do número de condutores de descida do para raios Da distância entre os painéis e o inversor e barra de aterramento local Da impedância do DPS (Curto circuitante ou limitador de tensão)
SELEÇÃO DE DPS PARA CIRCUITOS EM CORRENTE CONTÍNUA Número de condutores de descida Nível de proteção do SPDA - Corrente de descarga < 4 4 Valores mínimos de I n em onda 8/20µs e I imp em onda 10/350 µs para seleção de DPS I DPS1 =I DPS2 I 8/20 // I 10/350 ka I DPS3 = I DPS1 +I DPS2 = I Total I 8/20 // I 10/350 ka I DPS1 =I DPS2 I 8/20 // I 10/350 ka I DPS3 = I DPS1 +I DPS2 = I Total I 8/20 // I 10/350 ka I II III e IV 200kA 150kA 100kA 17 / 10 34 / 20 10 / 5 20 / 10 12,5 / 7,5 25 / 15 7,5 / 3,75 15 / 7,5 8,5 / 5 17 / 10 5 / 2,5 10 / 5
PLANTA DE GERAÇÃO FOTOVOLTAICA
SELEÇÃO DO DPS A corrente parcial de descarga dependerá: Do nível de proteção do SPDA Da resistência de aterramento. Resistência de aterramento elevada resultará em correntes mais elevadas para os DPS instalados nas linhas de corrente contínua Da dimensão da malha (mesh) Da impedância do DPS Do tipo de inversor utilizado: Centralizado ou distribuído. No caso de sistema centralizado, a corrente parcial de descarga será drenada pelo DPS instalado na linha de corrente contínua. No caso de sistema com inversores distribuídos, a corrente parcial será drenada pelos DPS instalados nas linhas de corrente alternada
VALORES ESTIMADOS DE I N E I IMP EM DC DPS conectado nas linhas de corrente contínua I imp em ka (10/350 μs), I n em ka (8/20 μs) DPS tipo comutador Nível de proteção do SPDA - Corrente de descarga em onda 10/350 μs DPS tipo limitador de tensão de tensão (spark gap) I 10/350 I 8/20 I 10/350 Cada modo (ka) I Total (ka) Cada Cada modo I Total (ka) modo I Total (ka) (ka) (ka) III e IV 100kA 5 10 15 30 10 20
DETALHE INSTALAÇÃO LADO DC L1 deve ter comprimento menor que 0,5m
TIPO DE CONEXÃO SISTEMA ISOLADO Conexão em estrela Conexão em triângulo Conexão em modo comum
TIPO DE CONEXÃO SISTEMA ATERRADO
LIVRO CLAMPER
OBRIGADO Wagner Almeida Barbosa wagner@clamper.com.br - (31) 3689-9568 www.clamper.com.br