apostila-de-subestacoes

(Vcp): nesta situação poderá ser notada 
uma intensa gaseificação. Só deve ser usada em caso de emergência. 
 
Quanto menor a tensão de flutuação, maior será a vida da bateria, maior o 
tempo de carga e maior a possibilidade de não se manter com 100% de carga. 
 
Para baterias alcalinas a tensão de flutuação varia entre os seguintes valores 
(Vf1 = 1,38 a 1,12 V/elemento).Enquanto que para baterias chumbo- ácidos os 
valores estão compreendidos entre Vf1 = 2,15 a 2,2 V/elemento. 
 
d) Valores Característicos de Fabricantes (por elemento) 
A tabela 2, a título de ilustração, mostra uma comparação entre as tensões de 
operação das baterias de diversos fabricantes. Adicionalmente também é 
realizada uma comparação com a norma do GCOI. 
Tabela 2- Tensões de operação de baterias de vários fabricantes 
NIFE EXIDE C & D GCOI TENSÕES DE 
OPERAÇÕES V V V V 
Vf1
2,15 – 2,22 
Rec. 2,20 
2,15 – 2,18 
Rec. 2,18 
2,20 – 2,25 
Rec. 2,20 
2,15 – 2,22 
Vfn 1,75 1,75 1,75 1,75 – 1,82 
Veq
2,35 – 2,40 
Rec. 2,40 
2,20 – 2,45 
Rec. 2,33 
2,33 – 2,40 
Rec. 2,33 
2,30 – 2,45 
Vcp 2,60 – 2,70 ⎯ ⎯ 2,60 a 2,75 
 
 
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CAPÍTULO 12 – NOÇÕES SOBRE SISTEMAS AUXILIARES UTILIZADOS NAS 
SUBESTAÇÕES 
19
 
 
 
e) Número de Elementos 
Para a escolha do número de elementos que irão compor a bateria é necessário 
que se defina as tensões máxima e mínima de funcionamento dos 
equipamentos que o sistema irá alimentar. 
 
A tensão mínima a ser considerada no cálculo do número de elementos de 
uma bateria deverá ser superior à mínima permitida pelos equipamentos. Tal 
justificativa deve-se à queda de tensão introduzida pelos cabos que 
interligarão a bateria aos mesmos. 
 
O número de elementos de uma bateria é definido através das seguintes 
relações: 
 
eqV
máxV1n = 
fnV
mínV2n = 
1fV
nV3n = 
 
Onde: 
Vmáx = Tensão máxima admitida pelos equipamentos; 
Vmín = Tensão mínima admitida pelos equipamentos. 
 
Quando n1 = n2 = n3 , a solução encontrada é a ideal, com o aproveitamento 
máximo da bateria. 
 
Normalmente o que ocorre é encontrarmos valores diferenciados para n. 
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CAPÍTULO 12 – NOÇÕES SOBRE SISTEMAS AUXILIARES UTILIZADOS NAS 
SUBESTAÇÕES 
20
 
 
Neste caso, o valor de n não deve ser superior à relação Vmáx / Vf1, pois neste 
caso, a tensão de flutuação da bateria será maior que a tensão máxima 
admitida pelos equipamentos. Por outro lado, o valor de n não deve ser 
inferior à relação Vmín / Vfn , pois a tensão final de descarga por elemento será 
menor que a normalmente adotada para o cálculo da capacidade da bateria. 
 
f) Tempo de Recarga 
O tempo necessário para a bateria atingir sua plena capacidade após uma 
descarga, será função da tensão aplicada nos elementos e da corrente 
disponível para a bateria. A tabela 3 , ilustra o tempo de carga para as baterias 
tipo chumbo-ácidos da NIFE. 
 
Tabela 3 – Tempo de carga para baterias chumbo- ácidos da NIFE 
TEMPO DE CARGA EM HORAS TENSÃO DE 
CARGA V / Ele. Ic = 0,1 C10 Ic = 0,2 C10
2,2 100 – 120 65 – 80 
2,3 60 – 80 25 – 35 
2,35 45 – 60 20 – 30 
2,4 25 – 30 17 – 20 
2,5 15 – 18 10 – 12 
 
Em função do ciclo de descarga será definido o tempo mais apropriado para a 
recarga da bateria e consequentemente, a tensão de equalização a ser adotada e 
ainda a limitação da corrente inicial. Para subestações e centrais elétricas o 
tempo de recarga é de 10 horas. 
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CAPÍTULO 12 – NOÇÕES SOBRE SISTEMAS AUXILIARES UTILIZADOS NAS 
SUBESTAÇÕES 
21
 
 
Caso o tempo selecionado para efetuar a recarga da bateria, implique em um 
valor da tensão de equalização acima da permitida pelo sistema, tem-se duas 
opções: 
 
9 Dotar o sistema de diodos de queda; 
9 Desligar os consumidores quando da aplicação da carga de equalização. 
 
A tentativa de uma ou outra solução deverá ser analisada em função do 
esquema adotado para a alimentação das cargas. 
 
Verifica-se também, que somente com uma determinada tensão de 
equalização, a bateria pode atingir 100% de sua capacidade. Com base nas 
curvas típicas de carga com tensão constante, determina-se qual poderá ser a 
capacidade recolocada na tensão e tempo escolhido. Se for, por exemplo 90%, 
acrescenta-se 10% da capacidade necessária ao sistema quando a bateria 
estiver com 90% de sua capacidade. 
 
g) Variação da Resistência Interna (Ri) 
Durante a descarga de um acumulador e, portanto segundo seu estado de 
carga, ocorre variação da resistência interna do elemento. Nos acumuladores 
chumbo- ácidos, durante um ciclo de descarga, a densidade do eletrólito 
diminui e, portanto, também à tensão, aumentando, por conseguinte, a 
resistência interna. 
 
 
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CAPÍTULO 12 – NOÇÕES SOBRE SISTEMAS AUXILIARES UTILIZADOS NAS 
SUBESTAÇÕES 
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h) Classificação quanto ao Serviço 
Os acumuladores podem ser classificados em: 
• Estacionários 
• Tracionários 
 
Os estacionários destinam-se a fornecer energia elétrica em casos de picos de 
consumo, ou em caso de falha dos correspondentes carregadores. 
Os tracionários destinam-se a fornecer energia para partida de motores de 
combustão interna, acionamento de freios magnéticos, etc. 
 
 
5.1.2 – CARREGADORES – RETIFICADORES 
 
a) Equação geral 
A figura 7 mostra o circuito elétrico de um carregador-retificador 
 
A
VAC
I
Ip Ic ItRetifi-
cador
 
Figura 7 – circuito elétrico de um carregador de bateria 
 
Com base na figura 7, pode-se escrever: 
 
 I = Ip + Ic + It (1) 
Onde: 
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SUBESTAÇÕES 
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 Ip – perdas na baterias (por auto-descarga); 
 Ic – consumo permanente; 
 It – consumo transitório. 
 
b) Tipos de Carregadores – Retificadores 
 
Podem ser encontrados os seguintes tipos de carregadores – 
retificadores: 
• Não regulados, não ajustáveis (manual); 
• Não regulados, mas com ajuste da tensão de carga e corrente de saída 
(semi-automático); 
• Regulados (automático). 
 
A equação (1) definida acima, só é inteiramente satisfeita pelo 
retificador automático. Desta forma, para subestações e centrais elétricas o 
tipo de retificador apropriado é o automático para carga com tensão constante 
e limitação de corrente. 
O carregador-retificador automático consiste de um sistema de 
transdutores ou SCR, que processam uma realimentação da informação de 
saída para a entrada da ponte retificadora.A figura 8 ilustra o comentário 
realizado. 
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CAPÍTULO 12 – NOÇÕES SOBRE SISTEMAS AUXILIARES UTILIZADOS NAS 
SUBESTAÇÕES 
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Vnom.
V
IInom.(%) 
figura 8 – curva característica de um carregador-retificador. 
 
A partir do joelho da curva o retificador funciona como gerador de 
corrente constante e não de tensão. É uma auto-proteção contra solicitações 
excessivamente altas. 
 
 
c) Características Principais 
 De entrada: 
• Tensão nominal 
• Faixa de variação de tensão (± 15%) 
• Frequência nominal 
• Faixa de variação de frequência (± 5%) 
• Fator de potência (0,6 a 0,85) 
 
De saída: 
• Corrente nominal (limitada ao valor nominal In – ajustável de 50% a 
105% de In) 
• Regulação estática e dinâmica da tensão de saída 
• Tensão de “ripple” 
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CAPÍTULO 12 – NOÇÕES SOBRE SISTEMAS AUXILIARES UTILIZADOS NAS 
SUBESTAÇÕES 
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• Tensão de recarga 
• Tensão de Flutuação 
• Eficiência 
 
OBSERVAÇÕES: 
 
1) Regulação estática da tensão de saída 
Variação permissível da tensão de saída, em regime de flutuação ou de 
carga, sem o emprego de baterias em paralelo com os carregadores. 
Na condição de funcionamento