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1 Disjuntor e Religador Maio de 2021 – Prof. Gênova 2 72,5kV – SIEMENS – SF6 Religador Cooper Power System a vácuo Religador de linha montado em poste à vácuo 3 Disjuntor AT 12D1 BBR-SF6 Disjuntor MT 11T1 PCM-Vácuo 4 Religador 21I1 – a vácuo Religador 21C6 a vácuo 5 1. DEFINIÇÕES Disjuntor: Disjuntores são dispositivos eletro-mecânicos de manobra e proteção, destinados a interromper ou estabelecer circuitos em condições normais de carga, assim como em condições anormais de operação ou defeito, como no caso de sobrecargas ou curtos-circuitos. São concebidos para operar cumprindo um ciclo de operação de abertura e religamentos em condições extremas de curto-circuito. Na alta tensão não é comum usar o religamento no disjuntor, no entanto também é possível promover o religamento, só que em situações bem mais raras. Citamos o exemplo de uma SED que é suprida por somente 1 LT e que devido a este fato é parametrizado no relé, apenas 1 religamento do disjuntor, dando maior confiabilidade a instalação, no caso de faltas transitórias ocorridas na LT. Religador: Já o Religador podemos afirmar que também é um equipamento de disjunção com características semelhantes a de um disjuntor, inclusive construído para cumprir um ciclo de operação pré-estabelecido, em condições extremas de curto circuito, porém sendo incorporada uma unidade de religamento no rele de proteção (função 79), otimizando a forma de operação do equipamento, ou seja, tornando-o com uma unidade inteligente de operação. É comum a utilização do religador em sistemas de média tensão. No caso de disjuntor de média tensão que for utilizado como disjuntor de transferência (11D1), quando for substituir um religador a função 79 deve ser ativada através da seletividade lógica, conforme a OAP (Ordem de ajuste de proteção) correspondente, atendendo a sequência de operação indicada. 6 No sistema de distribuição de média tensão, outra característica do religador é que ele pode ser instalado normalmente em três situações distintas: 1- No barramento de MT, em pátio aberto; 2- Em armário tipo switchgear de MT, em instalação abrigada. 3- Ao longo da rede de distribuição primária, em instalação aérea em poste, sendo então denominado “de religador de linha”. 7 8 Religador instalado em pátio aberto da SED Carga: Rede de distribuição primária. Ex. Alimentador 01C1 Fonte: Transformador de força da SED Barramento de MT (13,8KV) 01B2 01B1 31C1-4 31C1-5 31C1-6 21C1 9 Religadores instalados na Barra de MT da SED ADT em pátio aberto 10 Religador instalado em armário tipo switchgear Metal Enclosed Metal Clad Armário de MT 11 Disjuntor, Religador e TSA montados em armário tipo switchgear, em SED Abrigada. 12 Religador instalado em poste ao longo do alimentador SED Relig. de Linha Zona de proteção 13 14Religador de Linha instalado em estrutura aérea em poste 15 16 A instalação do religador na média tensão proporciona mais confiabilidade para o sistema de distribuição já que ele pode receber comando de religamento no caso de faltas transitórias (85%), evitando o desligamento permanente de energia ao consumidor em todo o alimentador ou em trechos dele, reduzindo dessa forma a influência da falta. 17 2. Principais Características Elétricas dos Disjuntores: - Tensão nominal - Frequência nominal - Corrente nominal - Nível de isolamento - Tensão suportável de impulso - Tensão de restabelecimento transitória - Fator de 1° polo - Corrente de interrupção - Corrente de interrupção simétrica nominal - Corrente suportável de curta duração - Duração nominal da corrente de curto-circuito - Tempo de interrupção Se o meio de extinção do arco voltaico for o SF6: - Pressão nominal. Pressão de alarme, Pressão de bloqueio; 18 Tensão nominal: É o valor eficaz da tensão pela qual o disjuntor é especificado para operação e ao qual são referidos os outros valores nominais Frequência nominal: Corresponde a frequência nominal do sistema elétrico que o disjuntor vai ser instalado, normalmente são fabricados para 50/60Hz; Corrente nominal É o valor eficaz da corrente de regime contínuo que o disjuntor deve ser capaz de conduzir indefinidamente sem que a elevação de temperatura das suas diferentes partes exceda os valores determinados nas condições especificadas nas respectivas normas. Nível de isolamento: É o conjunto de valores de tensões suportáveis nominais que caracterizam o isolamento de um disjuntor em relação a sua capacidade der suportar os esforços dielétricos; 19 Tensão suportável de impulso: É o valor de impulso atmosférico pleno ou de manobra, que um disjuntor suporta em condições previstas de ensaios (valor normalizado); Tensão de restabelecimento transitória (TRT): É a tensão que aparece entre os contatos de um polo do disjuntor, logo apos a interrupção da corrente, no intervalo de tempo que caracteriza o período transitório, antes do amortecimento das oscilações. Essa tensão é responsável pela reignição do arco voltaico. Fator de 1° polo: É dado pela seguinte expressão: TRT/Vmáx Vmáx =tensão máxima do sistema. Ex. Vmáx =72,5kV. Se o Fator de 1° polo =1,5 a TRT=108,75kV. Corrente de interrupção: É a corrente num polo do disjuntor, no instante inicial da formação do arco, durante uma operação de abertura; 20 Corrente de interrupção simétrica nominal: É o valor eficaz da componente alternada da corrente de interrupção nominal em um curto circuito. Este valor representa a capacidade de ruptura do disjuntor e é um dos parâmetros básicos para o seu dimensionamento, em função do nível de curto circuito atual e futuro da instalação; Corrente suportável de curta duração: É o valor eficaz da corrente que um disjuntor pode suportar, na posição fechada, durante um curto intervalo de tempo especificado nas condições prescritas de emprego e funcionamento; Duração nominal da corrente de curto-circuito: É o intervalo de tempo durante a qual o disjuntor, quando frechado, pode suportar a corrente de interrupção simétrica nominal; 21 Tempo de interrupção: Corresponde a soma dos tempos de abertura dos contatos de um polo do disjuntor mais o tempo de arco; Se o meio de extinção do arco voltaico for o SF6: - Pressão nominal: É o valor da pressão do gás SF6, indicada no manômetro, que o disjuntor pode operar com total segurança. Ex. 6,0bar (faixa verde) - Pressão de alarme: É o valor da pressão do gás a partir do qual o disjuntor avisa e sinaliza que está perdendo pressão e poderá entrar em bloqueio, mas ainda poderá ser operado. Ex. 5,2bar;(faixa amarela) - Pressão de bloqueio: É o valor mínimo da pressão que o gás atingiu e a partir do qual não poderá ser realizada manobras com o mesmo. Ex. 5,0bar; (faixa vermelha) 22 23 3. CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO NÍVEL DE TENSÃO: 3.1. Disjuntor e Religador – Disjuntor de Baixa tensão – Disjuntor de Média; – Disjuntor de Alta tensão - Religador em Média tensão Nesse enfoque de subestação distribuidora serão apresentados os disjuntores de MT e AT. 24 3.2. Disjuntor de Média, Alta Tensão ou Extra-Alta Tensão Disjuntor de manobra e proteção , para aplicação na classe de tensão de 15 kV, 36kV, 72,5 kV, 138kV, 230kV, 500kV, 600kV..., podendo ser utilizado em cubículos de proteção de subestações abrigadas de alvenaria ou blindadas industriais ou prediais, uso interno, ou em subestações em pátio aberto, uso externo, como por exemplo, no barramento de 15 kV e 72,5 kV, ou ainda de 15 KV, uso interno em cubículos do tipo switchgear. 25 4. Classificação quanto ao meio de extinção do arco elétrico nos equipamentos de disjunção: • A sopro pneumático (Ar comprimido)• A sopro magnético • A óleo mineral isolante • A vácuo • A gás SF6 (hexafluoreto de enxofre) Nos religadores: • A óleo mineral isolante • A vácuo 26 Atualmente nas Subestações distribuidoras em operação da Concessionária local, podem ser encontrados disjuntores cujo meio de extinção do arco, são do tipo á óleo mineral isolante, à vácuo e a gás SF6. Já para os religadores o que predomina como meio de extinção do arco elétrico, é o óleo mineral isolante e o vácuo; 27 Gás SF6 acondicionado em cilindro para reposição em disjuntor de AT Fornecedor: White Martins 28 5. Classificação quanto ao volume de óleo - Disjuntor (GVO e PVO) - Grande volume de óleo (GVO) – Neste tipo de disjuntor os contatos móveis e fixos são instalados dentro de um tanque de óleo, podendo ser em um único recipiente ou em recipientes separados por polo. Os contatos de cada polo são alojados no interior de uma pequena câmara de extinção formada de um tubo de fenolite robusto e altamente resistente e celas anulares que circunda os contatos. Neste caso é necessário um grande volume de óleo para que o arco não atinja temperaturas perigosas, e seja extinto através do resfriamento dos gases ascendentes. 29 Já nos disjuntores a pequeno volume de óleo (PVO), os contatos são instalados dentro de câmaras de extinção, individualmente separadas e montadas juntamente com a estrutura do mecanismo de comando, em cada polo do disjuntor. Não existe um tanque específico de óleo, pois o óleo é confinado no próprio polo do disjuntor. No disjuntor PVO a extinção do arco se processa na câmara de extinção, que pode ser constituída de 3 partes, o compartimento superior onde são extintas as correntes de pequena intensidade, a base da câmara, juntamente com o cabeçote, que permite a injeção dirigida de óleo mineral isolante sobre o arco elétrico resultante de corentes de grande intensidade, e o canal anelar, que se destina a conduzir o óleo até o arco, em alta pressão. 30 Disjuntor PVO de 15 KV em carrinho extraível Disjuntor PVO de 72,5 KV uso externo 31 Disjuntor GVO 72,5KV, 12T1 PSK com um reservatório por pólo. 32 Disjuntor GVO de 72,5 KV, 12F3 BCR com reservatório único para os 3 polos. 33 Praticamente a grande maioria ainda em operação na Concessionária local, são os disjuntores a PVO, tanto de uso externo como interno em quadros metálicos tipo clad ou switchgear. Ainda podem ser encontrados uma minoria de disjuntores GVO instalados no sistema, nas subestações mais antigas localizadas na capital. Já os religadores a tendência é a substituição dos ainda existentes equipamentos à óleo por a vácuo. Existe um KIT denominado de RETROFIT que transforma um religador de corte a óleo para corte a vácuo. 34 Pátio de AT da SED DID 35 6. Classificação quanto ao comando 6.1-Operação local; 6.2-Operação à distância; 6.3-Operação remota via automação; 6.1- Operação Local: O disjuntor ou religador é operado local quando o operador/eletricista aciona diretamente o mecanismo de comando do equipamento, no quadro de comando, no próprio pátio da SE. Comando elétrico local Comando mecânico local. 36 6.2- Operação à distância: O disjuntor ou religador é operado à distância na sala de comando da subestação com a chave seletora colocada na posição SE, através do acionamento de uma chave de punho, ou através da face do relé digital, ou através do IHM (Interface homem-máquina) teclado, mouse e monitor. 37 Armário com monitor e teclado e relés numéricos/digitais na sala de comando da subestação de distribuição 38 39 6.3- Operação remota via automação: O disjuntor ou religador é operado remotamente à distância, no centro de controle, através do clique do mouse do microcomputador, injetando um pulso positivo de tensão, cujo diagrama de operação da subestação é disponibilizado na tela de um monitor. Este comando é preferencial e a chave seletora localizada no quadro na sala de comando da subestação deve ficar na posição CCS (Centro de controle). 40 41 Com o advento da automação de subestação originárias de sistemas convencionais com relés eletromecânicos que não foram ainda substituídos por relés digitais, foram empregados transdutores para que a informação do estado operacional pudesse chegar a Unidade de terminal remota – UTR e daí transmitida via rádio trunking ou rede de fibra óptica, para os computadores servidores do Centro de Controle do Sistema. Quando se trata de uma obra nova na concepção de uma subestação, é empregada a tecnologia digital para automação da subestação já utilizando uma nova plataforma e uma nova concepção, onde todos os relés 42 são digitais ou IEDs, e algumas das chaves são motorizadas e a cabeação com fibra óptica. De uma forma ou de outra, as informações e os dados são enviadas em tempo real, tratadas na sua respectiva plataforma, e no monitor vai ser indicando a posição visualmente dos seccionadores e equipamentos de disjunção, aberto, fechado, bloqueado, comando local, remoto, leitura de corrente, taxa de envio de dados, e demais informações pertinentes ao sistema automatizado. 43 7. Sinalização do disjuntor e religador O disjuntor ou religador poderá sinalizar de 6 formas distintas, dependendo da subestação que esteja enviando os dados, e o tipo de automação adotada: 7.1-Sinalização visual: local no equipamento no pátio (para qualquer tipo de SE automatizada): 7.1.1- Sinalização mecânica com bandeirola: (1ª) (vermelho=disjuntor ligado, verde=disjuntor desligado) ou a indicação: Aberto Fechado I 44 7.1.2. Sinalização elétrica com lâmpadas de sinalização (2ª) - Lâmpada vermelha: quando acesa indica que o disjuntor/religador está energizado. - Lâmpada verde: quando acesa indica que o disjuntor/religador está desenergizado. 7.2. Sinalização visual no quadro de comando (3ª) (lâmpada vermelha acesa indica disjuntor/religador ligado e lâmpada verde acesa indica disjuntor/religador desligado): 45 7.3. Sinalização visual na face do relé digital multifunção (4ª) Esta sinalização vai depender do modelo e tipo de relé aplicado, no entanto de uma forma geral, as funções habilitadas no relé multifunção são sinalizadas através de LEDs, que indicam visualmente com LED na cor vermelha, em operação e na cor verde, desligado ou atuado. 7.4. Sinalização visual em subestação automatizada digital: 7.4.1. Monitor na sala de comando da subestação (5ª); O diagrama unifilar da subestação é disponibilizado no monitor do PC e cada equipamento empregado na instalação (Disjuntor, Religador, TP, TC, seccionadoras, transformador, etc.) são representados com símbolos. Estando os símbolos e traços de interligação na cor vermelha, indica que a instalação se encontra em operação, energizados. Caso um disjuntor seja desligado por atuação da proteção, ele muda o estado operacional para verde e pisca intermitentemente na tela do monitor. 46 47 7.4.2.Monitor no Centro de Controle (6ª) Na tela do monitor do micro computador da sala de comando ou do CCS, as SEDs são monitoradas 24h por dia, em tempo real. No caso do Centro de Controle, caso uma determinada SED esteja com o unifilar ativo na tela, e um disjuntor / religador de outra SE saia de operação, imediatamente aparecerá na janela de alarme (quadro na parte inferior da tela) uma lista em texto dos equipamentos operados ou que apresentam problemas (sequência de eventos). O despachante do CCS pode ativar imediatamente na tela do monitor, o unifilar da SED que apresentou o problema e a partir daí poderá visualizar o equipamento piscando e um alarme sonoro (bip), indicando a atuação do disjuntor / religador. A cor do disjuntor passa da vermelha para verde, indicando equipamento desligado ou atuado, mas pronto para fechamento; 48 Nessa situação o despachante deveráanalisar quais as proteções que atuaram e com o auxílio do mouse ou teclado, poderá bloquear o alarme bip, e operar o disjuntor que tinha saído de operação, ou dependendo do problema, poderá acionar o operador para comparecer a subestação para avaliação local e demais providências cabíveis. 49 8. Ciclo de operação ou sequência e operação do equipamento de disjunção: Os equipamentos de disjunção, denominados de disjuntores ou religadores, são dimensionados para operar dentro de suas características nominais, considerando o ciclo de operação determinado pelo fabricante. Esta sequência de operação normalmente é padronizada pelas normas internacionais (IEC, ANSI...) e nacional (NBR) O ciclo de operação ou sequencia nominal de operação do disjuntor ou religador, representa a sequência padronizada de operação que o equipamento suporta em condições extremas que ele pode ser submetido, e garantido pelo fabricante, que corresponde as condições de curto circuito máximo, com o surgimento da elevação de temperatura críticas, de forças eletrodinâmicas intensas, dentre outros, que poderiam desestabilizar ou danificar o equipamento.. 50 O ciclo indica a operação de abertura (O) = open, podendo ser seguido ou não, de um retardo intencional de tempo t, e depois a operação de fechamento, seguida imediatamente de outra operação de abertura (CO) = close e open. Pela padronização da ABNT, existem as seguintes variantes que podem ser disponibilizados pelos fabricantes: Para disjuntor/religador previsto para religamento rápido: Ciclo: O – t – CO - t`- CO: t = 0,3 s, t`= 3 min e t’=15seg. Para Un 72,5 kV): O – 0,3 –CO – 3 - CO Para Un<72,5KV: O – 0,3 – CO – 15 – CO Para disjuntor/religador não previsto para religamento rápido: Ciclo 1: CO – t`` - CO Ciclo 2: O – t`` - CO – t```- CO Onde t`` = 15s e t´´´= 3 min. Ex. CO–15s–CO e O–15s-CO 3min - CO O ciclo de operação pode considerar a mola inicialmente carregada. 9. Operação e Controle do ReligadorO religador deve ser automático e capaz de religar o circuito na seqüência pré determinada na OAP (ORDEM DE AJUSTE DE PROTEÇÃO), na operação de abertura e fechamento, seguida de rearme ou bloqueio.Caso o defeito seja permanente, após um pré determinado número de operações, o religador deve permanecer aberto. Para isso o ciclo de operação do equipamento deve ser respeitado plenamente. Neste caso o fechamento deve ser feito manualmente através da chave de comando local/remoto. O religador deve rearmar-se automaticamente, se a falha desaparecer antes do bloqueio. O religador deve ser de bloqueio e abertura livres, elétrica e mecanicamente. 51 O número de religamentos antes do bloqueio deve ser ajustável entre 0 (zero) e 3 (três): 0 religamento = Funciona como disjuntor; (desliga e fica aberto) 1 religamento = Desliga, religa, desliga; (defeito permanente) 2 religamentos = Desliga, religa, desliga, religa, desliga (idem) 3 religamentos = desliga, religa, desliga, religa, desliga, religa, desliga (no caso de defeito permanente). O religador deve permitir que as sequencias de operação possam ser fixadas de várias formas: somente religamentos rápidos, somente religamentos lentos ou uma combinação destes religamentos rápidos e lentos, para defeitos trifásicos, bifásicos ou qualquer um destes em contato com a terra e fase- terra. 52 Ex de ajustes: 1A, 1B, 1A1B, 1A2B, 1A3B, 2A2B. A=curva rápida e B=curva lenta 1I,1T,1I1T, 1I2T, 1I3T,2I2T , I=instantâneo T=temporizado Outro ponto a ser considerado na escolha do número de religamentos, é a topologia da rede de distribuição cujo religador é o responsável. Se a rede aérea passar por uma área muito densa de habitações (casebres, favelas, bairros de periferia), com uma densidade populacional intensa onde a rede possui muita sujeira tipo rabo de pipa, cabo da rede aérea nú com muitas emendas, neste caso é recomendável só 1 religamento. 53 54 Rede de distribuição aérea com muita sujeira nos cabos 55 Aspecto da rede de distribuição aérea com cabo nú na MT-BT ou multiplexado, cabo telefônico, IP convivendo num mesmo espaço aéreo • O religador deve possuir chave de 2 posições, sendo uma para cada função: Uma para Bloquear o religamento (fica como disjuntor). Ex. no caso de trabalho com linha viva a recomendação de segurança é que no período do trabalho da turma naquele circuito, o religamento seja bloqueado. • Uma para Bloquear o trip através do relé de neutro (terra); • A cabine ou quadro de comando deve possuir dispositivos para medição de corrente, proteção de sobrecorrente e religamento. 56 57 Exemplo de trabalho com linha viva que deve ser bloqueado o religamento enquanto a turma estiver fazendo intervenções na rede de distribuição. 58 10. Principais Modelos de disjuntores de MT-AT: Disjuntor de MT para instalação fixa: 59 Disjuntor montado em carrinho extraível 60 Disjuntor montado em armário tipo cabana 61 Detalhe dos contatos de encaixe tipo tulipa de cada polo do disjuntor a vácuo de MT 62 Contatos tipo tulipa do disjuntor coringa de MT extraível do armário switchgear da SED MGY, montado sobre carrinho. 11. Principais tipos de religadores em operação nas distribuidoras no Brasil 63 Religador tipo PR: Fabricante: Westinghouse Tensão nominal: 14,4 KV NBI: 110 KV Corrente nominal: 560 A Interrupção simétrica: 8 kA Freqüência: 50/60 Hz Meio de extinção: câmara imersa em óleo Meio isolante: óleo Tensão da BA: 125 Vcc Tensão da BF: 125 Vcc 64 Religador com câmara de extinção imersa em óleo 65 C â m a ra d e e x ti n ç ã o 66 Religador tipo PRM Fab. Westinghouse Tensão nominal: 14,4 KV NBI: 110 KV Corrente nominal: 560 A Capacidade máxima de interrupção simétrica: 16 KA Freqüência: 50/60 Hz Meio de extinção: câmara imersa em óleo Meio isolante: óleo Tensão da BA: 125 Vcc Tensão da BF: 125 Vcc 67 Religador tipo ES Fabricante: Westinghouse Tensão nominal: 15,5 KV NBI: 110 KV Corrente nominal: 560 A Capacidade máxima de interrupção simétrica: 8 KA Freqüência: 50/60 Hz Meio de extinção: câmara imersa em óleo Meio isolante: óleo Tensão da BA: 125 Vcc Tensão da BF: 125 Vcc 68 Religador tipo ESM Fabricante: Westinghouse Tensão nominal: 15,5 KV NBI: 110 KV Corrente nominal: 560/800 A Cap.máx. int.simétrica: 16 KA Freqüência: 50/60 Hz Meio de extinção: câmara imersa em óleo Meio isolante: óleo Tensão da BA: 125 Vcc Tensão da BF: 125 Vcc Tanque de óleo com separador de fibra isolante por polo. A lt u ra d o t a n q u e 69 Religador tipo ESV 1516 Fabricante: Westinghouse Meio de extinção: vácuo Meio isolante: óleo. Tensão nominal: 14,4 KV NBI: 110 KV Corrente nominal: 800 A Cap.máx.int.simétrica: 16 KA Freqüência: 50/60 São equipados com controle eletrônico/microprocessados, que permitem a rápida seleção de curvas de proteção de fase e terra, bem como o ajuste do programa de religamento. A lt u ra d o ta n q u e 70 Detalhe do tanque rebaixado, onde podem ser visualizadas o lado interno das buchas de MT e as garrafas de vácuo interligando as buchas do lado source e load. Observe também que com eliminação da câmara de corte no óleo, o tanque pode ter suas dimensões reduzidas. 71 Religador SEV 560, com a caixa de controle acoplada a caixa do tanque do religador. Versões SEV 280, para montagem em poste e o SEV 560 para montagem em subestação. meio de extinção é o vácuo O meio isolante é o óleo mineral. Tensão nominal: 14,4 KV, NBI: 110 KV f = 50/60 HZ Religador tipo KF, uso externo em SED ou Alimentador. •Fabricação: Mc Graw Edson / Cooper •Tensão nominal: 14,5 KV •NBI = 110 KV •Corrente nominal: 400 A •Capacidade máxima de interrupção: 6 kA •Freqüência: 50/60 Hz 72 • Religador uso externo da INEPAR (tipo fogão) • Utiliza disjuntora vácuo tipo VE, fixo. • Tensão nominal: 15 KV • Corrente nominal : 800 A • Icc simétrica: 25 KA • NBI: 110 KV • Proteção tipo PL-150, com relés microprocessados. • Proteções incorporadas: proteção contra sobrecorrente instantânea e temporizada, de fases A,B,C e neutro e relé de religamento (50/51ABC + 50/51N + 79). • BA: 125 Vcc • (70 a 110% Vn) • BF: 125 Vcc • (85 a 110% Vn) 73 Detalhe de um armário tipo switchgear com o operador retirando um equipamento que foi extraído do quadro, em um carrinho auxiliar. 74 12. Disjuntor tripolar 3AP1FG, da SIEMENS O disjuntor 3AP1 é um disjuntor tripolar, do tipo auto compressão, para instalação ao tempo, utilizando como meio isolante e extintor o gás SF6 75 12.1-Características técnicas: item Unid. Valor Tensão nominal KV 72,5 Frequência nominal Hz 50/60 Corrente nominal A 3150 Corrente de desconexão em curto-circuito KA 40 Corrente de conexão nominal KA 100 Duração do curto-circuito nominal s 3 Sequência de operação: O-0,3s–CO-3min-CO-CO-15s-CO Disparador Normal Rápido Duração mínima de comando ms 80 80 Tempo de fechamento ms 55±8 46±8 Tempo de abertura ms 30±4 23±3 Tempo de arco ms ≤ 23 ≤ 23 Tempo de interrupção ms ≤ 57 ≤ 49 Tempo fechamento abertura ms 30±10 30±10 Agente de extinção do arco voltaico SF6 Pressão nominal a 20° bar 6,0 Alarme de perda de SF6 a 20° bar 5,2 Bloqueio de funcionamento do SF6 a 20° bar 5,0 Pressão mínima do SF6 para manobra mecânica bar 3,0 1 ciclo = 1/60s = 0,0167s = = 16,7x10-3 s = 16,7ms Temperatura de serviço: O interruptor de potência foi concebido para ser aplicado a uma margem de temperaturas ambientes de – 30 °C a + 55 °C O disjuntor é dotado de um acionamento comum de mola acumuladora para as 3 fases, de forma que o mesmo é apropriado para a interrupção tripolar instantânea. 76 Curva de abastecimento do SF6 e valores de reação do controlador de densidade do disjuntor de potência 3AP1 FG de 72,5KV-SIEMENS. a) Pressão de abastecimento do SF6 (linha de densidade nominal) b) Mensagem „Perda de SF6“ c) Bloqueio de funcionamento do SF6 e) Linha de liquidificação Exercício: Determine qual o valor de pressão nominal, de alarme e de bloqueio, que deve ser ajustado o manômetro para a instalação do disjuntor a SF6 numa subestação cuja local tem uma temperatura média de 30° C. Solução: Consultando o gráfico da curva de abastecimento, temos as seguintes informações: Para t=20°C: (ajuste de fábrica) a=6,0 bar b=5,2 bar c=5,0 bar No gráfico para t=30°C, b=5,5 bar; Sabendo-se que neste ponto as retas são praticamente paralelas: a-b=0,8 bar b-c=0,2 bar Então para t=30°C, teremos: a=0,8+b=0,8+5,5= 6,3 bar c=b-0,2=5,5-0,2= 5,3 bar 77 W1=terminal de abastecimento 12.2-Extinção do arco voltaico no disjuntor de potência com tecnologia a gás SF6, referência 3AP1FG, da SIEMENS: 78 Polo com contato aberto 79 a) DJ ligado posição de comutação b) Desligamento: contato principal aberto c) Desligamento: contato do arco voltaico aberto d) DJ desligado posição de comutação Arco Voltaico Gás SF6 Gás SF6 comprimido C o n ta to f ix o C o n ta to m ó v e l G á s S F 6 • Legenda/significado 80 Durante o processo de abertura do DJ, o contacto principal abre e o contato de arco ao iniciar a abertura gera um arco conforme a Fig.1c (traços pretos). Ao mesmo tempo, o cilindro de aquecimento 22.41 move-se para baixo e comprime o gás SF6 entre o pistão 22.11.17 e o grupo de válvulas 22.11.19. Isto faz com que o gás de extinção seja forçado a fluir no sentido oposto ao movimento das peças móveis de contato através da válvula de retenção 22.11.18 para o cilindro de aquecimento e através da fenda entre o contato de tubo 22.11 e a tubeira de extinção, promove a extinção do arco voltaico. 81 13. Diagrama unifilar proteção de um disjuntor – Esquema genérico Barra 13,8 KV D (52) TC BA R P - + 125 Vcc SE LEGENDA SE – subestação distribuidora D (52) – Disjuntor de 15 KV TC – Transf. de corrente R – Relé de atuação BA – bobina de abertura P – Contato NA do relé de proteção 125 Vcc – fonte de CC das baterias estacionárias da SE 82 Circuito elétrico de comando automático de um disjuntor: 01 01 01 NAF F P A 52 52 52 52 125 Vcc b b a b 52 52 BF BA Fig. 26 C VM VD 83 Disjuntor SF6, 72,5 kV – SCHNEIDER ELECTRIC 84 I 0 85 39 5050 BA BF Mola fechamento 86 Item Componente 31 - Motor de armamento 32 - Redutor de armamento 33 - Sistema de catraca de armamento 34 - Alavanca de armamento manual 37 - Árvore de armamento 38 - Came de fechamento 39 - Mola de fechamento 40 - Engate de fechamento 41 - Bobina de fechamento 42 - Árvore de saída do comando 43 - Gatilho de abertura 44 - Biela de acoplamento 45 - Mola de abertura 46 - Disparador de abertura 47 - Bobina de abertura 48 - Contatos auxiliares 49 - Indicador de posições do disjuntor fechado / aberto 50 - Contador de operações 51 - Árvore intermediária entre o comando e os polos 52 - Manivela de comando dos polos 53 - Indicador de posições do comando (armado/desarmado) L e g e n d a 87 A lim e n ta ç ã o 1 2 5 V c c A b e rt u ra b o b in a p re s s ã o d o G á s S F 6 (6 ,0 b a r) 2 ° e s tá g io C o m a n d o l o c a l C o m a n d o r e m o to C o m a n d o l o c a l C o m a n d o r e m o to 88 B a ix a p re s s ã o d o G á s S F 6 ( 6 ,2 b a r) 1 °e s tá g io (a la rm e ) S in a liz a ç ã o L o c a l \ re m o to B a ix a p re s s ã o d o G á s S F 6 ( 6 ,0 b a r) 2 °e s tá g io (b lo q u e io ) C o m a n d o d e s a rm a d o A lim e n ta ç ã o 1 2 5 V c c A lim e n ta ç ã o 2 2 0 V c a 89 Itens de controle: Pressão do gás SF6: 6,8 Bar Tempo de interrupção: 50ms Resistência de contato (μΩ) Resistência de isolamento: (MΩ) 90 91 Manômetro indicando faixa de nível do gás SF6 no polo do disjuntor Faixa Cor SIGNIFICADO 1 Verde Nível de pressão adequada, 6,8bar 2 Amarela Nível de pressão crítica (alarme), 6,2bar 3 Vermelha Nível de pressão de bloqueio, 6,0bar 92 Seqüência de fechamento e abertura do disjuntor: mola distendida-mola descarregada. M o la d e f e c h a m e n to M o la d e a b e rt u ra Mola distendida (tensionada) Mola descarregada (frouxa)( 1 2 3 4 5 D J d e s lig a d o M o to r lig a d o F e c h a m e n to D J L ig a d o A b e rt u ra 1 2 3 4 5 93 Comando manual mecânico: - Um sistema de comando manual de abertura e fechamento, acionado por botoeiras mecânicas possibilita manobrar o disjuntor em caso de ausência de tensão nos circuitos de comando. - Obs. Este comando mecânicotambém é utilizado quando dos trabalhos de manutenção e testes do disjuntor no pátio. ATENÇÃO! Perigo! - A manobra do disjuntor pelos botões mecânicos “0” de abertura e “I” de fechamento, não está condicionado a nenhum intertravamento ou proteção. IMPORTANTE! - Portanto é imprescindível que o operador quando for operar pelo comando mecânico, observe no manômetro externo, o nível de gás SF6 para efetuar a operação com segurança. - A chave seletora (43) local/remota, na posição “local”, impede a manobra remota do disjuntor. Na posição “remota”, impede a manobra local, pelos botões elétricos. - A manobra do disjuntor pelos botões mecânicos não está condicionada à posição do seletor local/remoto. 94 Pressostato indicador de pressão do gás SF6 no disjuntor a gás; Faixa Verde = Operação normal; Faixa Amarela = Operação ainda possível e Alarme; Faixa Vermelha = Bloqueio de operação. 95 Evidência de reposição do gás num disjuntor a SF6 de 72,5kV. Detalhe da seccionadora aberta e disjuntor desligado 96 14. Conclusão: A filosofia de operação adotada no marco operativo indica que toda subestação automatizada seja operada remotamente pelo Centro de Controle do Sistema-CCS, como opção preferencial, por razões de segurança e qualidade da operação, além de razões de ordem econômica. Quando for necessário intervir na própria subestação, também a opção preferencial é a operação através do IHM, na sala de comando da SED, a não ser que o equipamento não esteja aceitando comando remoto, ou durante a manutenção preventiva onde é testado o comando local, com a opção de comando elétrico por botoeiras ou mecânico local no próprio quadro do disjuntor. 97 Dados de placa de um disjuntor a gás SF6 de AT Fator de 1° polo=TRT/V.máx Onde TRT=Tensão de restabelecimento transitório. TRT É a tensão que aparece entre os contatos de um polo de um disjuntor logo após a interrupção da corrente no intervalo de tempo que caracteriza o período transitório. V.máx=tensão máxima do sistema. Ex. V.máx.=72,5KV A rigidez dielétrica do meio extintor deve ser superior a TRT 98 Placa do religador automático Bibliografia 1. Manual de equipamentos elétricos – Volume 1 - João Mamede Filho, LTC. 2. Manual do religador NOVA 15 –Cooper Power Systems; 3. Manual - Introdução a abertura de circuitos de potência e classe dos religadores – Westinghouse; 4. Estaciones transformadoras y de distribuición – Zoppetti 5. Estaciones de transformacion y distribuicion – Proteção de sistemas electricos – Enciclopédia CEAC de Eletricidad. 6. Apostilha-tecnologia dos disjuntores COELCE- DETRE 7. Catalogo de disjuntor PVO de MT Begin 8. Manual de operação e manutenção do Disjuntor à gás SF6 SFEL,72,5 KV 99 9. Manual de operação e manutenção do Disjuntor à gás SF6, SB6 72,5 KV ; 10. Especificação Técnica – ET de disjuntores 15 KV – COELCE; 11. Catálogo - Disjuntor PVO extraível 15 KV AEG 12. Catálogo - Disjuntor PVO extraível 15 KV Sprescher Energie; 13. Manual do Disjuntor PVO em cubículo metálico 15KV SIEMENS 14. Catálogo - Disjuntor à vácuo, extraível, 15 KV AEG 15. Manual do Disjuntor à vácuo p/ Bco. capacitor, 15 KV – EMA; 16.Catálogo - Disjuntor à gás SF6 para 230 KV GEC Switchear; 100
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