Proteção de Sistemas Elétricos

DISJUNTORES

DISJUNTORES PROTEO DE SISTEMAS ELTRICOS

UNIFACS - 2006


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1. DEFINIO.2. PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO.3. PRINCPIO DE EXTINO.4. ENFOQUE NA PROTEO.5. O DISJUNTOR NO SISTEMA.

*dfdsfasf

DEFINIO


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Disjuntores so dispositivos eletromecnicos de proteo, capaz de estabelecer, conduzir e interromper correntes nas condies normais do circuito, assim como estabelecer, conduzir durante um tempo especificado e interromper correntes sob condies anormais especificadas do circuito, tais como as de curto-circuito ou de sobrecarga.

*Esse um conceito geral de disjuntores, tanto de baixa quanto de alta tenso. Podemos fazer uma ressalva da diferena bsica entre disjuntores de alta e disjuntores de baixa. Os disjuntores de baixa que utilizamos em pains possuem a funo de disjuno (como chaves) e possuem um rel integrado que detectam anormalidades como sobrecorrente e curto-circuitos. Os disjuntores de alta no possuem rels integrados. Eles so burros. No exergam anormalidades do sistema. Essa funo feita pelo rel que manda um comando para o disjuntor operar.


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PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO (ABERTURA / FECHAMENTO)


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ELETRO-PNEUMTICOS;

ELETRO-HIDRULICOS;

ELETRO-MECNICOS (MOLA-MOLA)

ELETRO-PNEUMTICOS


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Utilizam a fora do ar pressurizado para mover o dispositivo mecnico.

Disjuntor ABB 138 kV

ELETRO-HIDRULICOS


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Utilizam a fora do leo hidrulico pressurizado para mover o dispositivo mecnico.

ELETRO-HIDRULICOS


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Disjuntor SIEMENS 3AT4/5

ELETRO-HIDRULICOS


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Vlvula principalManmetroReservatrio de leoPressostatoVlvula de retenoFiltroBomba de leoMotorVlvula redutoraVlvula(s) pilotoPisto de acionamentoAcumulador hidrulicoY1 Bobina de fechamento

ELETRO-HIDRULICOS


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Fechamento

ELETRO-HIDRULICOS


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Abertura

ELETRO-MECNICOS (Mola-Mola)


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Disjuntor SIEMENS 3AP

ELETRO-MECNICOS (Mola-Mola)DISJUNTORES PROTEO DE SISTEMAS ELTRICOS

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Disjuntor SIEMENS 3AP

Fotos Montagem

PRINCPIO DE EXTINO DO ARCO ELTRICO


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O ARCO ELTRICO:

*Esse vdeo mostra uma abertura de uma chve seccionadora em carga. Chaves seccionadoras no so feitas para abrir em carga. Elas no possuem meio extintor do arco eltrico.



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O processo de interrupoO processo de interrupo confunde-se com o estudo e modelagem do arco voltaico, estudo este dos mais interessantes (e complicados!). Vrios estudiosos se dedicaram ao tema sem que se tenha uma equao definitiva. Abaixo um esquema no qual se tem uma descrio simplificada do mecanismo de interrupo.



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Eliminao do arco voltaico

O meio mais eficaz de desionizao da zona do arco num disjuntor a substituiodo gs ionizado por novas quantidades de gs desionizado, geralmente atravs deum sopro produzido por um dispositivo adequado. Este sopro tem o efeito de diminuir a temperatura da regio do arco, dificultando a ionizao, e de substituir as molculas decompostas por novas molculas do meioisolante. Fatores positivos para a desionizao:Boa condutividade trmica do meio extintor (transfere grandes quantidades de calor

para as camadas externas do invlucro de gs, resfriando a zona do arco).b) Presso adequada do meio extintor.

PRINCPIO DE EXTINO DO ARCO ELTRICODISJUNTORES PROTEO DE SISTEMAS ELTRICOS

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VCUO;

LEO ISOLANTE;

SF6.

PRINCPIO DE EXTINO DO ARCO ELTRICO - SF6


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Comando dos Disjuntores:Local;Remoto Manual (Sala de Comando Manobras):Atravs de Botoeiras/Chaves;IHM;Telecomando (Centro de Operaes);Pela Proteo (Intrnsecas e Rels).

DISJUNTORES ENFOQUE NA PROTEO


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Protees Intrnsecas:Comandos por:Presso de leo;Presso de gs;Falha no disjuntor.



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QUADRO ANUNCIADORQUADRO ANUNCIADOR 1QUADRO ANUNCIADOR 2

Comandos por rels:Sobrecorrente;Sobretenso;Subtenso*;Curto-Circuito;Falha no Disjuntor.



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Comandos por relsDISJUNTORES ENFOQUE NA PROTEODISJUNTORES PROTEO DE SISTEMAS ELTRICOSUNIFACS - 2006

TPTCRELD

Comandos por relsDISJUNTORES ENFOQUE NA PROTEODISJUNTORES PROTEO DE SISTEMAS ELTRICOS

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SINAIS DE CORRENTE E TENSOTPTCRELDPROCESSAMENTO DA INFORMAO

ABERTOFECHADO

Comandos por relsDISJUNTORES ENFOQUE NA PROTEODISJUNTORES PROTEO DE SISTEMAS ELTRICOS

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SINAIS DE CORRENTE E TENSOTPTCRELDCOMANDO AO DISJUNTORPROCESSAMENTO DA INFORMAO

ABERTOFECHADO

SincronizadorDISJUNTORES ENFOQUE NA PROTEODISJUNTORES PROTEO DE SISTEMAS ELTRICOS

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Diagrama Unifilar SE FUNIL - CHESF

O DISJUNTOR NO SISTEMADISJUNTORES PROTEO DE SISTEMAS ELTRICOS

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Arranjo de Barra Dupla Trs Chaves com Disjuntor de Transferncia.DISJUNTORES PROTEO DE SISTEMAS ELTRICOSUNIFACS - 2006

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DT

SadasSadas

Transferncia de disjuntor em caso de falha ou manuteno.Passos da Manobra:Fecha-se a chave de transferncia do disjuntor a ser transferido;

DISJUNTORES PROTEO DE SISTEMAS ELTRICOSUNIFACS - 2006

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DT

Transferncia de disjuntor em caso de falha ou manuteno.Passos da Manobra:Fecha-se a chave de transferncia do disjuntor a ser transferido;Fecham-se as chaves do disjuntor de transferncia;


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DT

Transferncia de disjuntor em caso de falha ou manuteno.Passos da Manobra:Fecha-se a chave de transferncia do disjuntor a ser transferido;Fecham-se as chaves do disjuntor de transferncia;Fecha-se o disjuntor de transferncia;


D1

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DT

Transferncia de disjuntor em caso de falha ou manuteno.Passos da Manobra:Fecha-se a chave de transferncia do disjuntor a ser transferido;Fecham-se as chaves do disjuntor de transferncia;Fecha-se o disjuntor de transferncia;Abre-se o disjuntor D1


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DT

Transferncia de disjuntor em caso de falha ou manuteno.Passos da Manobra:Fecha-se a chave de transferncia do disjuntor a ser transferido;Fecham-se as chaves do disjuntor de transferncia;Fecha-se o disjuntor de transferncia;Abre-se o disjuntor D1Abre-se as chaves do disjuntor D1


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Esquema de falhas:FuncionamentoDISJUNTORES PROTEO DE SISTEMAS ELTRICOSUNIFACS - 2006

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SadasSadas

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SadasSadas

DLCurto-Circuito


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SadasSadas

DLCurto-CircuitoOrdem de Abertura ao Disjuntor


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SadasSadas

DLCurto-CircuitoFalha no Disjuntor!


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SadasSadas

DLCurto-CircuitoNova ordem de Abertura ao Disjuntor


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SadasSadas

DLCurto-CircuitoNovamente falha no Disjuntor!


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SadasSadas

DLCurto-CircuitoAtua o ESQUEMA DE FALHAS


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SadasSadas

DLCurto-CircuitoOrdem de abertura aos Disjuntores de Barra para no propagar o Curto.

Religador Vcuo COOPER 34,5 kVRELIGADORESDISJUNTORES PROTEO DE SISTEMAS ELTRICOS

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Equipamentos similares aos disjuntores com relao a funcionalidade no sistema eltrico de potncia;

Utilizado em redes de distribuio (geralmente at 34,5 kV);

Maior agilidade nas manobras (menor tempo entre operaes);

Religamentos programados.

RELIGADORESDISJUNTORES PROTEO DE SISTEMAS ELTRICOS

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FIMDISJUNTORES PROTEO DE SISTEMAS ELTRICOS

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Superviso da presso de leo

455 -------------------Presso contra o batente

350 -------------------Vlvula de segurana

345 3 -------------Sinal de perda de N2K8

313 3 ------------- Comando da bombaK1

303 3 ------------- Bloqueio de religamento rpidoK4

273 3 ------------- Bloqueio de fechamento-mn. presso de leo K2

253 3 ------------- Bloqueio geralK5

200 ------------------ Presso de pr-enchimento do acumulador a 20 C

Acionamento hidrulicoPesoTenso do motorPotncia do motorTenso de controlePotncia de disparo

67 (3AT2/3)/180 (3AT4/5) kg48...220 V DC/127...500 V AC780 W DC/1100 W AC110...220 V DC

Armrio de comando disjuntor do 3AT

3ATDados tcnicos - meio de extino SF65.7/5.2 (550 kV) bar5.5/5.0 (550 kV) bar

3.0 bar58 . . . 102 kg1762 . . . 1930 l6 bar3.25 kg99 . . . 117 kg2019 . . . 2388 l6.5 bar6.5 kg5.7 bar5.5 bar

3.0 bar

Bloqueio geral- No caso de insuficincia de presso impede a abertura ou fechamento do disjuntor- Se a tenso de alimentao faltar, contatos NA em srie no circuito se abrem- O bloqueio geral afeta os trs plos, mesmo que somente um atenda ao bloqueioBloqueio de Fechamento- Presso de SF6 baixa a valores inadmissveis ( reao a B4 K5 / K10 )- Presso de leo insuficiente p/ 1 operao de fechamento aps 1 abertura ( reao a B2 K2 )- Vazamento de N2 ( reao a B1 K81 / K14 )- Comando de fechamento no desligado ( reao ao anti bombeamento K7 )- Na atuao da discordncia de plos ( reao a K61 / K63 )- Falta da tenso de comando ( desenergizao de K12 )Bloqueio de Abertura - Presso de SF6 baixa a valores inadmissveis ( reao a B4 K5 )- Presso de leo insuficiente para o trip ( reao a B2 K3 )- Vazamento de N2 diagnosticado 3 horas antes ( reao a B1 K81 / K14 )- Falta da tenso de comando ( desenergizao de K12 )

CIRCUITO DE FECHAMENTO

S22 Chave local-remoto-manutenoY1 Disparador de fechamentoK12 Bloqueio de fechamentoS1 - Chave auxiliarK7 - Contator ( antibombeamento )V1 - Varistor ( proteo sobretenso)K21 Contator ( fechamento local )

CIRCUITO DE ABERTURA

S22 Chave local-remoto-manutenoY2 Disparador de aberturaK10 Bloqueio Geral ( leo, N2, SF6 )S2 - Chave auxiliarK24 - Contator ( abertura local )R20 ResistorC1 - Capacitor K61 Contator ( Discordncia de plos )

COMANDO BOMBA

B1 Pressostato ( comando bomba - 313 bar )K15 Rele de tempoF1 - Rele bimetlicoK81 - Rele ( perda de N2 )K9 - Contator ( comando bomba )

MOTOR

M1 Motor 1,32 kWF1 Rel bimetlicoK9 - Contator ( comando da bomba )K33 - Contator ( superv. tenso CA )F24 - Disjuntor ( proteo motor )

AQUECIMENTOR1 - Resistores de aquecimentoR2 - Resistores de aquecimentoR7 - Resistores de aquecimentoR5 - Resistores de aquecimentoR19 - Resistores de aquecimentoE1 - LmpadaS10 - Chave auxiliarB8 - Termostato

ALARME / BLOQUEIO SF6

1 Estgio( 5,7 -0,2 bar )B4 - Densmetro ( contatos 11, 12, 13)K6 - Contator ( alarme )

2 Estgio( 5,5 -0,2 bar )B4 - Densmetro ( contatos 21, 22, 23)K5 - Contator ( bloqueio )1 Estgio2 Estgio

ALARME / BLOQUEIO LEO( 303 bar) B1 - Pressostato ( contatos 7, 8, 9 )K4 - Rel ( leo )R17 - Resistor ( Atenuao )C4 - Capacitor ( Atenuao )

ALARME / BLOQUEIO LEO( 273 bar) B2 - Pressostato ( contatos 4, 5, 6 )K2 - Rel ( leo )K12 Bloqueio de fechamentoR16 - Resistor ( Atenuao )C2 - Capacitor ( Atenuao )

ALARME / BLOQUEIO LEO( 253 bar) B2 - Pressostato ( contatos 1, 2, 3 )K10 Bloqueio Geral ( leo, N2, SF6 )K3 - Contator (bloqueio )

Sincronizador PSD-01Manobras sincronizadas com disjuntores de alta tensoMinimizao de stress eletrodinmico e dieltrico de equipamentos de rede eltrica com a utilizao do sincronizador PSD-01 da Siemens

. O aparelho para manobras controladas PSD-01 utilizado para reduzir esforos eletrodinmicos e dieltricos na rede, que podem ser causa-dos por manobras de disjuntores de alta tenso.

. O aparelho para manobras controladas interligado ao controle da subestao de tal maneira que somente os comandos de manobra so processados no PSD-01.. Aps o PSD-01 receber um comando ser inicialmente registrado o posicionamento das fases. Os instantes de abertura e fechamento so sempre relacionados a uma passagem pelo zero da tenso ou corrente. Dependendo do tipo de carga o comando de manobra ser transmitido para a bobina do disjuntor com um atraso adequado e compensado, levando em considerao a relao de fase.

*

Carga CapacitivaQuando um capacitor descarregado (carga capacitiva), o qual tem uma baixa resistncia, energizado, haver um forte processo transitrio de compensao tal como sobretenses e correntes de inrush, quando ele conectado perto do mximo de tenso. Para obter a menor diferena de potencial durante a energizao, a operao do disjuntor deve ocorrer nas vizinhanas do zero de tenso. Carga IndutivaQuando uma bobina (carga indutiva), a qual significa uma alta resistncia, energizada, grandes diferenas de corrente no instante da energizao requerem um grande aumento de corrente e isso causa altas sobretenses. Por isso mais favorvel operar o disjuntor nas vizinhanas do zero de corrente, isto nas vizinhanas do mximo da tenso.Instante de manobra otimizada Parte 1PSD Generalidades ( cont. )

*

Sincronizador PSD-01Reduo de stress criado nas manobras de abertura e fechamento

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Sincronizador PSD-01Manobras sincronizadas com disjuntores de alta tenso

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Manobras de correntes indutivas e capacitivas

.Carga Indutiva

.Fechamento.AberturaiUl.U tenso da rede. I - corrente.U tenso da rede. I corrente.U tenso entre contatos do disjuntor.U tenso no reator.UL=L di/dt

Diagrama

*

Fluxo de dados

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Sincronizador PSD-01Energizao de um banco de capacitorescontroladaNo controlada-2-1012020406080t / msu / kVPre arcoAplicao: primeiro plo a fechar de uma banco de capacitores aterrado em um sistema solidamente aterrado

Sincronizador PSD-01Exemplo de fechamento com manobra controlada de carga indutiva

tbreaker=f(J,p,U_DC)tdelayContatos do disjuntorSincronizao do comandoPara a bobina de fechamento

Comando manualcruzamentocom zerotensoFase A

Sincronizador PSD-01Exemplo de abertura com manobra controlada de carga indutiva

tbreakertdelaytarccontatos do disjuntorsincronizao de comando para a bobina de aberturacomandoabertura manualcruzamentocom zerocorrentefase A

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