aula 02.3 pcrm (cabine primaria)

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CABINE PRIMÁRIACONJUNTOS DE MANOBRA E CONTROLE PARA TENSÕES DE

1,0 kV até 36,2kV

PREVENÇÃO E CONTROLE DE RISCOS EM MÁQUINAS

AULA 02.3 (Cabine Primaria)

Introdução.

Os consumidores que necessitam de uma potência instalada superior a 75 kW e demanda igual ou inferior a 2500 kW podem solicitar o fornecimento de energia em tensão primária de distribuição ou em casos especiais nos quais podem atingir até uma demanda de 5000 kW dependendo das condições da concessionária. Isto posto deve se construir uma cabine primária também denominada posto primária.

De acordo com a norma ABNT NBR-6979, a nomenclatura correta é:CONJUNTOS DE MANOBRA E CONTROLE PARA TENSÕES DE 1,0 kV até 36,2kV



A tensão de fornecimento é em media tensão (1,0 kV até36,2 kV), a tensão mais comum e também a que encontramos emnossa região é a tensão de 13.800 VCA (teórico) 13.200 VCA(Prático), em outras regiões encontramos tensões de 24.000 VCAe 3.600 VCA, pelo fato de estarmos lidando com uma diferençade potencial tão elevada e muito importante observarmos todosos requisitos de segurança estabelecidos pelas normas.



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Tipos de Conjuntos de Manobra e Controle do ponto de vista estrutural;

Simplificado em alvenaria;Simplificado blindado (Uso interno ou externo);Simplificado em poste único;Simplificado em plataforma;Convencional em alvenaria;Convencional blindado (Uso interno ou externo);



Os conjuntos de manobra em alvenaria, tem seusequipamentos instalados em edificação civil, o ramal dealimentação pode ser aéreo ou subterrâneo.

Os conjuntos de manobras blindados são constituídos deuma estrutura metálica, onde os componentes são instalados,apresentam alto nível de segurança, pois na necessidade demanobras, todas as partes energizadas ficam confinadas.



É importante ressaltar que o fabricante deste tipo deconjunto de manobras deve submeter um protótipo aos ensaiosconforme estabelecidos pela norma ABNT NBR-6979, e tambémhomologar seu projeto junto às concessionárias de distribuiçãode energia.

O conjunto de manobras simplificado com transformadorúnico só e permitido conforme norma ABNT-NBR 14039, parainstalações com demandas máximas de até 300 kVA, sendo quesua proteção na alta pode ser feita por fusíveis, e na baixa pordisjuntores com disparador térmico e magnético.



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A medição neste tipo de conjunto e feita na baixa tensão,no tipo convencional a medição e feita na alta tensão e suaproteção deve ser feita por chave disjuntora na alta atuandoatravés de bobina de desligamento por reles de proteção indiretacom as funções ANSI 50-51 e 50-51N, este rele eletrônicopermite um detalhamento da parametrização de sua curva deatuação, garantindo assim sua atuação com maior precisão, paraeste tipo de conjunto pode se utilizar um ou maistransformadores.

Independente do tipo de conjunto de manobras, as partesbásicas são:



Ramal de entrada;

Conexão dos condutores do ramal de entrada ao conjuntode manobras, devido à mudança do tipo de isolação do condutor,faz se necessário a instalação de terminações nas extremidadesdos condutores (somente no caso de ramal de entradasubterrâneo), assim como a instalação de pára-raios de linhatanto para ramal de entrada subterrâneo quando para ramal deentrada aéreo.



Simplificado em alvenaria;



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Simplificado em alvenaria;



Simplificado blindado Instalação ao tempo;



Simplificado blindado Instalação ao tempo;



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Simplificado blindado abrigado



Ramal de derivação subterrâneo



Ramal de derivação subterrâneo



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Cubículo de entrada.



Chave seccionadora na entrada



Proteção por fusíveis na Alta Tensão



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Cubículo de transformação



Medição concessionária



Simplificado em poste único;



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Simplificado em plataforma “estaleiro”;



Convencional em alvenaria;






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Convencional blindado instalação abrigada;



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Convencional blindado instalação abrigada;



Convencional blindado instalação ao tempo;






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RAMAL DE ENTRADA MT



RAMAL DE ENTRADA MT



RAMAL DE ENTRADA MT



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RAMAL DE ENTRADA MT



RAMAL DE ENTRADA MT



RAMAL DE ENTRADA MT CHAVE FUSÍVEL INDICADORA



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RAMAL DE ENTRADA MT MUFLA 15KV (TERMINAÇÃO) EXTREMIDADE EXTERNA



RAMAL DE ENTRADA MT AÉREO






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Medição;

Onde os equipamentos de medição (TCs, TPs e medidor) depropriedade da concessionária são instalados, deve ser de acordo como padrão exigido pela concessionária.



Medição;



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Medição;



Medição;



Proteção;

No caso de conjuntos convencionais, através de chave disjuntorae rele de proteção indireta.

No caso de conjuntos simplificados, através de fusíveis na alta edisjuntor com disparador térmico e magnético na baixa tensão.



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Proteção;

ABNT NBR 14039:2005. EMENDA 1

Transformadores de tensão. O secundário dos transformadores de tensãodeve ser protegido contra os defeitos a jusante por fusíveis de baixa tensão, salvo emcaso de equipamento da concessionária de distribuição de energia. Estes fusíveisdevem ser colocados em um cofre com cadeado independente da alta tensão, sendoque o acesso aos transformadores deve ser possível somente após seccionamento deseu circuito primário.

Quando a subestação de transformação fizer parte integrante da edificaçãoindustrial, somente é permitido o emprego de transformadores a seco. Quando foremutilizados disjuntores com líquidos isolantes não inflamáveis, estes devem ter umvolume de líquido por pólo inferior a 1 L.

NOTA - Considera-se como parte integrante o recinto não isolado ou desprovido deparedes de alvenaria e portas cortafogo.



Proteção;ABNT NBR 14039:2005.

Capacidade instalada menor ou igual a 300 kVAEm uma subestação unitária com capacidade instalada menor ou igual

a 300 kVA, a proteção geral na média tensão deve ser realizada por meio deum disjuntor acionado através de relés secundários com as funções 50 e 51,fase e neutro (onde é fornecido o neutro), ou por meio de chave seccionadorae fusível, sendo que, neste caso, adicionalmente, a proteção geral, na baixatensão, deve ser realizada através de disjuntor.

Capacidade instalada maior que 300 kVA

Em uma subestação com capacidade instalada maior que 300 kVA, aproteção geral na média tensão deve ser realizada exclusivamente por meiode um disjuntor acionado através de relés secundários com as funções 50 e51, fase e neutro (onde é fornecido o neutro).



Proteção;

Disjuntores

São equipamentos destinados a interromper a corrente elétrica de um circuito,em condições normais ou anormais (subcorrente ou curto-circuito).

Tipos: Definimos um disjuntor pelo seu meio de extinção do arco elétrico.

Disjuntores a óleo: São disjuntores que utilizam óleo isolante como elementode extinção do arco elétrico.

Disjuntores á sopro magnético: São disjuntores que utilizam um campomagnético e ar comprimido, para a extinção do arco elétrico.



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Proteção;

Disjuntores a vácuo: São disjuntores que utilizam o vácuo para a extinção doarco elétrico.

Disjuntores a gás: São disjuntores que utilizam gás para extinção de arcoelétrico. Geralmente este gás é o Hexafluoreto de Enxofre (SF6), um gás queem condições normais é altamente dielétrico, inerte, não inflamável, não tóxicoe inodoro, isto torna o disjuntor mais eficaz, já que não há desgaste doscontatos, diminuindo, assim, os custos com manutenção. Outro pontoimportante é com a característica dielétrica, o gás SF6 quando colocada emtubos sobre pressão diminui a distância entre as parte energizadas,compactando as estações.



Disjuntor a SF6 (ABB HD4R) 17,5 kV 630 A



Disjuntor a SF6 (Schneider) 17,5 kV 630 A



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Disjuntor a SF6 (Schneider) 17,5 kV 630 A



Disjuntor a óleo 15 kV PVO






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Disjuntor a óleo 15 kV (Volume normal de óleo)



Proteção;

Relê de Proteção

A finalidade principal do relê é detectar uma anomalia (defeitos) ecomandar os dispositivos de proteção, desligando e isolando a área protegida.Os relês são ajustados para valores nominais de tensão e corrente, sempreligado a um transformador de corrente (TC) ou de tensão (TP). Suaidentificação é por numero que vai de 1 a 100. Os componentes internos dorelê são: Elementos sensíveis, que percebe a grandeza a ser controlada.Elemento de comparação, que compara a grandeza controlada, com o valorde ajuste. Elemento de comando, que executa os comandos, ex. desarme dodisjuntor, sinalização, etc.



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Proteção;

Quanto a sua construção os relés podem ser:

Eletromecânico

Estático

Microprocessador

Ação direta



Proteção;Eletromecânico



Proteção;Relé direto com retardo fluido dinâmico



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Proteção;Relé microprocessado



Proteção;Relé microprocessado





Transformador de corrente 15 kV

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Transformador de corrente 15 kV



Distribuição;

Somente nos conjuntos de manobra convencionais, adistribuição e feita em media tensão, sendo que deve se instalar chaveseccionadora e pára-raios para cada subestação a ser alimentada.



Distribuição;



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Distribuição;



Distribuição;



Distribuição;



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Transformação;

Feita por transformadores, onde a tensão normalmente erebaixada para níveis adequados de consumo.



Transformador

É uma máquina estática que por meio de indução eletromagnética,transfere energia elétrica de um circuito (primário), para outroscircuitos (secundário e/ou terciário), mantendo a mesma freqüência,mas geralmente com valores de tensões e correntes diferentes. Elespodem ser a óleo ou a seco. Quanto à classificação os transformadorespodem ser classificados de elevador, eleva a tensão do enrolamentosecundário em relação ao primário, abaixador, abaixa a tensão doenrolamento secundário em relação ao enrolamento primário. Quantoaos tipos podem ser monofásico ou trifásico. Quanto à ligação ostransformadores podem ser ligados em estrela, triângulo (delta) ouzig-zag. Normalmente nas estações primárias, os transformadores sãotrifásicos, abaixadores e suas ligações são em triângulo (enrolamentoprimário), estrela (enrolamento secundário).



Seus Principais Componentes são:

Enrolamento, Bobinas.(Primário e secundário) são condutores elétricos enroladosordenadamente sobre um núcleo de ferro. O enrolamentoprimário está sempre conectado a fonte de energia, já oenrolamento secundário é sempre conectado a carga e sua fontede energia é induzida do primário. Na pratica a relação detransformação depende exclusivamente do número de espiras nabobina primaria (N1) e secundaria (N2).



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NúcleoA importância do núcleo no transformador é grande, pois é

através dele que flui o fluxo magnético do enrolamento primáriopara o secundário. É composta de chapas de ferro-silicio isoladasobreposta uma sobre a outra formando um bloco de ferroconcentrado. Tanto as bobinas como o núcleo, devem estarisoladas entre si, para isto são empregados papel, papelão everniz, e para sua sustentação, madeira, todo este material deveesta bem fixo e prensado para evitar ruídos e vibração.

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Óleo IsolanteEm geral os transformadores de média e alta tensão são

imersos em óleo isolante, que tem a finalidade de proporcionarum meio isolante entre as partes energizadas, e comotransferência de calor do núcleo para o exterior do tanque, osprincipais líquidos usados como meio isolante são, o ascarel,(hoje proibido seu uso, devido à agressão que o mesmo provocaao meio ambiente), silicone e o óleo isolante mineral derivado dopetróleo.



Tanque principalÉ através do tanque que o calor transferido do núcleo e do

enrolamento através do óleo isolante, é liberado. Os tanques sãoconfeccionados em chapas de ferro reforçados, já que suafunção também é de sustentação da parte ativa dotransformador.

RadiadoresOs radiadores são fixados na parte externa do tanque, e

tem como finalidade ajudar na refrigeração do óleo isolante,transferindo o calor para fora do tanque. São confeccionados emchapas, com paletas abertas em suas extremidades, o quepossibilita o movimento do óleo em seu interior, recebendo o óleocom temperatura mais elevada na parte superior, e retornando oóleo com temperatura menor pela parte inferior.



Tanque de Expansão, (Balonete).O balonete é utilizado com a finalidade de compensar as

variações do volume do óleo no tanque, em decorrência damudança de temperatura no interior do transformador, em funçãoda carga e a temperatura ambiente. Instalado na parte externa eno ponto mais alto do transformador, o balonete recebe o volumede óleo após sua dilatação, e o libera após sua contração,ajudado pelo deslocamento do óleo, para o tanque, através degravidade (geralmente o volume do óleo no balonete deve ficarem torno de 25 a 50% de sua capacidade).

Característica- Óleo Mineral isolante derivado do petróleo.- Cor amarelada embranquecido quando novo.

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Função Do Óleo No Transformador- Isolar- Refrigerar

Tipos:- ParafinicoNecessita de um tratamento inicial Usado ate 88 KV no Brasil eaté 460KV na Europa

- NaftênicoMais estável a oxidação. Usado para qualquer classe de tensão



Ensaios Físico-Químicos em óleo de isolante

Normas e Limites Adotados:Observamos que os valores são validos para óleo Mineral emuso.A relação abaixo define os métodos utilizados nos ensaios, asrespectivas unidades e os limites recomendados pela normaABNT, NBR 10576.



ENSAIOS UNIDADE METODO RESULT. V.ESP

Aspecto visual ----- Visual Normal -----

Densidade a 20ºC g/cm^3 NBR-7148 0,8520 (2)+

Viscosidade a 20ºC cst MB-293 ----- -----

Cinemática a 40ºC cst ----- ----- -----

Tensão inter. 25ºC dyn/cm NBR-6234 21 mn 20

Indice de refração a 20ºC ----- NBR-5778 ---- -----

Cor ----- ASTM-D 1500 0,2 4,0mn

Água (teor) ppm NBR-5755 17 mx 35

Indice de neutral (col) mgKOH/g ASTM D-974 0,101 ----(*)

Ponto de fulgor ºC ABNTMB50 ----- -----

Ponto de Combustão ºC BM-50 ----- -----

Ponto de fluidez ºC MB-820 ----- -----

Ponto de anilina ºC MB-299 ----- -----

Cloretos de Sulf.Inorgan. ----- NBR-5779 ----- -----

Enxofre corrosivo ----- ASTM-D1275 ----- -----

Inibidor DBPC (teor) % ASTM-D1473 ----- -----

Rigidez dielétrica KV/0,1 NBR-6869 24 mn35

Fator de dissip a 25ºC % ASTM-D924 ----- mx

Constante dielet. a 25ºC Er IEC -240 0,5

Ensaios Físico-Químicos em óleo de isolante

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- Ensaios Cromatográficos.

Normas e Limites Adotados:Observamos que os valores são validos para óleo Mineral emusoA relação abaixo define os métodos utilizados nos ensaios, asrespectivas unidades e os limites recomendados pela normaABNT, NBR 10576.



Ensaios Cromatográficos em óleo de isolante

ENSAIOS RESULTADO DA AMOSTRA. V.ESPERADO ( PPM)

H2 (Hidrogênio) 7 200

O2 (Oxigênio) 36879 20000

N2 (Nitrogênio) 82605 80000

C2H2 (Acetileno) 0 0

CH4 (Metano) 2 100

C2H4 (Etileno) 0 60

CO2 (Dióxido de Carbono) 2186 5000

CO (Monóxido de Carbono) 64 500

C2H6 (Etano) 20 100

Total PPM 88563

Combustível 49 975



Ensaios Cromatográficos em óleo de isolante

Ensaios Físico Químicos em óleo de isolante

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Transformardor Acessórios;

Indicador de nível de óleoSecador de Ar (Tubo de Silica-Gel)TermômetroTubo de Explosão – Válvula de alivioRelê de Gás (Buchholz)Buchas, Isoladores.



Transformador a isolado a óleo;




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Transformador a seco;



Transformador a seco;




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