Equipamentos de Manobra Prof. Vilmair E. Wirmond Ano 2010 · • Em subestações para manobra de...

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁCampus Toledo

Equipamentos de ManobraProf. Vilmair E. Wirmond

Ano 2010


Seccionadores primários e secundários


• Segundo a NBR 6935, chave é um dispositivo mecânico de manobra que na posição aberta assegura uma distância de isolamento, e na posição fechada mantém a continuidade do circuito elétrico.

• A mesma norma define seccionador como sendo um dispositivo mecânico de manobra capaz de abrir e fechar um circuito, quando uma corrente de intensidade desprezível é interrompida, ou restabelecida, quando não ocorre variação de tensão significativa através dos seus terminais. É também capaz de conduzir correntes sob condições normais do circuito e, durante um tempo especificado, correntes sob condições anormais, tais como curtos-circuitos.

• Interruptor é o dispositivo mecânico de manobra capaz de fechar e abrir, em carga, circuitos de uma instalação sem defeito, com capacidade adequada de resistir aos esforços decorrentes.

• Interruptor seccionador é o dispositivo que além de interruptor, é capaz de na posição aberta, garantir a distância de isolamento requerida pelo nível de tensão do circuito.

Definições Iniciais


Utilização dos seccionadores primárias(ou chaves seccionadoras primárias):

• Em subestações para manobra de circuitos elétricos, sem carga, isolando disjuntores, transformadores de medida, de proteção e barramentos ou ainda permitindo a transferência de carga entre barramentos de uma subestação.• Em redes aéreas de distribuição urbana e rural.• Fabricados em unidades monopolares ou tripolares.

• Unipolares – Redes de distribuição• Tripolares – Em cubículos de alvenaria ou subestações abrigadas.

Existem chaves interruptoras que são capazes de desconectar um circuito operando a plena carga.


Chave seccionadora tripolar, comando simultâneo, abertura sem carga, para instalação em posto de alvenaria.

alavanca de manobra tripolar

Isolador tipo pedestal

Haste isolante de manobra

Terminal de carga

Terminal de fonte

Lâmina

Sistema de engate da lâmina

Base


Terminal de cargaEixo para encaixe de alavanca

Fusível primário

Câmara de extinção de arco

Terminal de Fonte

Lâmina de Carga Principal

Chave seccionadora tripolar para abertura em carga


Seccionadores para redes de distribuição

• De construção monopolar ou tripolar –

• Monopolares = redes de distribuição –

• Tripolares = Subestações de potência

Chave seccionadora monopolar classe 15kV

Terminal fonte Terminal carga

Fixação para vara de manobra

Contato fixo


Seccionadores para subestações de potência

• Seccionadores de abertura lateral singela

• Contato feito de hastes que abrem lateralmente, em torno de 60º

• Normalmente In de 600 A e classes de tensão de 15, 25, 36, 46 e 72,5 kV.

Terminal

Coluna Rotativa

Terminal

Isolador tipo pedestal


Seccionadores de abertura Central


• Duas hastes condutoras de comprimentos iguais que giram lateralmente com abertura de 60º.• Uma haste na base das duas colunas de isoladores garante a simultaneidade de comando.• Nos seccionadores tripolares existe um eixo único de comando, formando um conjunto de acionamento tripolar.• Na foto, chave seccionadora de abertura central com lâminas paralelas classe 72,5kV,

Alavanca de rotação das colunas

Contatos móveis

Terminal



Seccionadores de abertura Central



Seccionadores de abertura Vertical

• Dotadas em geral de 3 colunas,• Lâminas condutora articuladas a partir da coluna intermediária,• Classe de tensão de 15 até 72,5 kV.• Podem prever recursos adicionais como aterramento da linha quando aberta.

Sistema de engate do mecanismo de manobra

Lâmina condutora

Terminal

Elemento de operação



Seccionadores Motorizados

• Chaves de operação motorizada tem como elemento de acionamento motores, solenoides, sistemas pneumáticos, hidráulicos, etc.• Podem ser acionadas manualmente em caso de falha do sistema motorizado.• Normalmente acionadas à distância, a partir de painéis remotos.


Subestação de entrada UTFPR Toledo


Seccionadores secundárias (ou chaves seccionadoras secundárias)• As chaves seccionadoras de baixa tensão podem ser utilizadas para distribuição de energia em fábricas e prédios, além de poderem ser utilizadas para isolação de motores e como chave principal.• Podem ter acionamento rotativo, feito por meio de manopla direta frontal ou pelas manoplas externas para porta de painel. Estas últimas são fornecidas como opcionais. Ambos os tipos de manopla permitem travamento por cadeado na posição desligado.


•Grande maioria em dimensões de acordo com padrões europeus ou americanos para disjuntores, relés, tec.• As chaves são especialmente adequadas para utilização na categoria AC 23, isto é, como chaves de emergência para motores de indução de até 660V.• Algumas possuem características que são diferenciais como dupla abertura por polo dos contatos de prata-cádmio e as câmaras de extinção do arco, asseguram grande durabilidade e resistência ao curto-circuito.

Seccionadores secundários (ou chaves seccionadoras secundárias)


EspecificaçãoCorrente Nominal, em Amperes,

Tensão nominal em kV,

Tensão suportável de impulso (TSI) em kV,

Uso interno ou externo,

Corrente de curta duração para efeito térmico, valor eficaz, em kA,

Corrente de curta duração para efeito dinâmico, valor de pico, em kA,

Tipo de acionamento (manual ou motorizada)

Ex.: Chave seccionadora tripolar, comando simultâneo, uso interno, acionamento manual através de alavanca de manobra, operação sem carga, corrente nominal de 400A, classe de tensão 15 kV, corrente de curta duração para efeito térmico de 8 kA e para efeito dinâmico de 20 kA.


Contatores

Contator é um dispositivo eletromecânico de atuação magnética destinado à interrupção de um circuito em carga ou a vazio. O contator permite a partir de um circuito de comando efetuar o controle de cargas, num circuito de potência. Essas cargas podem ser de qualquer tipo, desde tensões diferentes do circuito de comando, até conter múltiplas fases.

Seu princípio de funcionamento baseia-se na força magnética que tem origem na energização de uma bobina e na força mecânica proveniente do conjunto de molas preso à estrutura dos contatos móveis.

Essa parte móvel por sua vez, altera o estado dos seus contatos associados. Os que estão abertos, fecha-os, os que estão fechados, abre-os. Estes contatos podem ser de dois tipos, os de potência e os auxiliares.


Funcionamento dos Contatores


Simbologia dos Contatores• A bobina tem os terminais designados por A1 e A2.• Contatores de potência tem 3 terminais principais de potência e podem ter mais terminais chamados de contatos auxiliares.• Contatores auxiliares tem somente contatos auxiliares.• Os contatos que ficam abertos quando o contator está desenergizado são chamados de contatos NA – normalmente aberto.• Os contatos que ficam fechados quando o contator está desenergizado são chamados de contatos NF – normalmente fechado.• Os contatos de potência tem numeração sequencial 1-2, 3-4, 5-6• Os contatos auxiliares NA terminam em 3-4 (13-14, 23-24)• Os contatos auxiliares NF terminam em 1-2 (11-12, 21-22)


Contatores inseridos num circuito elétrico


Especificações do contator

Tensão nominal

Frequência nominal

Corrente nominal

Número mínimo de manobras

Tensão nominal da bobina

Número de contatos: NA (normalmente aberto) e NF (normalmente fechado).

Ex.: Contator magnético tripolar para motor de 50CV/380V, Tensão nominal 500V, corrente nominal 75 A, numero de manobras mínimo de 50.000, com bobina para tensão 127V, frequência de 60Hz, com dois contatos NA e dois NF.


Chave Estrela-Triângulo Equipamento destinado à partida, com redução de corrente, de motores

trifásicos, do tipo indução com disponibilidade de seis terminais (bornes para ligação).

As chaves estrela-triângulo são fabricadas para a operação manual ou automática. No primeiro caso, o tempo para mudança é definido pelo operador, enquanto nas automáticas o tempo é definido por um relé de tempo que atua sobre os contatores da chave.

São compostas de:

01 ou 02 fusíveis de comando.

3 fusíveis de força.

3 contatores.

1 relé bimetálico.

2 botoeiras.

1 relé de tempo

2 lampadas de sinalização.


Chave Estrela-Triângulo


Equipamento destinado à partida de motores de indução trifásicos com tensão reduzida, para redução da corrente de partida.

Composta de contatores, fusíveis, botoeiras, relés de tempo, lâmpadas de sinalização e principalmente o autotransformador.

O autotransformador fornece tensão reduzida durante a partida do motor e a medida que o motor acelera, a tensão passa ao valor nominal.

Chave Compensadora


Chave de Partida Estática Muito conhecidas como softsarters

Constituídas de um circuito eletrônico acoplado a um microprocessador que controla um conjunto de tiristores responsáveis pela tensão aplicada aos terminais do motor.

Atualmente esse tipo de chave está ganhando o mercado de instalações industriais e está substituindo as chaves Y-Δ devido suas vantagens operacionais.

Permitem partida e parada do motor em rampa de tensão, pulso de tensão na partida, limitação da corrente de partida, verificação de sequencia de fase, final de rampa ascendente.


Os conversores de frequência, também conhecidos como inversores de frequência, são dispositivos eletrônicos que convertem a tensão da rede, alternada senoidal, em tensão contínua e finalmente convertem esta última, em uma tensão de amplitude e frequência variáveis.

São utilizados para controle de velocidade de motores trifásicos ou monofásicos.

Também possuem as funcionalidades dos softsarters quanto à partida, parada e proteção de motores.

Os primeiros inversores eram somente do tipo escalares. Hoje popularizaram-se os do tipo vetorial (com realimentação).

Inversores de frequência

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