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CAPTULO III - RETIFICADORES CONTROLADOS A TIRISTOR

51


Os retificadores no controlados apresentados so usados na converso da tenso

alternada em uma tenso contnua onde os valores de sada depender da tenso ca na entrada do conversor.

Entretanto em algumas aplicaes em corrente contnua como em acionamentos ou transmisso em corrente contnua em alta tenso faz-se necessrio o controle da tenso de sada do retificador. A converso controlada ca-cc feita comumente atravs do uso de tiristores. No passado os tiristores eram usados em quase todas as aplicaes de controle de fluxo de potncia. Atualmente outras chaves tm sido usadas em lugar dos tiristores, principalmente em mdia e baixa potncia. Em geral, conversores monofsicos so usados at 1 ou 2kW e os trifsicos para potncias maiores. Aqui tambm harmnicos so introduzidos na fonte e precisam, portanto, ser determinados.

Nos conversores controlados os instantes em que o tiristor inicia a conduo e deixa de conduzir dependem do circuito de controle e da frequncia da tenso de entrada respectivamente.

Estruturas que contm uma ou mais chaves controladas, comumente, tiristores. Estas estruturas permitem o controle da tenso de sada. Podem ser projetadas para permitir o fluxo de energia do lado de corrente contnua para

o lado de corrente alternada, numa operao chamada de inverso. Os retificadores controlados tm larga aplicao nos processos industriais, fontes de

corrente contnua e na transmisso em corrente contnua, onde esto presentes as operaes de retificao e inverso.

3.1 Principio de Operao

Para uma certa tenso de entrada o valor mdio da tenso de sada num conversor a tiristor pode ser controlado atravs do retardo do instante em que o tiristor passa a conduzir. 3.1.1 Analise Com Carga Resistiva

Pela Fig.3.1 pode-se observar que durante o ciclo positivo de vs a corrente de carga zero at t = quando um pulso de pequena durao aplicado ao gatilho do tiristor. Para o resto do ciclo positivo da tenso a forma da corrente segue a forma da tenso de entrada at tornar-se zero em t = quando a conduo no tiristor bloqueada devido a tenso inversa em seus terminais. A corrente permanece zero at t=2+ quando um novo pulso aplicado ao gatilho.


52

V R

T

V+

-

+

-

i

g

V

i

t0

2w0

Fig.3.1 Circuito Retificador Controlado Com Carga Resistiva

Para o circuito da Fig.3.1 a tenso mdia na carga dada por:

V V wt d wt

V

0

12

2

0 225 1

=

+

( ) sen( ) ( ), ( cos )

Ao se variar o ngulo de disparo do tiristor varia-se a tenso mdia na carga V0. As

duas tenses extremas ocorrem quando:

=0 ento V0=0,45V = ento V0=0V

= =

= =

0 0 450

0

0

V VV V

,

Vo/V

0,45

0,225

0 /2

Fig.3.2 Caracterstica do Retificador Controlado de Meia Onda

A corrente mdia na carga dada por:

IVR0

0=

Corrente eficaz na carga ser


53

IV

Rwt d wtef0

22

121

22

=

( ) sen ( ) ( )

Como:

[ ]sen ( ) cos( )2 12 1 2wt wt= ento

IV

Ref0

122 1

2 22

4= +

sen

A tenso eficaz na carga dada por

V V0ef

12

0 7071 2

2= +

,

sen

3.1.2 Anlise Com Carga Indutiva Na Fig.3.3 tem-se uma carga RL. Inicialmente a corrente zero. A conduo inicia-se apenas em t = extingue-se em >. A tenso mdia na carga dada por:

( )V V wt d wt

V

01

22

0 225

=

( ) sen( ) ( ), cos( ) cos( )

=

Onde


54

( )

v t Ri Ldidt

V wt Ldidt

Ri

iV

R Xwt K ee

t

( )

sen

sen( )

= +

= +

=

+

+

2

22 2

12

Ke pode ser determinada fazendo-se i=0 para wt=

( )i

V

R Xwt e

t

=

+

2

2 212

sen( ) sen( )

Veja que a corrente pode ser decomposta em dois termos um em regime permanente

e outro transitrio.

g L

Rv(t)

i

+

-

Vo

Vo

i

2 t0

v

Fig.3.3 Circuito Retificador Controlado Com Carga Indutiva 3.1.3 Estrutura com Diodo de Roda Livre

A estrutura com diodo de roda livre mostrada na Fig.3.4a e as formas de onda na Fig.3.4b.

Tenso mdia na carga (neste caso =) ser V0=0,225V(1+cos)

Corrente na carga ser : Para o intervalo (0 , )


55

( )i t V

R Xwt e

t

( ) sen( ) sen( )=+

22 2

12

onde

t= t - /w e =L/R t= incio de conduo de corrente. Para o intervalo ( , )

i t K edt

( ) =

onde

( )i V

R Xe ew

t ww

=

+

22 2

12

sen( ) sen( )( ) ( / )

g L

Rv(t)

i

+

-

Vo

v(t)= 2 V sen(wt)

v(t)

v

Di

wt

wt

wt

wt

o

(a)

(b) 2

io

io

Fig.3.4 Retificador Controlado com Diodo de Roda Livre

3.2 ANLISE TENDO UMA FORCA ELETROMOTRIZ COMO CARGA

muito comum que a tenso retificada seja aplicada a uma fora contra eletromotriz que o caso, por exemplo, de uma carga de baterias ou mesmo um motor de corrente contnua. Na Fig.3.5 a carga consiste de um indutor e uma fonte de corrente


56

contnua E. Para v(t)< E o tiristor estar inversamente polarizado. Logo, mesmo que haja pulso no gatilho o tiristor no conduzir enquanto v(t)< E . Observe que para um ngulo de disparo


57

cos cos ( ) + =wt EV2

0

Com a equao transcedental acima pode-se determinar o valor de e com este resultado possvel se determinar a tenso mdia ou o valor eficaz da tenso para uma determinada carga. 3.3 RETIFICADOR CONTROLADO MONOFSICO EM PONTE

Seja o modo de conduo contnua, isto , haver circulao de corrente na carga independentemente do estado dos tiristores. Porque conduo contnua?

Quando a conduo contnua, =+, ento os valores de tenso mdia e eficaz

na carga podem ser diretamente determinados independentemente do tipo e valor da carga. O arranjo para o circuito mostrado na Fig.3.6(a). Durante o ciclo positivo T1 e T4 ,

que esto diretamente polarizados, passam a conduzir quando um pulso aplicado simultaneamente a seus gatilhos e continuaro conduzindo aps wt=. Durante o ciclo negativo da tenso T2 e T3 so polarizados diretamente. O gatilhamento de T3 e T4 aplicar a tenso de entrada em T1 e T4 como tenso reversa e, portanto deixaro de conduzir. A corrente de carga ser transferida de T1 e T2 para T2 e T3. A Fig.3.6(b) mostra as regies de operao do retificador, e as Fig.3.6(c) mostram formas de onda para tenses e correntes.

Durante o intervalo de a a tenso e a corrente de entrada so positivas e a corrente circula da fonte para a carga. O conversor dito operar no primeiro quadrante ou retificando. Durante o perodo de a = a tenso de entrada negativa e a corrente continua positiva, a potncia ser negativa, o fluxo de potncia, ento, ser da carga para a fonte. Neste caso o conversor dito operar como inversor, isto operando no quarto quadrante na Fig.3.6(b). Dependendo do valor de a tenso mdia na sada do conversor poder ser negativa ou positiva podendo, portanto operar em dois quadrantes.

T1

T2 T4

T3L

Rv(t)

io

v 0

+

-

v o

Io

i

i

tiristores emconduo

T1T4 T2 T3 T1 T4

vo

ioIo

Vo

wt

wt

wtI

IV

II

III

+

Fig.3.6 Retificador Monofsico Controlado Em Ponte

A tenso mdia dada por:


58

V V wt d wt V01

22 2

= =

+

sen( ) ( ) cos

V0 pode variar de 2 2V / a - 2 2V / para variando de 0 a , como mostra a Fig.3.7 O valor eficaz da tenso de sada :

V V wt d wt V0ef2 2

121

22 2

= =

=

+

( ) sen ( ) ( ) cos

Vo/V

0,9

0

-0,9

/2

Fig. 3.7 Caracterstica do Retificador Monofsico de Onda Completa

3.3.1 Fator de Potncia da Estrutura Para conduo contnua e corrente I0 sem ripple na carga, a corrente i(t) no secundrio do transformador ser quadrada, como mostra a Fig.3.6(c) que, quando desenvolvida em srie de Fourier ser :

i tI

( ) sen sen sen ...= +

4 13

315

50

Portanto a fundamental (que importa no fator de potncia) ser

I ef1 412

0 91= =

,

Considerando-se que cos = ao fator de deslocamento (veja que a conduo se inicia em wt=)

P V I V IQ V I

ef

= =

=

. cos , cos, sen1 0 9

0 9


59

Veja que Q mxima para =/2. Para grandes cargas estes reativos jogados no sistema devem ser compensados. 3.4 PONTE MISTA

O circuito retificador monofsico em ponte mista com diodo de roda livre

mostrado na Fig.3.8 e alimenta uma carga indutiva que garante assim o modo de conduo contnua, e sem ripple. Quando tiristor T1 gatilhado em wt= a carga conectada tenso de entrada atravs de T1 e D2 durante o perodo


60

T1

D1 D2

T2Dm

L

Rv(t)

i0

v0

+

-

v0

i0Io

Vo

v0

i0

iDm

i

i

i T1

i T2

+

v(t)

wt

wt

wt

wt

wt

wt

wt

(a)

(b) (c)

Fig.3.8 Ponte Mista Monofsica Com Diodo de Roda Livre

3.5 RETIFICADOR TRIFSICO CONTROLADO DE MEIA ONDA Da mesma forma que os retificadores no controlados, estes possuem maior tenso

mdia de sada, e a frequncia do ripple da tenso de sada mais alta quando comparada com os monofsicos. Como consequncia os requerimentos para filtragem da corrente de carga so mais simples. A Fig.3.9 mostra o retificador controlado de meia onda. Quando o tiristor T1 gatilhado em wt = /6 + , a tenso de fase van aplicada carga at T2 ser gatilhado em wt = 5/6 + , Quando T2 est em conduo, T1 fica polarizado inversamente, porque a tenso de linha vab negativa e T1 fica bloqueado. A tenso de fase vbn fica aplicada carga at T3 ser gatilhado em wt = 3/2 + . Este conversor pode operar em dois quadrantes como mosta a Fig.3.9(b). Fig.3.9(c) mostra formas de onda de tenses e correntes para uma carga sem ripple. Este conversor no normalmente usado na prtica porque o secundrio do transformador de alimentao contm uma componente cc.

Se a tenso de fase v V wtan = 2 sen , ento a tenso de sada para qualquer carga considerando o modo de conduo contnua :

V V wt d wt

V

06

5 632

2

3 62

=

+

+

sen( ) ( )

cos

/

/

=


61

a

b

c Carga

T1T2T3

van v vcn

wt

wt

wtT3 T1 T2 T3tiristores emconduo

I 0

i0

i T1

v0

i 0I

Vo

-Vo

(a)

(b) (c)

0

bn

Fig.3.9 Retificador Controlado de Meia Onda

3.6 RETIFICADOR CONTROLADO TRIFSICO DE ONDA COMPLETA

Na Fig.3.10 mostrado um conversor trifsico de onda completa alimentando uma

carga que pode ser considerada sem ripple. Os tiristores so acionados em intervalos de /3. A frequncia do ripple da tenso de sada 6fs, onde fs a frequncia da tenso de alimentao. Os requerimentos de filtragem so mais simples que os demais conversores estudados. Surge ento a pergunta porque os conversores controlados em ponte so considerados de 6 pulsos?. Em wt = /6 + , tiristor T4 est em conduo e tiristor T1 gatilhado. Durante o intervalo (/6+) < wt < (/2+), tiristores T1 e T4 esto em conduo e a tenso de linha v v vab an bn= ( ) aplicada carga. Em wt = /2 + , tiristor T2 gatilhado e tiristor T4 fica inversamente polarizado, e entra em bloqueio devido comutao natural. Durante o intervalo (/2+) < wt < (5/6+), tiristores T1 e T2 conduzem e a tenso de linha vac aplicada carga. Se os tiristores so numerados como mostra a Fig.3.10, ento a sequncia de gatilhamento ser 14, 12, 32, 36, 56 e 54.

1 3 5

6 4 2

+

-

V

va

vb

vc

L0

0

Fig.3.10 Retificador Trifsico Controlado de Onda Completa


62

Em resumo: Os tiristores apresentam resistncia nula ao sentido de conduo e resistncia infinita

no caso oposto. Um reator instalado ao lado c.c. de modo a fazer com que a corrente c.c. seja

perfeitamente contnua. A ignio dos tiristores acontece em intervalos iguais a 1/6 do ciclo (60o). As tenses va, vb e vc (fase-neutro) so dadas por equaes do tipo:

va = 2 V.sen(t) vb = 2 V.sen(t - 120o) vc = 2 V.sen(t + 120o)

Correspondendo a seguintes tenses de linha:

vab = 3 VL.sen(t + 30o) vbc = 3 VL.sen(t - 90o) vcb = 3 VL.sen(t + 150o)

As formas de onda para a sequncia de gatilhamento 14, 12, 32, 36, 56 e 54 so mostradas na Fig.3.11

van vbn vcn

wt

wt

vab vac vbc vbavca vcb vab

14 12 32 36 56 5454em conduotiristores

1 3 5

6 4 2

+

-

V

vavb

vc

L0

0

V0

/6/2

Fig.3.11 Retificador Controlado Trifsico de Onda Completa e Formas de Onda.

A tenso mdia de sada dada por:


63

V V wt d wt

V

L

L

06

23

3 6

=

+

+

sen( ) ( )

cos

/

/

=

onde

V VL = 3 valor eficaz da tenso de sada dado por:

V V wt d wt

V

0ef2 2

6

2123

14

3 38

2

=

+

+

+

sen ( ) ( )

cos

/

/

= 2 3

3.6.1 Tipo de Onda de V0 para Diferentes Valores de .

=0

=30

=60

=90


64

=120

Fig.3.13 Tenso V0 para Diferentes

3.6.2 Operao da Ponte Trifsica para Mudanas em

Na ponte a diodos o valor mdio de tenso de sada (V00) :

V00 = 3 6

.V = 2,34.V

Para a ponte controlada com um ngulo de atraso () o V0 da tenso de sada ser

V Vsen wt d wt0 623 3=+

+

( ). ( )//

V0 = V00.cos

0o < < 180o o valor de V0 pode variar de V00 a -V00. Importante quando da necessidade de operar o conversor como um inversor. I0 no pode ter sua direo em sentido oposto aos daqueles definidos pelas vlvulas. V0 negativa em conjunto com I0 positiva representam reverso de potncia. Existe uma

converso de c.c. para c.a. 3.7 OBSERVAES SOBRE PONTE TRIFSICA CONTROLADA

Estas anlises mostram que a diferena de fase entre a tenso va e a corrente fundamental ia1 igual ao ngulo de atraso.

Se = 90o a corrente ia1 ser totalmente reativa indutiva, sendo o conversor suprido com potncia reativa indutiva proveniente do sistema c.a.

A potncia ativa para < 90o e a para > 90o tm sinais contrrios.

A potncia reativa suprida ao conversor possui sempre o mesmo sinal, isto , sempre reativa indutiva.

Isto significa que ambos, o retificador e o inversor absorvem reativos indutivos dos sistemas c.a. aos quais esto conectados.


65

3.8 CONVERSOR DUAL TRIFSICO

O conversor dual trifsico composto de duas pontes trifsicas e a corrente de carga(contnua) pode circular em ambas as direes. Com uma carga adequada a operao nos quatro quadrantes possvel, sendo, portanto o conversor dual tambm chamado de conversor de quatro quadrantes.

Se uma ponte permite operao no primeiro e quarto quadrantes, a outra deve permitir operao no segundo e terceiro quadrantes. Logo, se uma ponte opera como retificador a outra deve operar como inversor, porm a tenso mdia de sada das duas deve ser a mesma (ou muito prximas). Como as tenses mdias de sada das pontes tm polaridades opostas, estas devem ser ligadas em antiparalelo como mostra a Fig.3.14.

O conversor dual pode operar de duas maneiras: 1. Controlando simultaneamente ambas as pontes. 2. Cada ponte acionada individualmente de acordo com o quadrante de funcionamento.

O primeiro caso tambm conhecido como operao com circulao de corrente. Como as pontes so controladas de maneira tal que a soma de suas tenses mdias na carga zero, no h circulao de corrente contnua na malha formada pelas duas pontes. Pelo exposto pode-se concluir que:

V VV V

01 02

01 1 02 2

1 2

1 20

00

180

+ =

+ =

=

+ =

cos coscos cos

A equao acima afirma que quando uma ponte funciona como retificadora a outra

funciona como inversora , isto , quando o ngulo de disparo da ponte 1 1 o ngulo de disparo da ponte 2 ser 2 =-1.Como as duas pontes trabalham em diferentes modos (diferentes ngulos de disparo) as tenses instantneas no so iguais, o que causa uma circulao de corrente alternada pela malha formada pelas duas pontes. Indutores so colocados para reduzir esta corrente de circulao, como visto na Fig.3.14.

A operao de cada ponte igual a de um conversor formado por uma ponte individual. Durante o intervalo (/6+1) < wt < (/2+1) a tenso de linha vab aparece na sada da ponte 1 e a tenso vbc na sada da ponte 2.

Se vout1 e vout2 so as tenses sada das pontes, a tenso instantnea nos indutores de circulao no intervalo (/6+) < wt < (/2+) ser:

v v v v v

V wt wt

V wt

cir out out ab bc

ef

ef

= =

+

1 2

6 2

6

= 6

= 3 2

sen sen

cos


66

onde Vef o valor eficaz da tenso de fase.

A corrente de circulao pode ser determinada por:

i twL

v d wt

wLwt

cir

wt

06

1

1

3 26

1

( ) ( )

sen sen

/

=

+

=

A corrente de circulao depende do ngulo de disparo e da indutncia L. Esta

corrente mxima quando wt=2/3 e 1=0. Mesmo em vazio o conversor ter uma corrente de circulao devido ao ripple no indutor. Isto permite uma mudana suave da corrente de carga de um quadrante para outro bem como uma rpida resposta dinmica em acionamento de motores eltricos.

A desvantagem deste modo de operao que a corrente de circulao aumenta as perdas, reduz o rendimento e o fator de potncia da estrutura. Outra desvantagem est na presena dos indutores que aumentam peso, volume custo e rudo da estrutura.

No segundo caso, ou sem circulao de corrente o gatilhamneto da ponte que no est em operao inibido. Um detetor de zero usado para determinar o ponto de mudana de acionamento de uma ponte para outra. A velocidade de resposta do conversor dual com controle no simultneo afetada consideravelmente pelo retardo necessrio durante a mudana de uma ponte para outra. O valor deste atraso depender da preciso com que o zero de corrente detectado. Tiristores precisam apenas de 50s a 100s para adquirir estado de bloqueio aps a corrente ter cessado. Entretanto flutuaes no valor da corrente e certos elementos presentes no conversor (snubbers) dificultam e deteco exata do zero de corrente.

T1

T6

T3

T4

T5

T2

CARGA

A

B

CT 1

T6

T3

T4

T5

T2

B

C

' ' '

'''

A

L1 L 2

Fig.3.14 Conversor Dual Trifsico

3.9 EXERCCIO RESOLVIDO

Um retificador monofsico controlado de onda completa alimentado por uma

fonte de tenso de 120V, 60Hz. A corrente de carga considerada sem ripple. Pede-se: (a) Expressar a corrente de entrada no retificador em srie de Fourier (b) Determinar o fator de potncia na entrada do retificador


67

(c) Para =/3 calcule a tenso mdia na carga, a tenso eficaz na carga, o fator de deslocamento e o fator de potncia da estrutura.

a.

i t I a nwt b nwtn nn

( ) cos sen ), ..

= + +=

01,2 3.

onde

I i t d wt Id wt Id wt

a i t nwtd wt I nwtd wt I nwtd wt

a In

n

a

a i

n

n

n

n

0

2 2

2 2

12

1 0

1 1

4

0

1

= =

=

= =

=

=

=

+ +

+

+

+ +

+

+

( ) ( ) ( ) ( )

( ) cos ( ) cos ( ) cos ( )

sen

(

para n = 1, 3, 5, ...

para n = 2, 4, 6, ...

t nwtd wt I nwtd wt I nwtd wt

a In

n

a

n

n

) sen ( ) sen ( ) sen ( )

cos

2 21

4

0

+ +

+

+ =

=

=

para n = 1, 3, 5,...

para n = 2, 4, 6, ...

Re escrevendo a equao geral:

i t I nwt nn

( ) (sen ), , ...

= +=

21 2 3

onde

Ia b I

nI

nnn n

=

+= =

2 2

242

2 2

e

nn

n

ef

tgab

na

FPII

=

=

= =

1

11

2 2cos cos

para =/3


68

V V

FPII ef

0

11

2 254 02

2 20 45

= =

= = =

cos ,

cos cos ,

Cabine Primria

Respostas dos Exerccios

2Cabi

ne P

rimr

ia

pgina

Captulo 1

1) Cite os tipos de usinas de gerao de energia eltrica que voc conhece.

Usina hidroeltrica

Usina termoeltrica

Usina nuclear

Usina elica

2) Qual a maior forma de gerao de energia eltrica no Brasil?

Atravs das usinas hidroeltricas.

3) Qual o nvel de tenso em que a energia eltrica gerada nas grandes usinas hidroeltricas?

Entre 13,8 kV e 18 kV.

4) Cite trs valores de tenso da sada da ETD.

Podem ser trs dos valores a seguir:

- 3,8 kV

- 11,9 kV

- 13,2 kV

- 13,8 kV

- 20 kV

- 23,5 kV

- 34,5 kV

5) De acordo com a Resoluo 505 da ANEEL, qual o limite de va-riao de tenso de fornecimento considerado adequado para um cliente ligado em 13,8 kV?

Considera-se o limite de 7% para menos e 5% para mais.

3Resp

osta

s dos

exer

ccic

ios

pgina

Captulo 2

Assinale falso (F) ou verdadeiro (V) nas alternativas a seguir:

1) Quanto ao tipo definimos subestao primria de consumidor de tenso inferior a 69 kV como:

(V) Subestao simplificada e convencional.

(F) Subestao automtica e semiautomtica.

(F) Subestao motorizada e manual.

2) Nas subestaes com potncia acima de 300 kVA:

(F) Pode ser instalado apenas um transformador trifsico.

(V) A medio fica no lado da alta tenso.

(V) A proteo geral feita por disjuntor com desligamento automtico e rels.

3) Nas subestaes blindadas o ramal de entrada:

(F) Pode ser areo.

(F) Pode ser subterrneo ou areo, a critrio do consumidor.

(V) Somente pode ser subterrneo.

4) Na subestao de consumidor em tenso superior a 69 kV:

(F) Os TPs e TCs da medio e da proteo so fornecidos pela distribuidora local.

(V) Os TPs e TCs de medio so instalados pelo consumidor.

(V) Na entrada da subestao deve haver um para-raios para cada fase, especificado de acordo com a indicao da distri-buidora.

5) Na subestao de poste nico:

(F) O disjuntor de alta tenso deve ter ajuste de corrente definido pela distribuidora local.

(F) A distribuidora local deve instalar o transformador e o disjun-tor de alta tenso e o consumidor deve instalar o poste e os demais componentes eletromecnicos.

(V) obrigatrio apenas um transformador com capacidade de at 300 kVA.

4Cabi

ne P

rimr

ia

pgina

Captulo 3

1) Desenhe o fluxograma de ligao de uma subestao.

No

No

Sim

Sim

Sim

No

Consumidor solicita anlise de viabilidade

Distribuidora responde

Consumidor responde com de acordo

H custo para o consumidor?

Consumidor paga para a distribuidora

Consumidor elabora e apresenta o projeto da subestao para a distribuidora

Distribuidora analisa o projeto e responde ao consumidor

Projeto aprovado?

Consumidor compra os equipamentos e constri a subestao.

Consumidor realiza adequaes e reapresenta o projeto

Consumidor envia carta de pedido de inspeo

Distribuidora realiza a inspeo

Subestao aprovada?

Consumidor providencia a adequao

Distribuidora realiza a ligao

Consumidor solicita a ligao

5Resp

osta

s dos

exer

ccic

ios

pgina

2) Relacione os documentos que devem ser entregues no projeto para a distribuidora.

- Contrato social;

- Carto do CNPJ;

- Inscrio Estadual;

- RG e CPF do representante legal;

- Contrato de locao (quando aplicvel);

- Licena de funcionamento da CETESB (quando aplicvel);

- Relao de carga discriminada por tipo de uso final;

- Projeto em trs vias;

- ART do projeto e da execuo.

3) Cite cinco testes que devem ser realizados aps o trmino da construo da subestao.

Podem ser cinco itens da relao seguinte:

- Funcionamento dos disjuntores;

- Operao dos intertravamentos;

- Medio de resistncia de isolao no disjuntor;

- Medio de resistncia de isolao nas chaves seccionado-ras;

- Medio de resistncia de isolao nas terminaes dos ca-bos de alta tenso;

- Medio de resistncia de isolao nos transformadores;

- Medio de resistncia de isolao dos barramentos;

- Anlise de leo do transformador;

- Verificao do TAP do transformador;

- Ensaio de relao de transformao do transformador;

- Ensaio de tenso aplicada no barramento;

- Medio de resistncia de aterramento;

- Continuidade da fiao de comando, medio e proteo;

- Atuao dos rels.

4) Uma unidade consumidora do grupo A paga uma tarifa binmia. O que isso significa?

Significa que essa unidade consumidora paga no somente a energia eltrica que consome, mas tambm a demanda que re-quer da rede eltrica.

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5) Quais so os trs tipos de tarifa existentes para as unidades con-sumidoras do grupo A?

Convencional;

Horossazonal azul;

Horossazonal verde.

Captulo 4

1) Os trs tipos de para-raios existentes so:

( ) Para-raios com decida, para-raios com chapa, para-raios com cabo.

(X) Cabo para-raios, para-raios do tipo haste reta ou gaiola, para-raios do tipo vlvula.

( ) Para-raios automtico, para-raios mecnico, para-raios de gaiola.

2) Definimos o disjuntor em alta tenso pelo seu meio de extino de arco eltrico. So eles:

(X) Grande volume de leo (GVO), pequeno volume de leo (PVO), sopro magntico, ar comprimido, vcuo, gs.

( ) leo, motorizado, comando local, comando remoto, termo magntico.

( ) Automtica de mola, de manivela.

3) As chaves seccionadoras:

( ) So dispositivos destinados a realizar manobras de abertura e fechamento de um circuito eltrico com carga.

( ) So dispositivos destinados a realizar manobras de abertura e fechamento de um circuito eltrico durante um curto-circuito.

(X) So dispositivos destinados a realizar manobras de abertura e fechamento de um circuito eltrico sem carga.

4) Sobre o transformador:

( ) Na subestao primria os transformadores podem ser mo-nofsicos ou trifsicos, dependendo da necessidade do con-sumidor.

(X) A principal funo do leo no transformador refrigerar e isolar.

(X) Os sistemas de refrigerao nos transformadores so refrige-rao natural (ONAN), ventilao forada (ONAF), circulao forada do leo (OFAF), refrigerao gua (OFWF).

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5) Transformadores para instrumentos:

( ) Tm a finalidade de proteger as instalaes eltricas.

(X) Tm a finalidade de reduzir a tenso e a corrente para ali-mentar a proteo e a medio.

( ) Tm a finalidade de elevar a tenso e a corrente para alimen-tar a proteo e a medio.

Captulo 5

1) Quais so as caractersticas principais de um sistema de prote-o?

- Seletividade; - Rapidez;

- Confiabilidade;

- Exatido;

- Sensibilidade.

2) Qual a diferena entre um TC de medio e um TC de proteo?

No transformador de medio, quando ocorre um valor elevado de corrente, por exemplo, em um curto-circuito, ele satura, porque o medidor de energia no precisa registrar o que ocorre durante uma anomalia em um curto intervalo de tempo.

O TC de proteo possui um nvel de saturao muito mais eleva-do. Na ocorrncia de uma elevada corrente o TC a transmite para a sua sada (secundrio), enviando essa informao ao rel de proteo.

3) Por que importante preocupar-se com a corrente de curto-circui-to de um disjuntor de subestao?

Caso o disjuntor venha a realizar a abertura de um curto-circuito de corrente superior ao valor que ele suporta, o equipamento pode se danificar durante essa operao.

4) Quais so os trs elementos de um rel?

- Elemento sensor;

- Elemento comparador;

- Elemento de atuao.

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5) Quais so as funes bsicas de proteo que toda subestao deve ter?

- 27 - Rel de subtenso;

- 47 - Rel de sequncia de fase;

- 50 - Rel de sobrecorrente instantneo;

- 51 - Rel de sobrecorrente temporizado;

- 59 - Rel de sobretenso.

Captulo 6

1) Que captulo da NR-10 determina as premissas para a realizao de trabalho em alta tenso?

Captulo 7

2) Qual a distncia de risco e a distncia controlada a partir de um ponto energizado em 13,8 kV?

Distncia de risco: 0,38 m

Distncia controlada: 1,38 m

3) Em que condio um profissional precisa fazer o curso comple-mentar de NR-10?

Quando esse profissional for atuar com instalaes eltricas de alta tenso (tenso superior a 1.000 V).

4) Qual a diferena entre um equipamento desligado e isolado?

Desligar refere-se a simplesmente promover a abertura da alimen-tao do circuito, ou seja, abrir o disjuntor ou a chave secciona-dora. O desligamento somente a primeira das seis etapas da desenergizao. O isolamento refere-se ao desligamento de outros dispositivos que isolem fisicamente o trecho da instalao eltrica onde ser realizado o servio.

5) Qual ferramenta utilizada para verificar a ausncia de tenso em uma subestao?

Detector de tenso.

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Captulo 7

1) Complete:

De acordo com o item 10.5 da NR-10 somente considerado desenergizado um equipamento eltrico, liberado para trabalho, mediante os procedimentos apropriados, obedecendo sequncia descrita em seguida.

A) Desligado

B) Isolado

C) Bloqueado

D) Testado

E) Aterrado

F) Sinalizado

2) Quais as principais funes dos instrumentos relacionados a seguir?

a) Meghmetro

Ensaio de resistncia de isolao

b) Medidor de relao de transformao TTR

Ensaio de relao de transformao

c) Microhmmetro

Ensaio de resistncia de contato

d) Tenso aplicada Hipot

Ensaio de isolao por tenso aplicada

e) Teste de rigidez dieltrica do leo TRDO

Ensaio de rigidez dieltrica do leo isolante

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3) Mencione os trs ensaios de resistncia de isolao que devem ser realizados em um transformador.

1 Ra: ensaio de resistncia de isolao entre o enrolamento de alta tenso e a carcaa.

2 Rb: ensaio de resistncia de isolao entre o enrolamento de baixa tenso e a carcaa.

3 Rab Rba: ensaio de resistncia de isolao entre os enrola-mentos de alta e baixa tenso.

4) Para medio da relao de transformao, considere um trans-formador cujo fechamento do enrolamento de alta tenso seja tringulo e o fechamento do enrolamento da baixa tenso seja estrela, a tenso primria do transformador seja de 13.800 V e a tenso secundria de 220 V. Qual o valor de relao de transfor-mao usado?

- Relao de transformao calculada 108,646

- Valor de tolerncia mximo 109,190

- Valor de tolerncia mnimo 108,103

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5) Observando o diagrama seguinte, elabore um procedimento de manobra para desligar e isolar o disjuntor principal de 13,8 kV com segurana, considerando todas as seccionadoras e disjunto-res fechados.

a) Fazer programao com os setores envolvidos na manobra.

b) Fazer planejamento.

c) Verificar condies operativas dos equipamentos a serem ma-nobrados.

d) Desligar o disjuntor secundrio dos transformadores.

e) Verificar ausncia de corrente nos circuitos.

f) Desligar disjuntor principal pelo comando manual eltrico ou manual mecnico.

g) Certificar-se de que as trs fases do disjuntor abriram correta-mente.

h) Abrir e bloquear as chaves seccionadoras do cubculo de pro-teo.

i) Abrir e bloquear as chaves seccionadoras no cubculo de transformao.

j) Executar o teste de tenso.

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k) Fazer aterramento temporrio na entrada e na sada do disjun-tor.

l) Sinalizar os equipamentos abertos.

m) Fazer relatrio.

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