01 - Curso de Operacao de Subestacaoes Brf (1)

Curso de SubestaçõesCurso de Subestações

Sergio Luiz RossettoRafael A. santos FilhoCelular (41) 9979.1154

Escritório (41) 3376-4663E-Mail : rossetto@msem.com.br rafael@msem.com.br

Palestrantes

Apresentar os requisitos mínimos de segurança para trabalhos em subestações.

Apresentar os equipamentos da Casa de Comando.

Apresentar os equipamentos de pátio e Diagrama Unifilar da subestação.

Apresentar a seqüência de manobras da subestação.

Objetivos do Treinamento

NORMA REGULAMENTADORA Nº 10SUMÁRIOSUMÁRIO

• 10.1. Objetivo e Campo de aplicação• 10.2. Medidas de controle• 10.3. Segurança no Projeto• 10.4. Segurança na Construção, Montagem, Operação e Manutenção• 10.5. Segurança em Instalações Desenergizadas• 10.6. Segurança em Instalações Energizadas• 10.7. Trabalho envolvendo alta tensão• 10.8. Habilitação e Autorização dos Profissionais• 10.9. Proteção contra incêndios e Explosão• 10.10. Sinalização de Segurança• 10.11. Procedimentos de trabalho• 10.12. Responsabilidades• 10.13. Disposições finais• Glossário – Anexo I – Distanciamento de Segurança – Anexo II -

Treinamento

O QUE É UM SISTEMA ELÉTRICO DE POTÊNCIA (SEP)

É O CONJUNTO DAS INSTALAÇÕES E EQUIPAMENTOS DESTINADOS A

GERAÇÃO, TRANSFMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA

ELÉTRICA.

Curso no SEP

SISTEMA ELÉTRICO DE POTÊNCIA

NR10-Introdução Segurança em eletricidade

ORGANIZAÇÃO DOS TRABALHOS NO SEP

• PROGRAMAÇÃO E PLANELAMENTO DOS SERVIÇOS• TRABALHO EM EQUIPE: - Trabalhos não podem ser realizados individualmente - Todos os membros da equipe tem que estar plenamente cientes das tarefas a serem executadas• PRONTUÁRIO DAS INSTALAÇÕES ELÉTRICAS (PIE)• MÉTODO DE TRABALHO Todo trabalho no SEP deve seguir rigorosamente: - Seu Planejamento; - Procedimentos adotados - APR ; - Meios para execução - Composição da equipe

CONDIÇÕES INPEDITIVAS PARA REALIZAÇÃO DE SERVIÇOS NO SEP

• CONDIÇÕES AMBIENTAIS

• CONDIÇÕES DE FERRAMENTAL, ACESSÓRIOS, EPI’S e EPC’S

• CONDIÇÕES DAS INSTALAÇÕES: - Espaçamento seguro - iluminação; - Posição de trabalho

10.5 SEGURANÇA EM INSTALAÇÕES ELÉTRICAS DESENERGIZADAS

A) seccionamento;B) impedimento de reenergização;C) constatação da ausência de tensão;D) instalação de aterramento temporário com

equipotencialização dos condutores dos circuitos;E) proteção dos elementos energizados existentes na zona

controlada (anexo I);F) instalação da sinalização de impedimento de

energização

QUAIS OS RISCOS ENVOLVIDOS EM SERVIÇOS NO SEP

• CONTATO COM PARTES ENERGIZADAS;

• ENERGIZAÇÕES ACIDENTAIS;

• INDUÇÕES;

• QUEDAS;

• DESCARGAS ATMOSFÉRICAS;

•FALHAS EM EQUIPAMENTOS;

RISCOS NOS SERVIÇOS NO SEP

RISCOS NOS SERVIÇOS NO SEP

FALHAS EM EQUIPAMENTOS

• POR FALTA DE MANUTENÇÃO

RISCOS NOS SERVIÇOS NO SEP

POR FALTA DE MANUTENÇÃO

RISCOS NOS SERVIÇOS NO SEP

• POR DEFEITO NÃO DETECTADO NA MANUTENÇÃO;

RISCOS NOS SERVIÇOS NO SEP

RISCOS NOS SERVIÇOS NO SEP

RISCOS NOS SERVIÇOS NO SEP

PROGRAMA SEGURO PARA TODOS OS TRABALHOS COM ELETRICIDADE

• Os trabalhos em eletricidade só podem ser realizados com procedimentos que elemi- nem os riscos elétricos quanto a choque, energia incidente e riscos adicionais

ARCO ELÉTRICO

NR10-Introdução Segurança em eletricidade

Animais dentrodos equipamentos de manobra

Uma ferramenta ou outro objeto estranho

Causas comuns de um arco

NR10-Introdução Segurança em eletricidade

Equipamento defeituoso ou mau isolador

Acidente durante o trabalho

Causas comuns de um arco

ATIVIDADES PREDOMINANTES NA OCORRÊNCIA DE ARCO ELÉTRICO

SUBSTITUIÇÃO FUSÍVEIS NH

TRABALHOS EM BTFERRAMENTAS SEM ISOLAÇÃO

EXTRAÇÃO DE DISJUNTORES

CAUSAS BÁSICAS CARACTERÍSTICAS DA INSTALAÇÃO NÃO SEGREGADO CONTRA ARCO ELÉTRICO

NR10-Introdução Segurança em eletricidade

NR10-Introdução Segurança em eletricidade

Um arco surge quando pelo menos uma parte de um arco menor rompeum isolante, como por exemplo o ar

A potência máxima instantânea pode chegar à 40 MW

A temperatura interna do arco atinge 10 000 - 20 000°C

No início e no fim do arco a temperatura chega à 4 500°C

Em média tensão a máxima tensão de arco atinge 500 - 1 000 V

A intensidade luminosa de um arco pode ser 2000 vezes a luminosidadede um escritório comum

Características de um arco

NR10-Introdução Segurança em eletricidade

PRESSÃO O rápido aumento de temperatura causa uma potente expansão de ar e um impacto explosivo nas imediações

TEMPERATURA O efeito térmico imediato do arco derrete e queima todos objetos ao seu redor, como as paredes do cubículo, barramentos e isoladores. Gases quentes, material derretido e a radiação térmica podem causar danos ainda maiores

VENENOS Dependendo do material usado, compostos químicos podem ser produzidos sob as altas temperaturas.

PERIGO

ENVENENAMENTO

FERIMENTOS GRAVES

QUEIMADURAS DE

PELE

CU

STO

S D

E R

EPA

RO

PER

DA

S DE

PRO

DU

ÇÃ

O Efeitos de um arco

ARCO ELÉTRICO

“Equivalente a exposição de um dedo na brasa do cigarro por 1 segundo”

Fórmula: E=(5,117*kV*kA*t) / (d)2 Onde: E= energia incidente em cal/cm2

d= Distância em cm – maior que 45 cm t = Tempo do arco em segundos kA= corrente de curto sólido kV= Tensão do arco

NR10-Introdução Segurança em eletricidade

Com operador manuseando chaves de manobra, 65%

Sem operador,25%

Com operador em frente a uma porta fechada, 10%

Incidência de arcos

Identificação

• Os painéis e equipamentos elétricos com risco de arco serão sinalizados com uma etiqueta de identificação que informará o nível de energia incidente calculado para aquele ponto específico do circuito

ARCO ELÉTRICO

ARCO ELÉTRICO

ARCO ELÉTRICO

ARCO ELÉTRICO

ARCO ELÉTRICO

ARCO ELÉTRICO

O resultado pode ser uma energia maior para uma corrente de arco menor emFunção do tempo de atuação da proteção.

PÁRA-RAIOS

Função: Proteger equipamentos contra sobretensão:

• INTERNAS

• EXTERNAS

DESCARGAS ATMOSFÉRICAS

EVOLUÇÃO DOS PÁRA-RAIOS

• CENTELHADORES

PÁRA-RAIOS COM RESISTORES NÁO-LINEAR E GAP (SIC)

PÁRA-RAIOS COM RESISTORES NÃO LINEARES COM GAP’s ATIVO

PÁRA-RAIOS DE ÓXIDO ZINCO

• São pára raios constituídos de blocos de resistores não-linear de ZnO

PARA-RAIO DE CARBONETO DE SILÍCIO

Pára-raios ZnO

Resistores não-lineares de ZnO

Pára-raio de média tensão polimérico de Zno

Característica VxI dos resistores não-lineares ZnO SiC

Atuação de pára-raio ZnO e SiC

Pára-Raios

Itens de Inspeção :

- Correntes de Fuga;

- Contador de Operações;

- Ruídos;

- Aterramentos

Chave Seccionadora Introdução

A função mais comum que uma chave pode desempenhar é a de secionamento de circuitos por necessidade operativa, ou por necessidade de isolar componentes do sistema para a realização de manutenção nos mesmos. Neste último caso a chave aberta deve ter uma suportabilidade de isolação entre terminais às solicitações dielétricas de nível tal que o pessoal de campo possa executar o serviço de manutenção em condições adequadas de segurança.

Chaves Seccionadoras

Chave Seccionadora

Tipos de seccionadoras

Chaves Seccionadoras

Itens de Inspeção :

- Verificar posicionamento das Lâminas Principais;

- Verificar o correto fechamento dos contatos;

- Verificar o desumidificador do comando;

Transformadores para instrumentos

TC e TP 72,5 kV

Transformador de Corrente Definição

É um transformador cujo enrolamento primário é ligado em série em um circuito elétrico e cujo enrolamento secundário se destina a alimentar bobinas de corrente de instrumentos elétricos de medição, controle ou proteção.

TCALSTOM

138 kV

Transformadores de Corrente

• Corrente nominal e relação nominal;• Tensão nominal;• Freqüência nominal;• Carga nominal;• Exatidão;• Nº de nucleos para medição e proteção;• Fator térmico nominal;• Uso interno ou externo.

ESPECIFICAÇÃO:

Transformador de Corrente Tipos de Tcs Tipo Barra

É aquele cujo enrolamento primário é constituído por uma barra fixada através do núcleo do TC.

TC de MT tipo barra

Transformador de Corrente Tipo Enrolado

Transformador de corrente cujo enrolamento primário é constituído de uma ou mais espiras envolvendo o núcleo do transformador

Transformador de Corrente

Tipo Enrolado

Transformador de Corrente Tipo Janela Transformador de corrente que não possui um primário fixo é

constituído com uma abertura através do núcleo por onde passa um condutor formando o circuito primário

TC tipo janela

Transformador de Corrente Tipo Bucha

Transformador de corrente tipo janela projetado para ser instalado sobre uma bucha de um equipamento elétrico (transformadores, disjuntores

TC tipo bucha

TC tipo bucha

Transformador de Corrente Tipo Com Vários Núcleos Secundários Transformador de corrente constituído de dois ou mais

enrolamentos secundários montados isoladamente, sendo que cada um possui individualmente o seu núcleo, formando juntamente com o enrolamento primário, um só conjunto

Neste tipo de TC, a seção do condutor primário deve ser dimensionado tendo em vista a maior das relações de transformação do núcleo considerado

Transformador de Corrente Tipo Derivação No Secundário

Transformador corrente, constituído de um único núcleo envolvido pelos enrolamentos primário e secundário, sendo provido de uma ou mais derivações

Transformador de CorrenteTipo Tanque

Transformador de CorrenteTipo Tanque

Transformador de CorrenteTipo Invertido

Transformador de Corrente de 138 Kv

Transformadores de Corrente

Itens de Inspeção :

- Nível de óleo;

- Vazamentos;

- Aterramentos;

- Ruídos.

TRANFORMADORES DE TENSÃO

DEFINIÇÃO:

São transformadores de pequena potencia que trabalham

praticamente em vazio. Isolam a tensão nominal do pri-

mário dos circuitos conectados de medida e proteção

e transformam a tensão a medir em tensões secundarias

aptas para ser medidas, mantendo a fidelidade de seus va-

lores absolutos e defasagens.

NORMA: IEC 600186

Especificação

• Tensões nominais;

• Classe de exatidão;

• Grupos de ligação;

• Cargas nominais;

TP 138 kV

Transformadores de Potencial Capacitivos

Itens de Inspeção :

- Nível de óleo;

- Vazamentos;

- Ruídos;

- Aterramentos

DISJUNTORES

Definição

A norma IEC-50 (1984) "International Eletrotechnical Vocabulary" Capítulo 441 - Switchgear, Controlgear and Fuses, define os disjuntores de alta tensão da seguinte forma: "Um dispositivo mecânico de manobra, capaz de estabelecer, conduzir e interromper correntes nas condições normais de circuito, assim como estabelecer, conduzir durante um tempo especificado e interromper correntes sob condições anormais especificadas do circuito, tais como as de curto-circuito".

Tipos de Disjuntores

Disjuntores a Óleo

Custo baixo e robustez construtiva, estes disjuntores tem aplicação em instalações de média tensão e subestações de distribuição .

O objetivo principal da utilização do óleo está fundamentado no fato deste ser um excelente isolante, o que permite o confinamento do arco formado.

O óleo possui duas propriedades importantes que são:O efeito do Hidrogênio e o Efeito do Fluxo Líquido. 

Tipos de Disjuntores Disjuntores a Óleo

Efeito do hidrogênio

A altíssima temperatura o arco voltaico, decompõe o óleo, liberando de tal modo vários gases onde o hidrogênio predomina, a ponto de se poder dizer que o arco queima numa atmosfera de hidrogênio. Como este gás tem uma condutividade térmica bastante elevada comparado ao nitrogênio, por exemplo, a retirada de calor das vizinhanças do arco se processa de maneira eficiente, resfriando o mesmo.

Efeito do Fluxo de Líquido Consiste em se jogar óleo mais frio sobre o arco dando continuidade ao processo de evaporação aludido, de maneira que grandes quantidades de calor possam ser retiradas pelos gases resultantes.

Este fluxo de óleo jogado sobre o arco pode ser produzido pelo mesmo (dependente da corrente) ou por dispositivos mecânicos adicionais como pistões, êmbolos, etc., (independente da corrente). Geralmente, usam-se os dois processos, simultaneamente.

Tipos de Disjuntores

PVO - Disjuntores a Pequeno Volume de Óleo

Estes disjuntores são construídos para suportar tensões de até 30kV. 

O efeito de extinção neste tipo de disjuntor, também ocorre em uma câmara de extinção.

A diferença entre o PVO e o GVO é que os polos estão instalados em câmras de extinção individualmente separadas , e tudo está montado em uma única estrutura.

Neste tipo de disjuntor os elementos principais são a câmara de extinção , os contatos móveis e fixos de abertura e fechamento.

Tipos de câmaras DJ PVO

Tipos de Disjuntores PVO - Disjuntores a Pequeno Volume de Óleo

39. Canal anelar 41. Base da câmara 43. Tubo da câmara 45. Compartimento inferior da câmara 49. Contato móvel 51. Placa de inversão 53. Pino isolante 57. Placa de centragem 61. Rolete de contato 63. Colunas de guia 67. Flange inferior com terminal 69. Cruzeta 73. Carcaça inferior .5 Vedação 77. Haste 81. Alavanca interna 83. Eixo estriado 91. Terminal interior (apenas no tipo A) 95. Amortecedor 97. Bujão de drenagem

105. Isolador inferior

5. Isolador superior 9. Carcaça superior 9.5 Vedação 11. Válvula de expansão 13.3 Visor de óleo .5 Vareta indicadora .9 Tubo de bóia .11 Bóia 17. Flange superior 19. Terminal superior 23. Anel roscado 27. Cabeçote SS 31. Contato fixo .5 Suporte estrela .13 Dedos de contato 33. Tubo distanciador 35. Compartimento superior da câmara 37. Tampa da câmara

Tipos de Disjuntores PVO - Disjuntores a Pequeno Volume de Óleo

Tipos de Disjuntores Disjuntores a Vácuo

O arco voltaico a vácuoA expressão "arco voltaico no vácuo" a princípio, pode parecer contraditória, pois, a existência de um arco voltaico pressupõe a existência de íons positivos e elétrons que, por assim dizer, lhe sirvam de veículo; e no vácuo não existe, em principio, a possibili-dade de se encontrar estas partículas. No caso dos disjuntores a vácuo, os íons positivos e elétrons são fornecidos pela nuvem de partículas metálicas provenientes da evaporação dos contatos formando o substrato para o arco voltaico. Após a interrupção de corrente, estas partículas se depositam rapidamente na superfície dos contatos recuperando, assim, a rigidez dielétrica entre os mesmos. Esta recuperação da rigidez dielétrica é muito rápida nos disjuntores a vácuo, o que permite altas capacidades de ruptura em câmaras relativamente pequenas. Estas características podem ser compreendidas de melhor forma, analisando-se o comportamento do arco voltaico no vácuo que pode ser difuso ou contraído.

Tipos de Disjuntores

Disjuntores a Vácuo O arco difuso

Quando se interrompem pequenas correntes, até aproximadamente 10 kA, tem-se a formação do arco difuso, ou seja, um arco distribuído por toda a superfície dos contatos. O processo pode ser assim descrito: a superfície dos contatos (quase sempre de execução frontal) apesar de lisa, possui uma micro-rugosidade, que é responsável pela formação de últimos pontos de contato que irão se aquecer na separação galvânica dos mesmos, devido à alta densidade de corrente (104A/cm2 a 109A/cm2). Formam-se focos de emissão iônica (cathode spots), que irão irradiar os íons e elétrons, responsáveis pela formação de um pequeno arco voltaico. 

Tipos de DisjuntoresDisjuntores a Vácuo

Arco difuso no interior da Cámara a vácuo

Tipos de Disjuntores

Disjuntores a Vácuo O arco contraído

A partir de um certo valor da corrente (aprox. 10 kA), valor este que depende do diâmetro e configuração dos contatos bem como do grau de homogeneidade do campo elétrico entre os mesmos e ainda de outros parâmetros, como o campo magnético e configuração de eventuais blindagens na câmara, o arco voltaico se contrai, tornando-se possível localizar um foco de emissão iônica sobre os contatos de alguns milímetros de diâmetro. A transição do arco difuso para o arco contraído é provocada pelo aumento do campo magnético dos vários arcos paralelos com o aumento de corrente, cujas forças de atração começam a superar as forças termodinâmicas do plasma que sustentavam estes arcos. Com isto, os focos de emissão iônica vão se deslocando e se juntam, formando um foco único e contraindo o arco. 

Tipos de Disjuntores Disjuntores a Vácuo

Arco contraídno interior da Cámara a vácuo

Tipos de Disjuntores Disjuntores a Vácuo Esquema

Tipos de Disjuntores

Disjuntores a Vácuo

Câmara de Vácuo

Tipos de Disjuntores Disjuntores a Vácuo

Pólo

1.

2.

3.4.

5. 6.

7.

8.

9.

10.

11. 12.13.

14.

15.16.

1.Isolador superior2.Isolador inferior3.Suporte superior4.Conexão superior5.Fixador externo6.Fixador interno7.Conexão inferior8.Cordoalha9.Câmara de Vácuo10. Pino de conexão móvel11. Suporte inferior12. Alavanca13. Alavanca14. Cruzeta15. Barra de acionamento16. Mola de pressão

Tipos de Disjuntores Disjuntores a Vácuo

Geometria dos Contatos

Contato plano Contato de campomagnético axial (AMF)

Contato de campomagnético radial (RMF)

Tipos de Disjuntores Disjuntor a SF6

O SF6 (Hexafluoreto de Enxofre) tem boas propriedades dielétricas e de eliminação do arco elétrico.

Propriedades químicas:

é inodoro;

sem cor;

a toxico;

não inflamável;

elevada estabilidade térmicas e químicas em condições normais de operação;

Propriedades físicas do SF6

• Rigidez dielétrica a 1 Atm igual a 2,5 vezes a do ar;

• A 3 Atm igual a do óleo isolante;

• Supressor de arco 100 vezes maior que a do ar;

Disjunto SF6 auto-soprante Alstom

Disjuntor auto-soprante Siemens

Comparação entre meios de extinção

Mecanismo de Operação do Disjuntor de 138Kv

Mecanismo de Operação do Disjuntor de 138Kv

Indicação Mecanica do Estado do Disjuntor de 138 Kv

Transformadores Função dos Transformadores

Chama-se transformador uma máquina elétrica, com partes necessariamente estáticas, que por meio da indução eletromagnética, transfere energia elétrica de um circuito para outro ou outros circuitos, mantendo a mesma freqüência, podendo haver alterações nos valores de tensões correntes e impedâncias.

Energia

MecânicaElétrica

Motor

máquinaelétrica

GeradorTransformador

Transformadores Aplicações dos Transformadores

Elevação e abaixamento dos níveis de tensão e corrente em sistemas de transmissão e distribuição.

Para fornos Transformadores especiais

Vista do transformador de 138Kv

Transformadores Visão Geral a Partir de um Sistema de Potência

13,8 kV

500 kV

69 kV13,8 kV

230 kV

Partes principaisEnrolamento

Partes principaisNúcleo e enrolamento

Partes principaisvista de um enrolamento

Partes principaisindicador de nível

Partes principaisválvula de alívio de pressão

Partes principaisIndicador de temperatura do Oleo

Indicador de temperatura

Indicador de temperatura

Partes principaisIndicador de temperatura do

enrolamento

Indicador de temperatura do enrolamento

Partes principaisRelé de gás

Relé de gás

Acionamento Motorizado MA7

Chave Comutadora de 138 KV

Painel de Auxiliares do Transformador

Transformador de Serviços Auxiliares

Resistores de Aterramento

Proteção Diferencial para TF’s

OBJETOPROTEGIDO

5 pu 5 pu

5,25

0,50

4.75

Condição de Carga ALTA ou Falta Externa

Se o Valor de Operação for 0,2 , neste caso haverá TRIP !!

Vista Frontal do Retificador

Vista geral Interna do Painel de Vca/Vcc

Parte Interna do Circuito de Vcc

Parte Interna do Circuito de Vca

4

5

6 7

8

9

10

11

12 13

Vista Frontal de um Painel de Comando e Controle

Cubiculos de 13.8 kv

Cubiculos de 13.8 Kv

Banco de Baterias

Rele de Sobrecorrente 7sj61

Rele de Sobrecorrente 7sj62

Reles diferencial 7ut61

Anunciador de Alarmes

Rele Regulador de Tensão do Comutador

Rele Supervisor de Paralelismo SPS