Apostila Eletricidade Industrial

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Aplicao dos equipamentos nas instalaes eltricas industriais e prediais em baixa tenso.

Bruno Penso Filho ( Consultor / Professor )

Outubro / 05

Sumrio

Pginas

Circuitos bsicos de uma instalao em baixa tenso ................................................................................. 2 Circuito tpico de comando ........................................................................................................................... 3 Formulrio bsico ......................................................................................................................................... 4 Classificao dos equipamentos de manobra e proteo ............................................................................ 5 Normas para atender a aplicao dos equipamentos de manobra e proteo em baixa tenso ................. 6 Dados bsicos para condies normais de operao .................................................................................. 6 Caractersticas bsicas dos componentes .................................................................................................... 6 Anormalidade do pior caso - curto-circuito .................................................................................................... 6 Corrente presumida de curto-circuito ............................................................................................................ 7 Limitao da corrente de curto-circuito ......................................................................................................... 7 Clculos bsicos de curto-circuito ................................................................................................................ 8 Fusveis - caractersticas construtivas e de especificao ........................................................................... 8 Seccionadores - caractersticas construtivas e de especificao ................................................................ 12 Disjuntores - caractersticas construtivas e de especificao .......................................................................12 Caractersticas de desempenho, operao e controle dos fusveis e disjuntores ........................................ 19 Seletividade .................................................................................................................................................. 21 Desenvolvimento de partida das cargas tpicas ......................................................................................... 24 Contatores - categorias de emprego ........................................................................................................... 25 Contatores - caractersticas construtivas ..................................................................................................... 26 Durabilidade eltrica, anlise e substituio dos contatos dos contatores ................................................... 27 Garantia do bom desempenho do contator ................................................................................................. 29 Rel de sobrecarga - princpio construtivo .................................................................................................. 30 Curva caracterstica de disparo e a coordenao de proteo ................................................................... 31 Causas das sobrecorrentes de sobrecarga ................................................................................................. 31 Atuao de um rel com proteo de falta de fase ...................................................................................... 32 Proteo plena dos motores ........................................................................................................................ 33 Rel de sobrecarga eletrnico ...................................................................................................................... 34 Garantia de desempenho de um rel de sobrecarga .................................................................................. 35 Coordenao de proteo em combinaes de partida .............................................................................. 35 Partida de motores - Premissas de escolha ................................................................................................. 36 Mtodos de partida ...................................................................................................................................... 36 Partida direta, estrela-tringulo, compensadora e partida suave ( soft-starter ) - Caractersticas bsicas .. 37 Partida direta, estrela-tringulo, compensadora - Especificao dos componentes .................................... 42 Partida direta - Tabelas de escolha ............................................................................................................. 43 Partida direta, estrela-tringulo, compensadora e partida suave ( soft-starter ) - Esquemas de ligaes ... 45 Correo do fator de potncia - Formas tpicas de aplicao ..................................................................... 53 Manobra e proteo de motores ( com funcionalidade inteligente ) ............................................................. 54 Evoluo da automatizao - Vantagens da rede de comunicao ............................................................. 55 Normas tcnicas / Normas de instalaes eltricas de baixa tenso ........................................................... 57 Componentes da instalao - Funes e caractersticas bsicas ................................................................ 58 Falhas eltricas - Curto-circuito e sobrecarga .............................................................................................. 59 Disjuntores - Aplicao das normas, definies das capacidade de interrupo e curvas caractersticas .. 60 Condutores - Normas, dimensionamento, proteo contra falhas eltricas e coordenao de proteo .... 63 Disjuntores 5SX2 - Curvas I2.t ...................................................................................................................... 65 Mini-disjuntores mono-bi-tripolares 5SX ...................................................................................................... 66 Falhas eltricas - Corrente de fuga (diferencial-residual) ............................................................................. 66 Dispositivos DR - Princpio de atuao, funcionamento e aplicao conforme a norma ..............................67 Tipos e configuraes de redes eltricas ..................................................................................................... 68 Dispositivos DR - Execues e nmero de plos ......................................................................................... 70 Princpio de proteo das pessoas ............................................................................................................... 71 Dispositivos DR / Disjuntores DR ................................................................................................................ 72 Dispositivos de proteo contra surtos DPS .............................................................................................. 73 Quadro e caixas de distribuio .................................................................................................................... 76 Sistema N - Componentes ............................................................................................................................ 771

Aplicao dos equipamentos nas instalaes eltricas industriais em baixa tenso.CONTATORES

CHAVES DE PARTIDA

RELS DE SOBRECARGA

DISJUNTORES

SECCIONADORES

BOTES DE COMANDO

TRANSFORMADORES

CHAVES FIM DE CURSO

INSTRUMENTOS DE MEDIO

Circuitos bsicos de uma instalao eltrica industrial na baixa tenso.

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Circuitos bsicos de uma instalao eltrica industrial na baixa tenso.

A entrada do sistema deve possuir a melhor qualidade de operao e proteo para atender circunstncias de pior caso. A distribuio do sistema dada basicamente pela necessidade simples de diviso das cargas. Uma proposta otimizada orienta a distribuio em razo da elevada importncia, exigncias ou confiabilidade dos servios. A escolha da composio (mtodo de partida) de um ramal para manobra e proteo da carga tpica (motor) especificada em base ao seu tamanho (potncia). A escolha de composio (mtodos de partida) pode considerar outras variantes, como confiabilidade de servio, circunstncia de disponibilidade da potncia, caractersticas da mquina a ser acionada, distncia da fonte de alimentao, etc... A composio de um ramal pode garantir a operao, em especial o desligamento, em condies normais, em defeito e inclusive em carter de emergncia, o que dispensa qualidade de servios a montante.

Circuito de comando.Exemplo: Chave de partida estrela-tringulo.

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Circuito de comando.

Os circuitos de alimentao (potncia) esto sujeitos naturalmente a anomalias de sobrecargas e at um curto-circuito Os circuitos de comando so os responsveis pela produo dos servios na potncia. Falha no sinal de comando pode causar acidentes s pessoas e perdas materiais Para se cumprir com a necessria confiabilidade, os circuitos de comando devem ser projetados a garantir a melhor qualidade de especificao, observar a referncia dos produtos, assim como da melhor forma estar imune aos desvios inerentes de uma planta eltrica industrial atual.

Formulrio bsico.Para circuitos monofsicos / bifsicos / trifsicos.

Circuitos Grandezas Corrente (A) Tenso (V) Potncia ativa (W) Potncia reativa (Var) Potncia aparente (VA)

Corrente contnua U R U= P= P I

Corrente alternada monofsica I= S U . cos S I . cos

Corrente alternada trifsica I= U= S 3.U . cos S 3.I . cos

I= U = R.I P = R.I 2

U=

U