Circuitos de Potência 2

Circuitos de Potência

Centro Universitário Salesiano de São Paulo UNISAL U.E. Campinas

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3- Dispositivos de proteção

Os dispositivos de proteção usados para reduzir os efeitos dos curto-circuitos sobre os equipamentos e as instalações de baixa tensão são os seguintes:

• Fusível: pela fusão de uma parte especialmente projetada, abre o circuito e interrompe a corrente quando esta excede um dado valor durante um certo tempo.

• Disjuntor: pela separação rápida entre os contatos móvel e fixo e através de um meio de extinção do arco (sopro magnético, vácuo, gás SF6, óleo, ar comprimido) abre o circuito e interrompe a corrente quando esta excede um dado valor detectado por um relê o qual comandou a sua operação.

Note-se que o disjuntor não desliga ou religa automaticamente um circuito, se não for comandado por relês; deve-se lembrar sempre, pois, que o disjuntor é um equipamento que é capaz de abrir um circuito quando há um curto-circuito e de religar o circuito depois de um dado tempo e, se o curto persistir, é capaz de abrir novamente o circuito, mas só executa tais operações se for, neste caso, comandado por relés de sobrecorrente e relés de religamento.

3.1 - Valores Nominais Para especificar corretamente estes dispositivos de proteção dos circuitos, devemos conhecer os principais dados nominais:

VN - tensão nominal: é a máxima tensão de operação de um circuito no qual o dispositivo pode operar.

IN - corrente nominal: é a corrente que pode passar permanentemente pelo fusível ou disjuntor, sem que nenhuma parte dos mesmos atinja uma diferença de temperatura acima da ambiente, maior que um Dt padronizado, de acordo com o material (varia de 30 °C a 55 °C).

NOTAS:

1. Para os fusíveis é também a maior corrente permanente que não provoca a fusão. 2. Para os disjuntores é também a corrente com que o disjuntor pode operar repetidas vezes sem manutenção ou substituição de componentes. O número de operações depende do tipo de disjuntor. • tint. - corrente de interrupção ou capacidade de interrupção: é a maior corrente simétrica de curto-circuito que o dispositivo (fusível ou disjuntor) é capaz de interromper sob a tensão nominal. Iprosp. - corrente prospectiva de um dispositivo limitador: é o valor de crista de mais alto

valor da corrente de curto-circuito que seria atingido se o dispositivo não tivesse atuado. Para os dispositivos não limitadores, esse valor é denominado corrente momentânea, corrente dinâmica ou ainda valor de crista da corrente de curto-circuito suportável.

NOTAS:

1. A capacidade de interrupção dos disjuntores anteriormente era dada em algumas normas pela corrente assimétrica ou pela potência de interrupção (MVA) simétrica ou assimétrica. Atualmente, no entanto, só se fala em corrente de interrupção simétrica. A possibilidade de o dispositivo suportar ou interromper correntes assimétricas é assegurada pêlos ensaios especificados das normas. Estas fixam as condições de realização dos ensaios de modo que se verifiquem as condições de interrupção mais desfavoráveis tanto em relação à assimetria quanto ao fator de potência do circuito envolvido no curto-circuito. 2. As normas para disjuntores de baixa tensão da lEC fixaram três valores para as correntes de curto-circuito:

lcu - é a corrente (imite ou máxima que o disjuntor é capaz de interromper executanto um ciclo de operação do tipo: O - 3min - CO (em caso de curto-circuito, o disjuntor é capaz de abrir, esperar 3 min, fechar novamente e se o curto continuar, abrir novamente sem nenhum retardo).

Isc - é a corrente sob a qual o disjuntor é capaz de executar o ciclo: O - 3min • CO - 3min - CO e é denominada de curto-circuito em serviço-



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Icw - é a corrente que o disjuntor é capaz de suportar durante 1 s sem que a temperatura de suas partes sofra uma elevação de temperatura maior que a permitido pelas normas.

NOTA:

As normas IEC permitem que Isc seja menor (25%, 50%, 75%) que lcu, mas para alguns disjuntores lsc=lcu, ou seja: o disjuntor é capaz de executar o ciclo de serviço com dois religamentos com a mesma corrente com a qual executa um único religamento. Estes disjuntores terão necessariamente mais capacidade de dissipação do calor e/ou uma maior limitação da corrente.

3.2 – Fusíveis

Na determinação de fusíveis para motores elétricos, utilizaremos o seguinte método :

A proteção de um motor contra curto-circuito, deve ser assegurada pelo dispositivo de proteção do circuito terminal. Para circuitos terminais alimentando um único motor podemos utilizar :

- Dispositivos fusível tipo g – para aplicações normais,a corrente nominal dos fusíveis não deve ser superior ao valor obtido multiplicando-se a corrente de rotor bloqueado do motor pelo fator indicado na tabela abaixo :

Quando, o valor obtido não corresponder a um valor padronizado, podem ser utilizados fusíveis de corrente nominal imediatamente superior.

Em termos de uso industrial existem basicamente 2 tipos de fusíveis largamente utilizados :

a- Fusível tipo Diazed

Os elementos que compõe o sistema de fusível Diazed são : Base ( com fixação rápida ou por parafusos), Anel de proteção ( ou alternativamente capa de proteção ), parafuso de ajuste, fusível e Tampa.

Neste sistema, a troca de um fusível por outro de maior valor só é possível com a substituição do parafuso de ajuste ( Exceção: para 2,4 e 6A, quando o parafuso tem a mesma bitola, embora diferenciado nas cores ).



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b- Fusível tipo NH



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3.3 – Disjuntores



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Curva característica de disparo disjuntor tripolar siemens tipo ED6 e HHED6

Curva característica de disparo disjuntor mono/ bi /tripolares siemens tipo 5SX1



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3.4 – Disjuntor Motor Atualmente vem sendo utilizado largamente para proteção de motores em alguns casos substituindo fusíveis e relés térmicos com vantagens.



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4- Chaves de partida automática

São equipamentos de manobra e proteção capazes de estabelecer, conduzir e interromper correntes de motores em condições normais e inclusive em sobrecargas e curto-circuitos. Proporcionam proteção :

a. do operador contra acidentes b. do motor contra falta de fase , sobrecarga, curto-circuito,

sobretensão e subtensão, ambientes quentes e danos na ventilação

c. das instalações contra avarias causadas por picos na ligação e

comutação d. de outros equipamentos e consumidores instalados próximos ao

motor.



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Proporcionam também versatilidade :

e. ligação rápida e segura do motor f. comando manual ou automático a distância g. simplificação no sistema de operação e supervisão

Geralmente é composta por :

i. Circuito de comando : Circuito através do qual são acionados os dispositivos de manobra. Além disso ele é usado para fins de medição, comando, intertravamento e sinalização. Este circuito engloba a fonte de alimentação (tensão de comando), os contatos dos dispositivos de comando, as bobinas dos dispositivos de manobra, assim como os elementos auxiliares de manobra.

ii. Circuito principal ou de força: Circuitos formado pelos contatos principais e do circuito que efetivamente levará a tensão de alimentação até o motor e deverá suportar a corrente nominal do motor.

5- simbologia elétrica

A seguir, apresentamos a simbologia básica para circuitos de chaves de partida automática:

Contato Aberto

Contato Fechado

Contato aberto com retardo



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Botão de comando tipo botoeira

Elemento de comando tipo fim de curso

Bobina de rele / contator

Rele térmico

Bobina ou temporizador retardo no acionamento

Bobina ou temporizador retardo no desligamento

Contator ou rele com três contatos abertos

Indicador luminoso lâmpada



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6- Dimensionamento de contatores de força :

Os contatores devem ser dimensionados para a corrente que circula no trecho do circuito onde estiverem inseridos, respeitando-se a categoria de emprego, que determina as condições para a ligação e interupção da corrente e da tensão nominal de serviço correspondente, para a utilização normal do contator, nos mais diversos tipos de aplicação para CA e CC. A tabela 3 mostra os tipos de categoria utilizados :

Serviço Normal

Serviço Ocasional

Exemplos de aplicações

Categoria

Aplicações

Ligar Desligar

Ligar

Desligar

Aquecedores Lâmpadas incandescentes e fluorescentes compensadas

AC1

Manobras leves Carga ôhmica ou Pouco indutiva

1 x In

1 x In

1,5 x In

1,5 x In

Bombas Compressores

AC2

Comando Motores com

rotor bobinado

2,5 x In

1 x In

4 x In

4 x In

Bombas Ventiladores Compressores

AC3

Serviço normal Motores rotor Gaiola

6 x In

1 x In

10 x In

8 x In

Pontes rolantes Tornos

AC4

Manobras pesadas:

Intermitente Reversão em

marcha e parada Por contra corrente

6 x In

6 x In

12 x In

10 x In

Tabela 3



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6.1 – Tabela de contatores :



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6.2 – chave de partida direta Utilizada para partida de motores com potencias máximas de 7,5 a 10 cv dependendo do caso.

Circuito de comando Circuito de força

Para dimensionar a chave, devemos especificar o contator K1 o rele de sobrecarga FT1 e o fusível de força de acordo com as tabelas. Como exercício, vamos descrever o funcionamento do circuito de comando.



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6.3 – chave de partida direta com reversão Em alguns casos será necessário realizar a reversão do sentido de giro do motor o circuito é o seguinte : Para o dimensionamento seguiremos a mesma sistemática da chave de partida direta. 6.4 – chave de partida Estrela triangulo

Consiste na alimentação do motor com redução de tensão nas bobinas durante a partida. Este tipo de chave proporciona uma redução da corrente de partida para aproximadamente 33% de seu valor para partida direta. Este tipo de partida é aplicado quase que exclusivamente para partida de máquinas a vazio, isto é sem carga. Para a chave de partida estrela-triângulo, é fundamental que o motor possibilite, ligação em dupla tensão e que a menor tensão coincida com a tensão da rede. Desta forma os motores deverão ter no mínimo 6 bornes de ligação.



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Em estrela, ligaremos os terminais 1,2,3 respectivamente as fases A,B,C e

fecharemos os terminais 4,5,6 em ponte através de C3. Em triangulo, serão alimentados os terminais 3 – 5 fase A, 2 – 4 fase B e 1 – 6 fase C.



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Para o dimensionamento :

6.5 – chave de partida Compensadora

A chave de partida compensadora, utiliza para a partida do motor um auto transformador que proporciona uma redução da tensão sobre o motor na partida em função do tape utilizado. Em relação a estrela triangulo, possui um custo maior, tem maiores dimensões possibilita partidas com carga e corrente reduzida com tape 80% 64% da corrente nominal e com tape de 65% 42% da corrente nominal.



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