Prominp Sistemas Elétricos Industriais

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    CM ENGENHEIRODE CAMPO

    CONSTRUO EMONTAGEM

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    MDULO I Mtodose Processos de

    Fabricao, Montageme Inspeo

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    SISTEMASELTRICOS

    INDUSTRIAISJOS MANOEL FERNANDES, Ph.D.Departamento de Engenharia Eltrica

    Universidade Federal do Paran

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    CM ENGENHEIRO DE CAMPO CONSTRUO EMONTAGEM

    PETROBRAS Petrleo Brasileiro S. A.Todos os direitos reservados e protegidos pela Lei 9.610, de19.2.1998. proibida a reproduo total ou parcial, por quaisquer meios, bemcomo a produo de apostilas, sem autorizao prvia, por escrito,da Petrleo Brasileiro S. A. PETROBRAS

    Direitos exclusivos da PETROBRAS Petrleo Brasileiro S. A.

    _____________________________________________________________VAZ, Marcos da Rocha; MONTEIRO, Paulo Duailibe.

    Sistemas Eltricos Industriais/ Universidade Federal Fluminense, Niteri,2006

    265 sl._____________________________________________________________

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    CONTEDO PROGRAMTICO

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    TPICO I: FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

    1. Introduo aos Sistemas Eltricos

    1.1. Gerao, Transmisso, Distribuio e Comercializao de Energia Eltrica1.2. Fontes de Energia Eltrica

    1.3. Grandezas Eltricas Fundamentais

    2. Circuitos de Corrente Contnua (CC) e de Corrente Alternada (CA)

    2.1. Elementos dos Circuitos2.2. Ligaes2.3. Circuitos CA monofsicos - Impedncia, Potncias, Fator de Potncia2.4. Circuitos CA trifsicos

    CONTEDO PROGRAMTICO

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    CONTEDO PROGRAMTICO

    TPICO II: TRANSFORMADORES1. Definio Elementos2. Aspectos Construtivos3. Funcionamento4. Transformadores em circuitos trifsicos

    TPICO III: MQUINAS ELTRICAS ROTATIVAS DE CORRENTECONTNUA E DE CORRENTE ALTERNADA

    1. Balano de Energia2. Partes Componentes

    3. Tipos de Mquinas4. Utilizao5. Controle de velocidade ; partida e frenagem de motores6. Seleo de motores

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    CONTEDO PROGRAMTICO

    TPICO IV: SUBESTAES1. Definies, Classificao e Funes dos Principais Equipamentos2. Esquemas de Manobra de Subestaes de Mdia Tenso3. Arranjos de Subestaes Receptoras4. Seleo de Nveis de Tenso das Subestaes

    5. Potncias de Subestaes para Industrias6. Principais Equipamentos

    TPICO V: TPICOS EM SISTEMAS ELTRICOS INDUSTRIAIS

    1. Sistema de Aterramento

    2. Proteo

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    GUSSOW, M. ; Eletricidade Bsica; Coleo Schaum; Ed. Makron Books.

    COTRIM, A. A.M.B.; Instalaes Eltricas; Ed. Makron Books.

    NISKIER, J. , MACINTYRE, A.J. ; Instalaes Eltricas, Ed. GuanabaraKoogan.

    CREDER, H. ; Instalaes Eltricas, Ed. LTC.

    TORO, V. ; Fundamentos de Mquinas Eltricas; Ed. Prentice-Hall do Brasil.

    MARTIGNONI, A.; Transformadores; Ed. Globo.

    LOBOSCO,O.S. , DIAS, J.L.P.C.; Seleo e aplicao de motores eltricos;volume 1; Siemens, Srie Brasileira de Tecnologia; Ed. Mc.Graw-Hill.

    BIBLIOGRAFIA

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    TPICO IFUNDAMENTOS DE

    ELETRICIDADE

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    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

    1 . INTRODUO

    1.1. Gerao, Transmisso, Distribuio e Comercializao deEnergia Eltrica

    Energia Eltrica PRODUTOConsumidor de Energia Eltrica CLIENTE

    Sistema Eltrico- ORGANIZAO

    Sistema elementar

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    Sistema real

    G : gerador T1: transformador elevador LT : linha de transmissoT2: transformador abaixador DP : distribuio primria SE: subestao

    T3 e T4 : transformadores de distribuio DS: distribuio secundria

    O sistema eltrico envolve: planejamento / projeto, construo / instalao,operao, manuteno e equipamentos (fabricao, montagem, materiais).

    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

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    MODELO ENERGTICO ATUAL:

    Consumidores com sua prpria gerao ; Gerao Distribuda ; CogeraoSistema Estatal e Sistema Privado rgo Regulador : ANEELhttp://www.aneel.gov.br/

    A questo tarifria.

    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

    http://www.aneel.gov.br/http://www.aneel.gov.br/http://www.aneel.gov.br/http://www.aneel.gov.br/http://www.aneel.gov.br/http://www.aneel.gov.br/http://www.aneel.gov.br/http://www.aneel.gov.br/http://www.aneel.gov.br/http://www.aneel.gov.br/
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    1.2. Fontes de energia eltrica tradicionais e alternativas

    (a) Fontes tradicionais grandes blocos de energia

    Energia cintica da guaex: usinas hidreltricas

    TURBINA Energia Mecnica GERADOR Energiahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lista_de_usinas_hidrel%C3%A9tricas_do_Brasil

    EltricaEnergia trmicaCombustvel convencional

    ou nuclearex: usinas termeltricas

    No se armazena energia eltrica; deve ser feita uma avaliao tcnica eeconmica do transporte at os centros consumidores do combustvel ou daenergia eltrica?

    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

    http://pt.wikipedia.org/wiki/Lista_de_usinas_hidrel%C3%A9tricas_do_Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lista_de_usinas_hidrel%C3%A9tricas_do_Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lista_de_usinas_hidrel%C3%A9tricas_do_Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lista_de_usinas_hidrel%C3%A9tricas_do_Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lista_de_usinas_hidrel%C3%A9tricas_do_Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lista_de_usinas_hidrel%C3%A9tricas_do_Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lista_de_usinas_hidrel%C3%A9tricas_do_Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lista_de_usinas_hidrel%C3%A9tricas_do_Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lista_de_usinas_hidrel%C3%A9tricas_do_Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lista_de_usinas_hidrel%C3%A9tricas_do_Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lista_de_usinas_hidrel%C3%A9tricas_do_Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lista_de_usinas_hidrel%C3%A9tricas_do_Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lista_de_usinas_hidrel%C3%A9tricas_do_Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lista_de_usinas_hidrel%C3%A9tricas_do_Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lista_de_usinas_hidrel%C3%A9tricas_do_Brasil
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    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

    (b) Fontes alternativas - solues particulares

    Energia solar; energia elica; energia qumica; energia dos mares; bio-massahttp://descobrir-a-terra.blogs.sapo.pt/21701.html

    CONCLUSO :

    ENERGIAQUALQUER

    (fonte)GERADOR

    ENERGIA

    ELTRICA

    CONSUMIDOR

    (carga)

    ENERGIAMECNICATRMICA

    LUMINOSAOUTRAS

    http://descobrir-a-terra.blogs.sapo.pt/21701.htmlhttp://descobrir-a-terra.blogs.sapo.pt/21701.htmlhttp://descobrir-a-terra.blogs.sapo.pt/21701.htmlhttp://descobrir-a-terra.blogs.sapo.pt/21701.htmlhttp://descobrir-a-terra.blogs.sapo.pt/21701.htmlhttp://descobrir-a-terra.blogs.sapo.pt/21701.htmlhttp://descobrir-a-terra.blogs.sapo.pt/21701.htmlhttp://descobrir-a-terra.blogs.sapo.pt/21701.htmlhttp://descobrir-a-terra.blogs.sapo.pt/21701.htmlhttp://descobrir-a-terra.blogs.sapo.pt/21701.htmlhttp://descobrir-a-terra.blogs.sapo.pt/21701.htmlhttp://descobrir-a-terra.blogs.sapo.pt/21701.htmlhttp://descobrir-a-terra.blogs.sapo.pt/21701.htmlhttp://descobrir-a-terra.blogs.sapo.pt/21701.htmlhttp://descobrir-a-terra.blogs.sapo.pt/21701.htmlhttp://descobrir-a-terra.blogs.sapo.pt/21701.htmlhttp://descobrir-a-terra.blogs.sapo.pt/21701.html
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    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

    1.3. Grandezas Fundamentais

    1.3.1 Corrente eltrica ( i )http://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/corrente/corrente.htm

    (a) Movimento ordenado de cargas eltricas. Ex: fio metlico

    (b) Efeitos :

    Efeito trmico (efeito Joule) : condutor percorrido por corrente se aquece.Ex: aquecedores, fios / cabos

    Efeito magntico : condutor percorrido por corrente cria campo magntico.Ex: condutor retilneo ; bobina

    CUIDADO !! Efeito fisiolgico.http://web.rcts.pt/fq/electricidade/efeitos.htm

    http://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/corrente/corrente.htmhttp://web.rcts.pt/fq/electricidade/efeitos.htmhttp://web.rcts.pt/fq/electricidade/efeitos.htmhttp://web.rcts.pt/fq/electricidade/efeitos.htmhttp://web.rcts.pt/fq/electricidade/efeitos.htmhttp://web.rcts.pt/fq/electricidade/efeitos.htmhttp://web.rcts.pt/fq/electricidade/efeitos.htmhttp://web.rcts.pt/fq/electricidade/efeitos.htmhttp://web.rcts.pt/fq/electricidade/efeitos.htmhttp://web.rcts.pt/fq/electricidade/efeitos.htmhttp://web.rcts.pt/fq/electricidade/efeitos.htmhttp://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/corrente/corrente.htmhttp://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/corrente/corrente.htmhttp://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/corrente/corrente.htmhttp://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/corrente/corrente.htmhttp://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/corrente/corrente.htmhttp://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/corrente/corrente.htmhttp://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/corrente/corrente.htmhttp://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/corrente/corrente.htmhttp://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/corrente/corrente.htmhttp://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/corrente/corrente.htmhttp://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/corrente/corrente.htm
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    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

    (c) Corrente contnua ( CC ) e corrente alternada ( CA )

    i

    i

    i

    i

    i

    t

    i

    t

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    i

    i

    i

    i

    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

    1.3.2 Tenso eltrica ( V ou U )

    Para que corrente eltrica possa passar por dois pontos de um condutor necessrio que entre eles exista uma diferena de potencial eltrico(d.d.p.) ou tenso eltrica. Um gerador eltrico estabelece entre seusterminais uma tenso. Esta tenso pode ser CONTNUA ouALTERNADA, dependendo do gerador.

    Ex : geradores eletromecnicos, baterias, pilhas.

    v v

    t t

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    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

    1.3.3 Resistncia Eltrica ( R )

    Modelo : A B V R .i

    Para um fio metlico : R depende do material (resistividade), das dimenses(comprimento e rea da seo reta), e da temperatura.

    importante analisar as variaes de V, i e R, controladas ou no.

    R

    i

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    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

    3.4 Energia eltrica ( W ) e Potncia Eltrica ( P )

    WW V . i . t P ; P V . i

    tW P . t

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    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

    IMPORTANTE LEMBRAR :Unidades das grandezas , do Sistema Internacional ( SI ) e unidades prticas.Medidores destas grandezas.Valores nominais das grandezas

    TARIFAS DE ENERGIA ELTRICA

    GRUPO A : consumidores de alta tenso tarifa binmia (demanda econsumo)GRUPO B : consumidores de baixa tenso tarifa monmia (consumo)

    TARIFA HORO-SAZONAL : Horrio (ponta e fora da ponta) e Perodo (mido eseco).

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    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

    2 . CIRCUITOS DE CORRENTE CONTNUA (CC) E DE CORRENTEALTERNADA (CA)

    1. Introduo : Elementos

    Elementos essenciais : geradores, condutores , cargas ( ex: motoreseltricos ).

    Elementos acessrios : elementos de proteo, de medio, de manobra, decontrole.

    E os TRANSFORMADORES ?

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    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

    1.1 Gerador Eltrico ( CC ou CA )

    Estabelecer entre seus terminais uma tenso ; transformar energiaqualquer em energia eltrica.

    Entrada de energia qualquer GERADOR Sada de energia eltrica

    Entrada de energia - Sada de energia perdas de energiaou

    Potncia de entrada ( Pe ) - Potncia de Sada ( Ps ) perdas dePotncia

    PsRendimento : Pe

    http://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/gerador/gerador.htm

    http://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/gerador/gerador.htmhttp://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/gerador/gerador.htmhttp://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/gerador/gerador.htmhttp://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/gerador/gerador.htmhttp://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/gerador/gerador.htmhttp://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/gerador/gerador.htmhttp://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/gerador/gerador.htmhttp://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/gerador/gerador.htmhttp://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/gerador/gerador.htmhttp://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/gerador/gerador.htmhttp://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/gerador/gerador.htmhttp://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/gerador/gerador.htm
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    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

    1.2 Cargas ( CC ou CA )

    Transformar energia eltrica em energia qualquer, que pode ser apenasenergia trmica ou outra forma ALM da trmica ( ex: energia mecnica -motor eltrico ) .

    Entrada de energia eltrica CARGA Sada de energia qualquer.

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    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

    2. Ligaes

    ( a ) em sriehttp://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/serie/serie.htm

    http://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/serie/serie.htmhttp://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/serie/serie.htm
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    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

    ( b ) em paralelohttp://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/paralelo/paralelo.htm

    http://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/paralelo/paralelo.htmhttp://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/paralelo/paralelo.htm
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    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

    CURTOCIRCUITO: ligar dois pontos por um condutor de resistncia nula.

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    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

    ( c ) srie / paralelo

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    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

    3. Circuitos de corrente alternada

    usual : gerao CA, transmisso CA e distribuio CA; mais econmica,maior flexibilidade (circuitos monofsicos e trifsicos), vrios nveisde tenso e corrente separados por transformadores.

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    3.1 Tenso alternada senoidal e corrente alternada senoidal

    Um gerador CA, por induo eletromagntica, vai produzir:

    v : valor instantneo w . t ; w 2 f ; 2 f . t

    Vm : valor mximo ou amplitude(constante)T : Perodo ; f : freqncia eltrica (ex. freqnciaindustrial no Brasil : 60 Hz)

    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

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    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

    v Vm sen ; v produz i , de mesma frequncia ; i Im sen

    i : valor instantneoIm : valor mximo ou amplitude

    ( constante )

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    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

    VALOR EFICAZ ( ou r m s ) : O valor eficaz de uma corrente alternada ( I ) o valor da corrente contnua que produz o mesmo efeito trmico que o dacorrente alternada no mesmo intervalo de tempo. (valor mdio quadrtico)

    No caso, I 0,707 Im.

    Analogamente, o valor eficaz da tenso alternada ( V ) o valor da tensocontnua que provoca I.

    V 0,707 Vm.

    Na prtica, sempre se utilizam valores eficazes; os medidores medem valores

    eficazes.

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    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

    NGULO DE FASE ( ) : Dependendo do elemento do circuito ao qual seaplica a tenso v, a corrente i no mesmo pode no estar em fase com atenso aplicada ; ou seja, pode estar atrasada ou adiantada em relao tenso (referncia).

    Ex : v Vm sen wt 0 ( ref ) ; i Im sen ( wt 90) 90

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    REPRESENTAO FASORIAL : grandezas senoidais de amplitude efreqncia constantes podem ser representadas por um vetor girantechamado FASOR.

    Ex: w i Im sen ( wt )

    I I : valor eficaz +

    referncia ( = 0) -

    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

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    3.2 Circuitos monofsicos ( 1 )FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

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    Exemplo de carga monofsica : impedncia Z circuito RLC srie

    V = Z . I

    Modelo :

    Z

    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

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    Para compatibilizar as dimenses fsicas :

    R resistncia

    L indutncia ; XL reatncia indutiva XL wL

    1C capacitncia ; XC reatncia capacitiva XC

    wCX XL XC ; X reatncia do circuito

    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

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    TRINGULO DA IMPEDNCIA ( Z ) DO CIRCUITO

    ______z = R +X

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    3.3 Potncia ativa (P) , Potncia Reativa (Q) e Potncia Aparente (S)

    P : Potncia ativa consumida; transformada em potnciamecnica, trmica, etc...

    QL

    : Potncia reativa indutiva; QC

    : Potncia reativa capacitiva fluem no sistema eltrico, devido s indutncias e capacitncias; noso consumidas, mas tem efeitos contrrios.

    Q QL QC ; Q potncia reativa do circuito; se QL = QC Q = 0

    S : Potncia aparente a soma vetorial de P e Q.

    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

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    TRINGULO DAS POTNCIASP

    cos ; cos : fator de potncia ( f p )

    S

    P S.cos ; P V . I .cos Q S.sen ; Q V . I ..sen

    cos = 1.0 = 0 sen = 0 Q = 0 S = Pcos = 0 = 90 sen = 1 P = 0 S = Q

    CORREO DO FATOR DE POTNCIA

    maior f p melhor f p

    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

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    3.4 Circuitos trifsicos ( 3 )Um circuito trifsico uma combinao de 3 circuitos monofsicos . Numcircuito 3 equilibrado, um nico gerador CA produz trs tenses senoidais demesmo valor eficaz , mesma freqncia e defasadas de 120.

    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

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    LIGAES TRIFSICAS

    As ligaes trifsicas podem ser em ESTRELA ( Y ) ou TRIANGULO ( delta ).

    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

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    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

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    As cargas monofsicas devem ser divididas igualmente nas 3fases (sistema equilibrado).

    VL : tenso de linha Vf : tenso de faseIL : corrente de linha If : corrente de fase

    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

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    RELAES FUNDAMENTAIS__

    Ligao Estrela : VL = 3 . Vf IL = If__

    Ligao Tringulo : VL = Vf IL = 3 . If

    Para as potncias : S, P e Q sero trifsicos.S = 3 Vf . If ou S = 3 . VL . IL

    FUNDAMENTOS DE ELETRICIDADE

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    TRINGULO DAS POTNCIAS TRIFSICAS

    _______S = P + Q

    Pcos ; cos : fator de potncia (f p)

    S__

    P S.cos ; P 3 . VL . IL.cos __

    Q S.sen ; Q 3 . VL . IL.sen

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    TPICO II

    TRANSFORMADORES

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    1. INTRODUO

    Transformador um dispositivo (equipamento, mquina eltrica) que,por meio da induo eletromagntica, transfere energia eltrica de um

    circuito (PRIMRIO) para outro (SECUNDRIO), mantendo a frequncia,mas geralmente com valores de tenso e correntes diferentes. Numtransformador ideal toda a energia eltrica transferida do primrio para osecundrio (no h perdas).

    http://pt.wikipedia.org/wiki/Transformador

    TRANSFORMADORES

    http://pt.wikipedia.org/wiki/Transformadorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Transformadorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Transformadorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Transformadorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Transformadorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Transformadorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Transformadorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Transformador
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    Induo Eletromagntica

    Um condutor em movimento num campo magntico fixo OU um condutor

    fixo num campo magntico varivel (no espao ou no tempo) : nos terminaisdo condutor aparece uma tenso induzida; se o circuito for fechado, umacorrente induzida.

    http://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Faraday-Neumann-Lenz

    TRANSFORMADORES

    http://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Faraday-Neumann-Lenzhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Faraday-Neumann-Lenzhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Faraday-Neumann-Lenzhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Faraday-Neumann-Lenzhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Faraday-Neumann-Lenzhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Faraday-Neumann-Lenzhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Faraday-Neumann-Lenzhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Faraday-Neumann-Lenzhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Faraday-Neumann-Lenzhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Faraday-Neumann-Lenzhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Faraday-Neumann-Lenzhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Faraday-Neumann-Lenz
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    ncleo magntico

    fonte CA carga CA

    lado primrio enrolamento primrio enrolamento secundrio lado secundrio

    NP; NS : nmero de espiras do primrio e do secundrio VP; VS : tenso no

    primrio e no secundrio

    IP ; IS : corrente no primrio e no secundrio

    TRANSFORMADORES

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    2. ASPECTOS CONSTRUTIVOS

    2.1 A parte ativa (ncleo e enrolamentos) colocada num tanquecheio de material isolante e refrigerante (ex: leo, silicone, ar).

    TRANSFORMADORES

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    2.2 O transformador uma mquina esttica, de corrente alternada,

    podendo ser monofsico ou trifsico; seus enrolamentos esto isoladosdo ncleo e no h ligao eltrica entre primrio e secundrio .

    TRANSFORMADORES

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    2.3 As extremidades dos enrolamentos so levadas aos circuitos

    externos (fora do tanque) por meio de buchas de material isolante (ex :porcelana).

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    TRANSFORMADORES

    3. FUNCIONAMENTOA tenso num enrolamento (bobina) de um transformador diretamente

    proporcional ao nmero de espiras deste enrolamento ( bobina ).

    Vp Vs Vp Np Np= ; = ; = aNp Ns Vs Ns Ns

    a: relao de espiras

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    TRANSFORMADORES

    Num transformador ideal, no h perdas ( = 100 % ); logo,

    Sp = Ss Vp. Ip = Vs. Is

    Vp Is = V e I : inversamente proporcionaisVs Ip

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    Np Ns ( a 1 ) : Vp Vs ; Ip Is transformador abaixador

    Np Ns ( a 1 ) : Vp Vs ; Ip Is transformador elevador

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    TRANSFORMADORES

    EXEMPLO : Transformador 1 de 10 kVA , 6600 V / 220 V

    Lado de Alta Tenso ( AT ) Lado de Baixa Tenso ( BT )

    Pode-se alimentar o transformador ( ligar fonte CA ) pelo lado de AT ou de BT,desde que seja respeitado o nvel de tenso ( isolamento ).

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    TRANSFORMADORES

    CLASSES DE ISOLAMENTO : so definidas pelo tipo de material isolante epelo limite de temperatura admissvel.

    Ex: Classes B , F , H.

    http://www.dsee.fee.unicamp.br/~sato/ET515/node76.html

    Com a relao Np / Ns fixa, variando-se Vp varia-se Vs na mesmaproporo; no entanto, pode-se variar esta relao e, com isto, consegue-se

    variar Vs para Vp constante ou manter Vs constante com variaes de Vp.

    http://www.dsee.fee.unicamp.br/~sato/ET515/node76.htmlhttp://www.dsee.fee.unicamp.br/~sato/ET515/node76.htmlhttp://www.dsee.fee.unicamp.br/~sato/ET515/node76.htmlhttp://www.dsee.fee.unicamp.br/~sato/ET515/node76.htmlhttp://www.dsee.fee.unicamp.br/~sato/ET515/node76.htmlhttp://www.dsee.fee.unicamp.br/~sato/ET515/node76.htmlhttp://www.dsee.fee.unicamp.br/~sato/ET515/node76.htmlhttp://www.dsee.fee.unicamp.br/~sato/ET515/node76.htmlhttp://www.dsee.fee.unicamp.br/~sato/ET515/node76.htmlhttp://www.dsee.fee.unicamp.br/~sato/ET515/node76.htmlhttp://www.dsee.fee.unicamp.br/~sato/ET515/node76.htmlhttp://www.dsee.fee.unicamp.br/~sato/ET515/node76.htmlhttp://www.dsee.fee.unicamp.br/~sato/ET515/node76.htmlhttp://www.dsee.fee.unicamp.br/~sato/ET515/node76.htmlhttp://www.dsee.fee.unicamp.br/~sato/ET515/node76.htmlhttp://www.dsee.fee.unicamp.br/~sato/ET515/node76.htmlhttp://www.dsee.fee.unicamp.br/~sato/ET515/node76.html
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    TRANSFORMADORES

    4. TRANSFORMADORES EM CIRCUITOS TRIFSICOS

    http://www.siemens.com.br/upfiles/290.pdf

    Nos circuitos trifsicos possvel ter:

    4.1 Transformador Trifsico ( 3 ): uma nica unidade contendo 3enrolamentos primrios e 3 enrolamentos secundrios , ligados em

    ESTRELA ou TRINGULO ( 4 combinaes possveis ).

    http://www.siemens.com.br/upfiles/290.pdfhttp://www.siemens.com.br/upfiles/290.pdfhttp://www.siemens.com.br/upfiles/290.pdfhttp://www.siemens.com.br/upfiles/290.pdfhttp://www.siemens.com.br/upfiles/290.pdfhttp://www.siemens.com.br/upfiles/290.pdfhttp://www.siemens.com.br/upfiles/290.pdfhttp://www.siemens.com.br/upfiles/290.pdfhttp://www.siemens.com.br/upfiles/290.pdfhttp://www.siemens.com.br/upfiles/290.pdfhttp://www.siemens.com.br/upfiles/290.pdfhttp://www.siemens.com.br/upfiles/290.pdfhttp://www.siemens.com.br/upfiles/290.pdf
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    TRANSFORMADORES

    4.2 Banco de Transformadores monofsicos: composto por 3transformadores 1 idnticos. As 3 unidades so ligadas numa das 4combinaes possveis .

    EXEMPLO NUMRICO: Um transformador 3 de 150 kVA, 11,4 kV / 220V, 60 Hz, opera nas condies nominais, alimentando em 220 V as cargasde uma indstria.. Calcular as correntes no primrio e no secundrio dotransformador.

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    TRANSFORMADORES

    OBSERVAO: TRANSFORMADOR DE POTENCIAL (TP) e

    TRANSFORMADOR DE CORRENTE (TC) .

    Quando os valores de tenso e corrente so muito elevados (ex: 13,8 kV,400A) so utilizados transformadores para instrumentos (TP e TC), quetransformam esses valores em outros menores (ex: 120 V, 5 A),compatveis com as escalas dos medidores.

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    TPICO III

    MQUINAS ELTRICAS ROTATIVAS DE CORRENTECONTNUA E DE CORRENTE ALTERNADA

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    1. INTRODUO BALANO DE ENERGIAMquina Eltrica Rotativa (girante) : equipamento que efetua converso

    eletromecnica de energia GERADORES e MOTORES ELTRICOS.Exemplos:

    Potncia Potncia

    Mecnica Eltrica Ativa

    Turbina hidrulica, a vapor n: velocidade do eixo ( rpm )ou a gs; motor diesel ou a gs

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    Potncia PotnciaEltrica Ativa Mecnica

    G e M : construtivamente a mesma mquina; s h inverso no sentido do fluxo de

    potncia.

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    Objetivo da mquina: Potncia de sada (Ps) : Ps = Pe - perdas de potncia ;

    = Ps / Pe

    Perdas : eltricas, mecnicas e magnticas calor

    Valores nominais : valores de sada kVA (gerador CA), kW (gerador CC), CV(motor)

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    2. PARTES COMPONENTES

    http://www.faatesp.edu.br/publicacoes/maquinas_assincronas.pdf

    Parte fixa - estator : carcaa e parte magntica

    Parte mvel - rotor : eixo e parte magntica

    Parte magntica: ncleo magntico e condutores

    Na carcaa est fixada a PLACA DE IDENTIFICAO com valoresnominais de potncia, tenso, frequncia, tipo de mquina, ligaes, etc...

    MQUINAS ELTRICAS ROTATIVAS DE CORRENTE

    http://www.faatesp.edu.br/publicacoes/maquinas_assincronas.pdfhttp://www.faatesp.edu.br/publicacoes/maquinas_assincronas.pdfhttp://www.faatesp.edu.br/publicacoes/maquinas_assincronas.pdfhttp://www.faatesp.edu.br/publicacoes/maquinas_assincronas.pdfhttp://www.faatesp.edu.br/publicacoes/maquinas_assincronas.pdfhttp://www.faatesp.edu.br/publicacoes/maquinas_assincronas.pdfhttp://www.faatesp.edu.br/publicacoes/maquinas_assincronas.pdfhttp://www.faatesp.edu.br/publicacoes/maquinas_assincronas.pdfhttp://www.faatesp.edu.br/publicacoes/maquinas_assincronas.pdfhttp://www.faatesp.edu.br/publicacoes/maquinas_assincronas.pdfhttp://www.faatesp.edu.br/publicacoes/maquinas_assincronas.pdfhttp://www.faatesp.edu.br/publicacoes/maquinas_assincronas.pdf
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    3.TIPOS DE MQUINAS

    3.1 Mquinas CA (1 e 3)

    a) Mquinas Sncronas (em geral 3) geradores sncronos e motoressncronos.

    A frequncia eltrica da tenso (f) diretamente proporcional velocidadedo eixo velocidade sncrona (ns). Chamando o nmero de plosmagnticos da mquina de p, a velocidade sncrona pode ser calculadapor :ns = 120 . f / p . Logo, se f cte ns cte.

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    b) Mquinas Assncronas ( em geral motores ) motores de induo 3 e1 de pequena potncia 1 CV.

    A velocidade do eixo depende da frequncia e das condies de carga(escorregamento).

    3.2 Mquinas CCGeradores de corrente contnua e Motores de correntecontnua .

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    4. UTILIZAO

    4.1. Mquinas Sncronas

    Gerador Sncrono : enorme utilizao; utilizado em usinas hidreltricas ,usinas termoeltricas e grupos motor ( diesel ou a gs ) - gerador

    Motor Sncrono: utilizao muito restrita; motor de velocidade constantecom a frequncia da rede constante; utilizado para correo de fator depotncia em grandes sistemas

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    4.2. Motor de Induo 3Enorme utilizao; so motores simples, robustos e de baixo custo(rotor gaiola); podem ter bom controle de velocidade pela variao dafrequncia da tenso aplicada ao motor ou pela utilizao de rotor bobinado (de anis ) ; restrio : circuito indutivo, piorando o fator de potncia dainstalao.

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    Na partida (n = 0), as correntes no estator so muito elevadas(4 a 6 vezes a corrente nominal); a partir de determinadaspotncias, por exemplo, 5 CV a 220 V, so necessrios

    mtodos especiais de partida sob tenso reduzida, utilizandodispositivos como chaves estrela-tringulo ou compensadores departida (autotransformadores).

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    4.3 Motores 1 de pequena potnciaEm geral so motores de induo ; so utilizados em eletrodomsticos,

    bombas e compressores.

    4.4 Mquinas de Corrente Contnua

    Gerador CC : utilizao muito restrita, pois as redes eltricas so , emgeral, de corrente alternada; competio desfavorvel com sistemas deretificao eletrnica.

    Motor CC : competitivo, pois possui bom controle de velocidade;restrio : necessita de fonte de corrente contnua para aliment-lo.

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    5. Controle de Velocidade ; Partida e Frenagem de Motores

    http://www.cpdee.ufmg.br/~selenios/Acionamentos/Acion_2.pdf

    O controle de velocidade consiste em manter a velocidadeconstante com variaes da carga mecnica ou variar essavelocidade com a carga constante. Esse controle pode ser feito porprocessos mecnicos, hidrulicos ou eltricos. Atualmente

    dispositivos eletrnicos so amplamente usados para o controle develocidade de motores.

    MQUINAS ELTRICAS ROTATIVAS DE CORRENTE

    http://www.cpdee.ufmg.br/~selenios/Acionamentos/Acion_2.pdfhttp://www.cpdee.ufmg.br/~selenios/Acionamentos/Acion_2.pdfhttp://www.cpdee.ufmg.br/~selenios/Acionamentos/Acion_2.pdfhttp://www.cpdee.ufmg.br/~selenios/Acionamentos/Acion_2.pdfhttp://www.cpdee.ufmg.br/~selenios/Acionamentos/Acion_2.pdfhttp://www.cpdee.ufmg.br/~selenios/Acionamentos/Acion_2.pdfhttp://www.cpdee.ufmg.br/~selenios/Acionamentos/Acion_2.pdfhttp://www.cpdee.ufmg.br/~selenios/Acionamentos/Acion_2.pdfhttp://www.cpdee.ufmg.br/~selenios/Acionamentos/Acion_2.pdfhttp://www.cpdee.ufmg.br/~selenios/Acionamentos/Acion_2.pdfhttp://www.cpdee.ufmg.br/~selenios/Acionamentos/Acion_2.pdfhttp://www.cpdee.ufmg.br/~selenios/Acionamentos/Acion_2.pdfhttp://www.cpdee.ufmg.br/~selenios/Acionamentos/Acion_2.pdf
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    Quanto partida, alguns motores possuem conjugado departida, como o motor de induo 3 e os motores de correntecontnua. Os motores cujo conjugado de partida zero

    necessitam de um dispositivo adicional de partida.

    Quanto aos mtodos de frenagem, eles podem ser eltricosou mecnicos .

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    6. Seleo de Motores

    O processo consiste na seleo de um motor industrialmente disponvel, queatenda, no mnimo, os seguintes requisitos:

    a) Fonte de alimentao: tipo (CA ou CC, monofsica ou trifsica), tenso,freqncia.

    b) Condies ambientais: agressividade, periculosidade, temperatura, altitude.

    c) Exigncia da carga e condies de servio : potncia necessria, conjugadoexigido, velocidade, ciclo de operao , esforos mecnicos.

    d) Confiabilidade e economicidade.

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    1 - Os geradores sncronos da Usina Hidreltrica de Furnas geram energiaeltrica em 18 kV a 60 Hz. Uma parte desta energia est suprindo a rea doGrande Rio, onde uma indstria recebe esta energia em 13,8kV e a utiliza em220V. Explique como ocorre esse processo desde a Usina at osequipamentos eltricos em operao na indstria.

    2 - Uma instalao com fator de potncia 0,50 indutivo consideradasatisfatria?

    Caso voc no a considere satisfatria : diga o que voc poderia fazer paramelhor-la e apresente uma justificativa a ser dada ao dono da instalao para

    a necessidade da medida tomada.

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    3 - Uma indstria alimentada por uma rede eltrica trifsica de 220V em 60Hz. necessrio suprir uma carga mecnica por meio de um motor eltricoligado diretamente na rede, sem nenhum equipamento adicional. Qual dosmotores abaixo voc escolheria? Justifique sua resposta.

    Motor 1 : motor CA ; 110 V ; rendimento 95%Motor 2 : motor CC ; 220 V ; rendimento 90%Motor 3 : motor CA ; 220 V ; rendimento 75%Motor 4 : motor CC ; 220 V ; rendimento 85%Motor 5 : motor CA ; 440 V ; rendimento 80%

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    4 - Um transformador monofsico de relao de espiras 10 : 1 ligado a umarede de 220V monofsica alimentando uma carga de 5,0 kVA do lado deBAIXA TENSO. Calcule a tenso no secundrio do transformador e acorrente na carga.

    5 - Dadas as afirmativas a seguir, diga se elas so verdadeiras ou falsas,justificando cada uma delas:a) Num circuito trifsico em estrela ( Y ) , as tenses de linha so iguais stenses de fase.b) Um motor de induo trifsico transforma corrente alternada trifsica em

    corrente contnua

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    6. Um motor de corrente contnua opera com uma potncia de sada de 1,2CV e rendimento 90%. Quanto marcou um medidor de energia eltrica, emkWh, instalado na entrada do motor, no ms de junho deste ano, quando omotor funcionou 12 horas por dia?Dado: 1 CV = 0,736 kW

    1. Um motor de induo ligado a uma rede monofsica de 220 V 60 Hz,opera com fator de potncia 0,95 alimentando uma carga mecnica de 1,10CV. As perdas de potncia do motor podem ser consideradas desprezveis.Calcule a corrente na entrada do motor.

    Dado: 1 CV = 0,736 kW

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    8. Um motor de induo trifsico, ligao estrela(Y), 30 CV, 220 V, 60Hz, fator depotncia 0,95 indutivo e rendimento 80% ligado a uma rede eltrica trifsica,operando nas condies nominais. Calcule a corrente em cada fase do motornestas condies. Trs fusveis, de 60 A cada um, so adequados para aproteo do motor, colocados um em cada fase da entrada do mesmo?Dado: 1 CV = 0,736 kW

    9. Imagine um gerador sncrono trifsico para alimentar o sistema eltrico de umgrande hospital no Rio de Janeiro, em caso de falta de energia eltrica daconcessionria. Seu eixo deve girar a 900 rpm. Qual o nmero de plos destegerador? Qual o tipo de mquina motriz voc sugere para acionar o eixo dogerador? O eixo do gerador deve ser HORIZONTAL ou VERTICAL?

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    10. Uma pequena indstria, num momento de produo reduzida, estfuncionando apenas com um motor de induo ligado a uma redemonofsica de 220 V / 60 Hz. O fator de potncia do motor 0,70.Apresente uma justificativa a ser dada ao dono da indstria para anecessidade de aumentar o fator de potncia do circuito para, pelo menos,0,92 indutivo.

    11. Um transformador monofsico tem um enrolamento com 800 espiras eoutro com 160 espiras. Ele deve alimentar uma carga de 10 kVA em 480 Vdo lado baixa tenso.

    (a) Qual a tenso da fonte para alimentar o transformador?(b) Quais as correntes no primrio e no secundrio do transformador?

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    12. Uma sala iluminada por 12 lmpadas de incandescncia (no eficientes),sendo 5 de 100 W e 7 de 60W. Para uma mdia diria de 10 horas de plenautilizao, qual a energia eltrica consumida, em kWh, por essas lmpadasnum ms de 30 dias? O que voc sugere para reduzir esse consumo?

    13. A resistncia eltrica de um enrolamento de uma mquina eltrica rotativafoi medida com a mquina parada, temperatura ambiente (20C), e apsalgumas horas de funcionamento plena carga, logo que foi desligada. Osvalores encontrados foram respectivamente 25 ohms e 28 ohms. A que vocatribui esta diferena nos valores medidos?

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    14. Voc precisa alimentar uma carga mecnica de 4,0 CV por meio de ummotor eltrico ligado diretamente rede da concessionria de energiaeltrica, que uma rede trifsica de 380 V ( fase-fase ) e 60 Hz. Dentreas especificaes para o motor para ser escolhido voc considera o

    rendimento: imprescindvel, relevante ou pouco importante?

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    QUESTES TIPO VERDADEIRA ( V ) OU FALSA ( F )

    ( ) 1. Devido ao fato da passagem de corrente por um condutor gerarcalor, e a temperatura do mesmo poder elevar-se atingindo valores quevenham a causar deteriorao do isolamento, torna-se necessrio

    limitar a intensidade de corrente nos condutores.

    ( ) 2. O valor da corrente mxima admissvel num fio depende da reada sua seo reta e no depende do tipo de isolamento utilizado.

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    ( ) 3. Os reostatos se caracterizam pela resistncia mxima que podemapresentar, pela corrente mxima que podem suportar e pela potnciamxima que podem dissipar.

    ( ) 4. Um ampermetro deve ser ligado em srie com o trecho do circuitoque se deseja medir a corrente.

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    EXERCCIOS

    ( ) 5. Um voltmetro deve ser ligado em paralelo com o trecho do circuitoque se deseja medir a tenso.

    ( ) 6. Fusveis so sempre ligados em paralelo com o elemento do circuitoque esto efetuando a proteo.

    EXERCCIOS

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    EXERCCIOS

    ( ) 7. Se ligarmos quatro lmpadas iguais de 60 W / 120 V em paralelo auma fonte de tenso constante de 120 V, a corrente em cada lmpadaser 2 A e a corrente na sada da fonte ser 8 A.

    ( ) 8. Uma corrente eltrica ao percorrer um fio condutor produz um campo

    magntico em torno do mesmo. Isto pode ser comprovadopela deflexo de uma agulha magntica quandocolocada prxima desse fio.

    EXERCCIOS

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    EXERCCIOS

    ( ) 9. Ao colocarmos uma espira percorrida por corrente eltrica no interior deum campo magntico, foras magnticas provocaro movimento na espira.Este o princpio de funcionamento dos transformadores eltricos.

    ( ) 10. Quando uma pea de ferro submetida a um campo magntico

    varivel, nela induzida corrente eltrica.

    EXERCCIOS

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    EXERCCIOS

    QUESTES DE MLTIPLA ESCOLHA

    1. Um fio condutor de cobre, utilizado em enrolamentos detransformadores, cilndrico, de seo reta S e comprimento L tem umaresistncia R. Se ele tivesse o dobro da seo reta e a metade do

    comprimento, sua resistncia seria:

    a) Rb) 2Rc) 4Re

    d) R/2e) R/4

    EXERCCIOS

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    EXERCCIOS

    2. Dez resistores de resistncia R so associados em paralelo e ligados auma bateria ideal. A resistncia equivalente do circuito vale:

    a) 10 Rb) R

    c) R/10d) R/2e) O valor depende da fora eletromotriz da bateria.

    EXERCCIOS

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    EXERCCIOS

    3. Por meio de dois wattmetros, ligados respectivamente no primrio e nosecundrio de um transformador monofsico, foram medidos os valores:1,00 kW e 950 W. O rendimento do transformador nesta situao :

    a) 99,5%

    b) 95%c) 100%d) 9,5%e) 105%

    EXERCCIOS

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    EXERCCIOS

    5. Os motores eltricos possuem uma Placa de Identificao, colocada pelo

    fabricante, fixada em local visvel, onde constam os Dados de Placa.Assinale a opo em que aparece pelo um dado incorreto:

    a) Marca comercial, tipo;

    b) Nmero de fases, tipo de corrente (CA ou CC);

    c) Tenso nominal, freqncia nominal;

    d) Potncia nominal, velocidade nominal;

    e) Classe de Isolamento, nome do comprador.

    EXERCCIOS

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    EXERCCIOS

    6. Num grupo motor diesel-gerador sncrono 3, o gerador possui 16 plos

    e gera 220 V a 60 Hz. Para que isso ocorra, a velocidade do eixo deveser ajustada em:

    a) 3600 rpm;b) 1800 rpm;

    c) 900 rpm;d) 450 rpm;e) 112,5 rpm.

    SUBESTAES

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    SUBESTAES

    TPICO IVSUBESTAES

    1 Subestaes - Conceitos Gerais

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    Subestaes Co ce tos Ge a s

    1.1 - Definio Bsica de uma SubestaoUma subestao (SE) um conjunto de equipamentosde manobra e/ou transformao e ainda eventualmentede compensao de reativos usado para dirigir o fluxo

    de energia em sistemas de potncia e possibilitar a suadiversificao atravs de rotas alternativas, possuindodispositivos de proteo capazes de detectar osdiferentes tipo de faltas que ocorrem no sistema e de

    isolar os trechos onde estas faltas ocorrem.

    1 Subestaes - Conceitos Gerais

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    1.2 - Classificao das SEs

    As subestaes podem ser classificadas quanto suafuno e a sua instalao.

    1.2 Classificao das SE`s

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    Funo no sistema eltrico:

    Subes tao Transfo rmadora

    aquela que converte a tenso de suprimento para umnvel diferente, maior ou menor, sendo designada,

    respectivamente, SE Transformadora Elevadora e SETransformadora Abaixadora.Geralmente, uma subestao transformadora prximasaos centros de gerao uma SE elevadora.Subestaes no final de um sistema de transmisso,

    prximas aos centros de carga, ou de suprimento a umaindstria uma SE transformadora abaixadora.

    1.2 Classificao das SE`s

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    99

    Funo no sistema eltrico:

    Subestao Secc ionado ra, de Manobra ou de

    Chaveamento

    aquela que interliga circuitos de suprimento sob omesmo nvel de tenso, possibilitando a suamultiplicao. tambm adotada para possibilitar oseccionamento de circuitos, permitindo sua energizaoem trechos sucessivos de menor comprimento.

    1.2 Classificao das SE`s

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    100

    Modo de instalao dos equipamentos em relao aomeio ambiente:

    Subestao Externa ou Ao Tempo

    aquela em que os equipamentos so instalados aotempo e sujeitos portanto s condies atmosfricasdesfavorveis de temperatura, chuva, poluio, vento,etc., as quais desgastam os materiais componentes,exigindo portanto manuteno mais freqente e reduzema eficcia do isolamento.

    1.2 Classificao das SE`s

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    101

    Modo de instalao dos equipamentos em relao aomeio ambiente:

    Subestao Intern a ou Abrigada

    aquela em que os equipamentos so instalados aoabrigo do tempo, podendo tal abrigo consistir de umaedificao e de uma cmara subterrnea.Subestaes abrigadas podem consistir de cubculosmetlicos, alm de subestaes isoladas a gs, tal como

    o hexafluoreto de enxofre (SF6).

    Principais Equipamentos da Subestao

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

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    102

    Principais Equipamentos de uma Subestao e suasFunes

    Equipamentos de Transformao

    -Transformador de fora - TF-Transformadores de instrumentos TItransformadores de corrente - TCtransformadores de potencial (capacitivos ou indutivos) TP e TPC

    p q p

    Equipamentos de Transformao

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    103

    Sem os transformadores de fora seria praticamenteimpossvel o aproveitamento econmico da energiaeltrica, pois a partir deles foi possvel a transmisso emtenses cada vez mais altas, possibilitando grandeseconomias nas linhas de transmisso em trechos cada

    vez mais longos.

    J os transformadores de instrumentos (TCs e TPs) tma finalidade de reduzir a corrente ou a tenso

    respectivamente a nveis compatveis com os valores desuprimento de rels e medidores.

    q p

    Equipamentos de Manobra

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    104

    DisjuntoresDestinados operao em carga, podendo sua operaoser manual ou automtica.

    Chaves seccionadorasEquipamentos destinados a isolar equipamentos ouzonas de barramento, ou ainda, trechos de linhas detransmisso. Somente podem ser operadas sem carga,muito embora possam ser operadas sob tenso.

    q p

    Equipamentos para Compensao de Reativos

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    105

    - Reator derivao ou srie- Capacitor derivao ou srie- Compensador sncrono- Compensador esttico

    Desses equipamentos o que so utilizados com maisfreqncia nas SEs receptoras de pequeno e mdio porte o capacitor derivao. Quando a planta industrial possuimotor sncrono, a compensao de reativo geralmente

    feita atravs dele.

    Equipamentos de Proteo

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    Out/06 106

    - Pra-raios

    O pra-raios um dispositivo protetor que tem porfinalidade limitar os valores dos surtos de tenso

    transitrios que, de outra forma, poderiam causarseveros danos aos equipamentos eltricos. Elesprotegem o sistema contra descargas de origematmosfricas e contra surtos de manobra.

    Equipamentos de Proteo

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    Out/06 107

    - Rels

    Os rels tm por finalidade proteger o sistema contrafaltas, permitindo atravs da atuao sobre disjuntores, oisolamento dos trechos de localizao das faltas.

    - Fusveis

    O fusvel se destina a proteger o circuito contra curtos,sendo tambm um limitador da corrente de curto. Muitoutilizado na indstria para a proteo de motores.

    Equipamentos de Medio

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    Out/06 108

    Constituem os instrumentos destinados a medirgrandezas tais como corrente, tenso, freqncia,

    potncia ativa e reativa, etc.

    2 - Principais Esquemas de Subestaes de Mdia Tenso

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    Out/06 109

    Entre os vrios esquemas de subestaes de mdia tenso

    encontrados na prtica, podem ser destacados, pela suafreqncia de utilizao, a entrada direta e o barramentosimples, descritos a seguir.

    2.1 - Entrada direta

    Em SEs receptoras com uma s entrada e um stransformador no necessrio barramento, podendo serprevista uma alimentao direta. A Figura 2 mostra

    esquemas de subestaes com entrada direta.

    Principais Esquemas de Subestaes de Mdia Tenso

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    Out/06 110

    Figura 2Entrada Direta

    Principais Esquemas de Subestaes de Mdia Tenso

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

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    Out/06 111

    2.2 - Barramento Simples

    Havendo mais de uma entrada, e/ou mais de umtransformador em SE receptora o barramento simples

    o esquema de maior simplicidade e menor custo,com confiabilidade compatvel com este tipo desuprimento. A seguir so apresentadas figuras com asprincipais variaes encontradas em SEs debarramento simples.

    2.2 - Barramento Simples

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

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    Out/06 112

    Figuras A e B

    O defeito em qualquer transformador causa a abertura dodisjuntor, desligando por completo a SE, cabe ao

    operador identificar a unidade afetada, isol-la atravsdos respectivos seccionadores e providenciar oreligamento do disjuntor.

    2.2 - Barramento Simples

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    Out/06 113

    (A) (B)

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    2.2 - Barramento Simples

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

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    Out/06 115

    Figura C

    2.2 - Barramento Simples

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    Out/06 116

    As figuras D, E, F e G apresentadas a seguir mostramesquemas para SEs com duas entrada radiais, com um oumais transformadores.

    Figura D

    Este esquema s permite a alimentao da SE por umaentrada de cada vez, mediante intertravamento adequado,obrigando o desligamento momentneo da carga quando

    for necessria a transferncia de fonte.

    2.2 - Barramento Simples

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

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    Out/06 117

    Figura D

    2.2 - Barramento Simples

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    Out/06 118

    Figura E

    Se as entradas puderem ser ligadas em paralelo, obtm-se maior confiabilidade com o esquema E, onde cada

    entrada sendo dotada de disjuntor prprio, pode serdesligada em caso de falha, independentemente de outra.Neste caso, o(s) disjuntor(es) no precisa(m) de chave decontorno face a existncia da segunda entrada.

    2.2 - Barramento Simples

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    Out/06 119

    Figura E

    2.2 - Barramento Simples

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    Out/06 120

    Figuras F e G

    Havendo dois transformadores, pode ser seccionada a

    barra para tornar a operao mais flexvel (F). Se fornecessrio evitar a interrupo total do suprimento aoser desligado um transformador, instala-se um disjuntorpara seccionar a barra (G).

    2.2 - Barramento Simples

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

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    Out/06 121

    Figura F

    2.2 - Barramento Simples

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    Out/06 122

    Figura G

    Principais Esquemas de Subestaes de Mdia Tenso

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    123/267

    Out/06 123

    As SEs receptoras destinadas s indstrias queaparecerem com maior freqncia so na faixa detenso de 13,8 a 69 kV, prevalecendo em sua grande

    maioria as SEs de pequeno porte (13,8 kV). Assim,sero enfatizados tanto os esquemas como o arranjofsico dessas SEs.

    3 - Esquemas de Manobra e Arranjos de SEs Receptoras

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    Out/06 124

    3.1 - Esquemas de Manobra de SEs Receptoras

    Os esquemas mais utilizados so os da figura A paraas SEs de 13,8 kV e B para as SEs acima de 13,8

    at 138 kV.3.2 - Arranjos Fsicos de SEs Receptoras

    Neste item sero apresentados alguns dos principais

    arranjos utilizados nas SEs receptoras.

    3 - Esquemas de Manobra e Arranjos de SEs Receptoras

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

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    Out/06 125

    3.2.1 - Arranjos Fsicos das Subestaes de 13,8 kV

    Os principais tipos de arranjos fsicos caractersticos dassubestaes de 13,8 kV so:

    SE Abrigada

    A Figura 3 apresenta um esquema tpico de umasubestao abrigada em 13,8 kV.

    3.2.1 - Arranjos Fsico das Subestaes de 13,8 kV

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    Out/06 126

    Planta Baixa Corte A-A

    Diagrama

    Unif i larFIGURA 3

    3.2.1 - Arranjos Fsico das Subestaes de 13,8 kV

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    Out/06 127

    Figura 4 - Vista Geral de SE de 13,8 kV ao Tempo

    SE ao TempoAs Figuras 4 e 5 mostram alguns detalhes de SEs de 13,8 kV ao tempo.

    3.2.1 - Arranjos Fsico das Subestaes de 13,8 kV

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

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    Out/06 128

    Figura 5 Vista de SE de 13,8 kV ao Tempo

    3.2.1 - Arranjos Fsico das Subestaes de 13,8 kV

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

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    Out/06 129

    Figura 6

    SE Semi-Abrigada13,8 / 4,16 kVPlanta

    SE Semi-AbrigadaA Figura 6 apresenta a planta baixa de uma SE semi-abrigada de 13,8 /

    4,16 kV. A Figura 7 mostra um corte.

    3.2.1 - Arranjos Fsico das Subestaes de 13,8 kV

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

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    Out/06 130

    Figura 7SE Semi-Abrigada

    13,8 / 4,16 kVCorte A-A

    3.2.1 - Arranjos Fsico das Subestaes de 13,8 kV

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    131/267

    Out/06 131

    Vista Frontal com

    Portas Externas Abertas

    Figura 8

    SE Blindada ao Tempo

    A Figura 8 apresenta uma SE blindada ao tempo.

    3.2.1 - Arranjos Fsico das Subestaes de 13,8 kV

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

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    Out/06 132

    Diagrama Unifilar

    Legenda

    1 Seccionador de entrada2 Seccionador do disjuntor3 Disjuntor Principal4 Comando Auxiliar Geral5 Conector de Ligao neutro/terra6 Bloqueio Eltrico7 Caixa de Medio8 Entrada dos Cabos9 Sada dos Cabos

    Figura 8:SE Blindada ao Tempo

    3.2.1 - Arranjos Fsico das Subestaes de 13,8 kV

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    133/267

    Out/06 133

    Diagrama Unif i lar

    SE Blindada Abrigada

    A Figura 9 mostra uma SE blindada abrigada do unifilarabaixo.

    3.2.1 - Arranjos Fsico das Subestaes de 13,8 kV

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    134/267

    Out/06 134

    Figura 9:SE Blindada Abrigada

    Corte A-A Vista Fron tal

    Corte B -B

    Esquemas de Manobra e Arranjos de SEs Receptoras

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    Out/06 135

    Figura 10

    Viso GeralSE 15 MVA69 / 4,16 kV

    3.2.2 - Arranjo Fsico de uma Subestao de 69 kV

    3.2.2 - Arranjo Fsico de uma Subestao de 69 kV

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    136/267

    Out/06 136

    Figura 11 - Detalhe de

    Disjuntor de 69 kV a PVO

    3.2.2 - Arranjo Fsico de uma Subestao de 69 kV

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    137/267

    Out/06 137

    Figura 12 - Detalhe de TI`s de 69 kV

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    Tabelas prticas utilizadas em Projetos deSubestaes

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    139/267

    Out/06 139

    200130300170150115200150

    RecomendadoMnRecomendadoMnRecomendadoMnRecomendadoMn

    Fase-Neutro(mm)

    Fase-Fase(mm)

    Fase-Neutro(mm)

    Fase-Fase(mm)

    Servio ExternoServio Interno

    Figura 15 - Afastamento recomendados

    Para Barramentos de SE de 13,8 kV

    Tabelas para Projetos de Subestaes

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    140/267

    Out/06 140

    3,002,502,502,50Altura mnima do solo, das partes em tensoreduzida a zero (porcelana, isoladores, etc.)

    5,004,504,003,00Alturas mnima do solo, das partes vivas

    3,402,202,000,50Entre fase e terra, para barras flexveis

    2,501,501,500,50Entre fase e terra, para barras rgidas

    4,503,002,501,20Entre fases, para barras flexveis

    3,602,402,151,20Entre fases, para barras rgidas

    230 kV138 kV69 kV25/34 kVDistncias Mnimas (m)

    Figura 16 Distncias mnimas recomendados

    (1) As chaves no barramento so consideradas como barras flexveis.(2) As distncias fase-terra de barras flexveis so do ponto de flexa mxima ao solo.

    Tabelas para Projetos de Subestaes

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

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    Out/06 141

    8,5-50De 701 a 2500

    6,5420AT 700

    Vergalho de Cobre( mm)FioCobre Nu (AWG)Tubo ou BarraRetangular de Cobre(mm2)

    Demanda (kVA)

    Figura 17 Recomendao de dimetro de barramento para SEde 13,8 kV abrigada

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    142/267

    Seleo dos Nveis de Tenso das Subestaes

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    143/267

    Out/06 143

    O nvel de tenso deve sempre submetida a umaanlise das cargas por parte da concessionria.

    Deve-se conhecer os nveis de tenso

    disponveis no local de implantao do projeto e apartir da verificar se as necessidades do projetoso atendidas.

    Seleo dos Nveis de Tenso das Subestaes

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

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    Out/06 144

    Aps a seleo da tenso de suprimento, pode-sedefinir as tenses secundrias de fora eauxiliares.Em sistemas industriais, a tenso dos motores sodeterminantes na escolha da tenso secundria dosistema de distribuio de fora.No caso de motores, muito importante a escolhacorreta da tenso nominal em funo, dentreoutros fatores, da potncia de forma a obter um

    equipamento mais econmico.

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

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    5 Definio da Potncia das Subestaes Industriais

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    146/267

    Out/06 146

    A seguir sero apresentados dois exemplos para

    definio da potncia de SEs para indstrias.

    5.1 - Pequeno Porte

    Uma indstria contm 12 motores de 10 cv alimentados

    pelo CCM1, 10 motores de 30 cv e 5 motores de 50 cvalimentados pelo CCM2. O QDL, responsvel pelailuminao da indstria, alimenta 150 lmpadasfluorescentes de 40 W e 52 incandescentes de 100 W.

    Todas essas cargas so alimentadas pelo QGF que suprido pelo transformador da subestao.

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

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    5.1 Pequeno Porte

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

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    Out/06 149

    - Demanda dos Quadros de Distribuio:

    CCM1

    DCCM1 = N10 cv x S10 cv x FS

    Onde:

    N nmero de motoresFS fator de simultaneidade;

    DCCM1 = 12 x 8,66 x 0,65 = 67,55 kVA

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    150/267

    5.1 Pequeno Porte

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    Out/06 151

    QGFDCGF = DCCM1 + DCCM2 + DQDL

    DCGF = 67,55 + 320,39 + 14,2 = 402,14 kVA

    Potncia do Transformador

    Potncia mais prxima padronizada: 500 kVA

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    6.2 Transformador de Corrente

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    Out/06 160

    O enrolamento primrio dos TCs , normalmente,constitudo de poucas espiras (2 ou 3 espiras, porexemplo) feitas de condutores de cobre de grandeseo.

    6.2.2 Principais Tipo Construtivos

    Os transformadores de corrente classificados de acordocom a sua construo mecnica so os seguintes:

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    6.2 Transformador de Corrente

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    Out/06 169

    TC Tipo Ncleo DivididoEste tipo possui o enrolamento secundriocompletamente isolado e permanentemente montado noncleo, mas no possui enrolamento primrio.

    Parte do ncleo separvel ou articulada para permitir oenlaamento do condutor primrio.Um tipo muito difundido de TC com ncleo dividido oampermetro alicate. A Figura 24 mostra o esquemabsico de um TC de ncleo dividido.

    6.2 Transformador de Corrente

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

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    Out/06 170

    Figura 24 TC Tipo Ncleo Dividido

    6.2 Transformador de Corrente

    P i i i C i El i d TC`

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    171/267

    Out/06 171

    6.2.3 Principais Caracterstica Eltricas dos TC`s

    As principais caractersticas dos TCs so:

    - Corrente Secundria Nominal: Padronizada em 5 A.

    - Corrente Primria Nominal: Caracteriza o valor nominalsuportado em regime normal de operao pelo TC. Suaespecificao deve considerar a corrente mxima docircuito em que o TC est inserido e os valores de curto-

    circuito.

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

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    6.2 Transformador de Corrente

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    175/267

    Out/06 175

    - Fator Trmico: Fator pelo qual deve-se multiplicar a correnteprimria nominal para se obter a corrente primria mxima queo TC capaz de conduzir em regime permanente, sobfreqncia nominal, sem exceder os limites de elevao detemperatura especificados e sem sai de sua classe de exatido.

    - Nvel de Isolamento: Define a especificao do TC quanto scondies que deve satisfazer a sua isolao em termos detenso suportvel.

    - Polaridade: Normalmente utilizada a polaridade subtrativa.

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    176/267

    6.2 Transformador de Corrente

    6.2.4 Designao Normativa dos TC`s

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    177/267

    Out/06 177

    6.2.4 Designao Normativa dos TC s

    TCs para Servio de MedioA designao dos TCs, de acordo com a ABNT, feita indicando aclasse de exatido seguida da carga nominal com a qual severifica esta exatido.

    Exemplos: 0,6 C50,00,3 C2,5

    A designao de acordo com a ANSI feita indicando a classe deexatido seguida da letra B e da impedncia da carga nominalcom a qual se verifica esta exatido.

    Exemplos: 0,6B 2,00,3B 0,1

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    178/267

    6.2 Transformador de Corrente

    DesignaoCaractersticas Nominais

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    179/267

    Out/06 179

    10B 800C 800800200,010

    10B 400C 400400100,010

    10B 200C 20020050,010

    10B 100C 10010025,010

    10B 50C 505012,510

    10B 20C 20205,010

    10B 10C 10102,510Baixa

    10A 800T 800800200,010

    10A 400T 400400100,01010A 200T 20020050,010

    10A 100T 10010025,010

    10A 50T 505012,510

    10A 20T 20205,010

    10A 10T 10102,510Alta

    Ver. 1980Rev. 1968

    ABNT(EB-251.2)

    ANSI(C.57.13)

    TensoSecundri

    a (V)

    PotnciaAparente

    (VA)

    Classe deExatido

    (%)

    Impedncia

    Secundria Interna

    Figura 28

    TC`s para Proteo

    6.2 Transformador de Corrente

    6.2.5Determinao da Corrente Primria Nominal do TC

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    180/267

    Out/06 180

    Por recomendao do IEEE, a relao ideal do TC a que atende acondio:

    4 A > (corrente que circula do primrio do TC) / k > 3 A

    Onde k a relao de transformao nominal do TC, ou seja: ,

    resultando:

    > >

    A

    Ik

    N

    5

    1

    1,66 x Correnteque circula no

    primrio do TC

    Corrente PrimriaNominal do TC

    1,25 x Correnteque circula no

    primrio do TC

    6.2 Transformador de Corrente

    Alm disso:

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    181/267

    Out/06 181

    Funo da Capacidade Dinmica:

    Funo da Capacidade Trmica:

    Onde:IN1 Corrente nominal primria do TC;IM Corrente momentnea do disjuntor do sistema ou ramal eltrico;b1 Coeficiente do limite de corrente de curta durao para efeitomecnico;IIN Corrente de interrupo nominal do disjuntor do sistema ou ramaleltrico;b2 Coeficiente do limite de corrente de curta durao para efeito trmico.

    2

    1b

    II

    IN

    N

    1

    1b

    I

    IM

    N

    6.3 Transformador de Potencial

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    182/267

    Out/06 182

    O transformador de potencial (TP) um transformadorpara instrumento cujo enrolamento primrio ligadoem derivao a um circuito eltrico e cujo enrolamentosecundrio se destina a alimentar bobinas de potencial

    de instrumentos eltricos de medio e proteo oucontrole.

    6.3 Transformador de Potencial

    6.3.1 Princpios Fundamentais

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    183/267

    Out/06 183

    A Figura 29 apresenta o esquema bsico de ligao de um TP:

    N1

    N2

    V1

    V2

    2

    1

    2

    1

    N

    N

    V

    V

    Figura 29 Transformador de Potencial

    - O TP construdocom N1 > N2.

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    184/267

    6.3 Transformador de Potencial

    6.3.2 Principais Caractersticas dos TP`s

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    185/267

    Out/06 185

    6.3.2 Principais Caractersticas dos TP s

    - Classe de Exatido: Valor mximo do erro (expresso empercentagem) que poder ser causado pelo transformadoraos instrumentos a ele conectados (ver tabela da Figura30).

    1,20,6Indicadores

    0,60,3Medidores

    AceitvelRecomendada

    Classe de ExatidoTPs AlimentandoInstrumentos

    Figura 30 Classe de Exatido

    6.3 Transformador de Potencial

    6.3.2 Principais Caractersticas dos TP`s

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    186/267

    Out/06 186

    - Carga Nominal: Carga na qual se baseiam osrequisitos de exatido do TP. A tabela da Figura 31apresenta a designao segundo a ABNT e a ANSI.

    Figura 31 Carga NominalZZP 400

    ZP 200

    YP 75

    XP 25

    WP 12,5

    Designao

    ANSI

    Designao

    ABNT

    6.3 Transformador de Potencial

    6.3.2 Principais Caractersticas dos TP`s

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    187/267

    Out/06 187

    p

    Exemplo: Um rel de consumo 20 VA/fase a 110 V aplicado a um TP com tenso secundria de 120 V. Ovalor corrigido ser:

    Z

    V

    Z

    V

    VIVVA

    2

    2

    1110

    20

    2 )(

    RR

    )(

    VAnovo

    8,2

    )110(

    )120(20

    20)110(

    )120(2

    2

    2

    2

    6.3 Transformador de Potencial

    6 3 2 Principais Caractersticas dos TP`s

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    188/267

    Out/06 188

    6.3.2 Principais Caractersticas dos TP s

    - Potncia Trmica: Maior potncia aparente que um TPpode fornecer em regime permanente sob tenso efreqncias nominais, sem exceder os limites de

    temperatura permitidos pela sua classe de isolamento.

    - Nvel de Isolamento: Define a especificao do TPquanto sua isolao em termos de tenso suportvel.

    6.3 Transformador de Potencial

    6 3 3 D i N i d TP`

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    189/267

    Out/06 189

    6.3.3 Designao Normativa dos TP`s

    A designao correta dos TPs feita indicando-se aclasse de exatido separada por um hfen do valor damaior carga nominal com a qual esta se verifica.

    Exemplos:

    0,6 P400 (ABNT) 0,6 ZZ (ANSI)1,2 P25 (ABNT) 1,2 X (ANSI)

    6.3 Transformador de Potencial

    6.3.4 Grupos de Ligao

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    190/267

    Out/06 190

    De acordo com a ABNT, os TPs classificam-se em trs grupos:Grupo 1: TP projetado para ligao entre fases;

    Grupo 2: TP projetado para ligao entre fase e neutro de sistemasdiretamente aterrados;

    Grupo 3: TP projetado para ligao entre fase e neutro de sistemaonde no se garanta a eficcia da aterramento.

    Define-se um sistema trifsico com neutro efetivamente aterrado comosendo um sistema em que fator de aterramento que no exceda 80%.Esta condio obtida quando:

    e 31

    0

    X

    X1

    1

    X

    Ro

    6.4 Chaves Seccionadoras

    As chaves secionadoras so dispositivos destinados a

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    191/267

    Out/06 191

    As chaves secionadoras so dispositivos destinados a

    isolar equipamentos ou zonas de barramentos, ou ainda,trechos de LTs.

    6.4.1 Tipos Construtivos

    Os tipos construtivos de chaves esto definidos emdiversas normas. apresentada a seguir a classificaosegundo as normas ANSI, definidas com relao ao tipode abertura ou ao modo de operao, ou ainda, ao meio

    de movimentao do contato mvel.

    6.4 Chaves Seccionadoras

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    192/267

    Out/06 192

    Abertura Vertical Tipo A

    A chave composta por trs colunas de isoladoresfixados sobre uma nica base. O movimento deabertura ou fechamento do contato mvel (lmina) d-

    se num plano que contm o eixo longitudinal da base e perpendicular ao plano de montagem da mesma.Devido a essa forma construtiva, a distncia entre fasespode ser reduzida ao mnimo permitido.

    6.4 Chaves Seccionadoras

    As chaves de abertura vertical (Figura 32) podem ter montagem

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    193/267

    Out/06 193

    horizontal, vertical ou invertida, sendo aplicadas para isolarequipamentos e circuitos, para desvio (by-pass) ou como chaveseletora.

    Figura 32 Abertura Vertical

    6.4 Chaves Seccionadoras

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    194/267

    Out/06 194

    Dupla Abertura Lateral Tipo B

    Essa chave composta por trs colunas de isoladoresfixadas sobe uma base nica, sendo a coluna centraleqidistante das duas colunas externas. O movimentode abertura ou fechamento do contato mvel d-senum plano paralelo ao plano de montagem da base,atravs da rotao da coluna central.

    6.4 Chaves Seccionadoras

    As chaves com dupla abertura lateral (Figura 33) podem

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    195/267

    Out/06 195

    ter montagem horizontal, vertical ou invertida, sendoaplicadas para isolar equipamentos e circuitos, paradesvio (by-pass) ou como chave seletora.

    Figura 33 Dupla Abertura Lateral

    6.4 Chaves Seccionadoras

    C

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    196/267

    Out/06 196

    Basculante (3 colunas) Tipo C

    A chave composta por trs colunas de isoladores ligadas auma base nica, sendo as duas colunas extremas fixassuportando os terminais e a interior mvel. Esta ltimaapresenta movimento de rotao em torno do ponto de fixao

    base, e carrega o contato mvel em seu topo.

    Podem ter montagem horizontal, vertical ou invertida, sendoaplicadas para isolar equipamentos e circuitos, para desvio(by-pass) ou como chave seletora.

    6.4 Chaves Seccionadoras

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    197/267

    Out/06 197

    Abertura Lateral Tipo D

    A chave composta por duas colunas de isoladoresligadas a uma nica base, sendo o contato fixo suportado

    por uma coluna fixa e o contato mvel por uma colunarotativa. O movimento de abertura ou fechamento dalmina d-se em um plano paralelo ao plano de montagemda chave.

    6.4 Chaves Seccionadoras

    As chaves de abertura lateral (Figura 34) podem ter montagemh i l i l i id d li d i l

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    198/267

    Out/06 198

    horizontal, vertical ou invertida, sendo aplicadas para isolarequipamentos e circuitos, para desvios ou como chaveseletora.

    Figura 34Abertura Lateral

    6.4 Chaves Seccionadoras

    Abertura Central Tipo E

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    199/267

    Out/06 199

    Abertura Central Tipo E

    A chave seccionadora com abertura central (Figura 35) composta por duas colunas de isoladores, ambas rotativase ligadas a uma nica base. O movimento de abertura efechamento da lmina seccionada em duas partes

    fixadas ao topo das colunas rotativas, ficando o contatomacho na extremidade de uma das partes da lmina e afmea, na outra.

    6.4 Chaves Seccionadoras

    Esse tipo de chave tem montagem horizontal ou vertical,d li d i l i t i it

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    200/267

    Out/06 200

    sendo aplicada para isolar equipamentos e circuitos, paradesvio ou como chave seletora.

    Figura 35Abertura Central

    6.4 Chaves Seccionadoras

    Basculante (2 Colunas) Tipo F

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    201/267

    Out/06 201

    Esta composta por duas colunas de isoladores ligadas a umanica base, sendo uma delas fixa e suporte para o conato fixo e a

    outra mvel e suporte para o contato mvel. O movimento da coluna

    mvel de rotao ao redor do ponto de fixao base.

    Aterramento Tipo GA chave de aterramento composta por uma coluna de isoladores

    fixa, em cujo topo encontram-se os contatos fixos e a lmina fecha

    paralela coluna de isoladores. Podem ter montagem horizontal,

    vertical ou invertida.

    6.4 Chaves Seccionadoras

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    202/267

    Out/06 202

    Operao por Vara de Manobra Tipo H

    A chave composta por duas colunas de isoladoresfixas. A abertura ou fechamento da lmina d-se

    atravs de engate da vara de manobra a um ganchoou olhal apropriado. Sua montagem pode ser verticalou invertida.

    6.4 Chaves Seccionadoras

    Fechamento ou Alcance vertical Tipo J

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    203/267

    Out/06 203

    Tambm chamado de chave vertical reversa (Figura 36),este tipo de chave composto por duas ou trs colunasde isoladores. O movimento de abertura ou fechamento

    da lmina d-se num plano perpendicular ao plano demontagem da base, na qual esto fixadas as duascolunas de isoladores, uma rotativa e outra fixa. Existemduas possibilidades de montagem dos contatos fixos: em

    coluna de isoladores invertida ou diretamente nobarramento.

    6.4 Chaves Seccionadoras

    Entre as chaves com fechamento vertical pode-se incluir aschaves pantogrfica e semi pantogrfica Este tipo de chave

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    204/267

    Out/06 204

    chaves pantogrfica e semi-pantogrfica. Este tipo de chave

    tem montagem horizontal. A Figura 36 mostra algunsexemplos.

    Figura 36Fechamento ou Alcance Vertical

    6.4 Chaves Seccionadoras

    6.4.2 Tipos de Operao e Comando

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    205/267

    Out/06 205

    Operao em Grupo

    Os plos da seccionadora so interligados mecanicamenteatravs de hastes ou cabos e so operados

    simultaneamente. As chaves de operao em grupo podemter ainda comando direto e indireto. No primeiro caso, omovimento transmitido s colunas rotativas atravs deum dos prprios plos. J no caso de comando indireto, omovimento transmitido atravs de rolamentos auxiliares,

    denominados bases de comando.

    6.4 Chaves Seccionadoras

    Operao Monopolar

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    206/267

    Out/06 206

    Os plos so comandados individualmente, sem interligaomecnica entre eles. A operao monopolar tambm pode serdireta ou indireta.

    Comando Manual

    O comando manual pode ser realizado com ou sem o auxliode redutores.

    Comando Motorizado

    Os comandos motorizados podem ser realizados atravs de

    motores eltricos, acionadores hidrulicos, pneumticos, etc.

    6.4 Chaves Seccionadoras

    A seguir apresenta-se a tabela (Figura 37) para dimensionamento da chavefusvel para SE de 13,8 kV em funo da demanda.

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    207/267

    Out/06 207

    200140 HAT 2500

    200100 KAT 2000

    10080 KAT 1500

    10050 KAT 1000

    10040 KAT 750

    10025 KAT 500

    10015 KAT 300

    10012 KAT 225

    1008 KAT 150

    1006 KAT 112,5

    1005 HAT 75

    503 HAT 45

    502 HAT 30

    501 HAT 15Chave (A)Elo FusvelDemanda (kVA)

    Figura 37Dimensionamento Elos-fusveis

    6.5 Disjuntores

    Os disjuntores so ao principais equipamentos de segurana, bem como

    os mais eficientes dispositivos de manobra em uso nas redes eltricas.

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    208/267

    Out/06 208

    p

    Possuem capacidade de fechamento e abertura que deve atender atodos os pr-requisitos de manobra sob condies normais e anormais

    de operao.

    Alm dos estados estacionrios (fechado e aberto), define-se ambos os

    estados transitrios da manobra de fechamento (ligamento) e da

    manobra de abertura (desligamento).

    No estado ligado ou fechado, o disjuntor deve suportar a corrente

    nominal da linha, sem ultrapassar os limites de temperatura permitidos.

    No estado desligado ou aberto, a distncia de isolamento entre contatos

    deve suportar a tenso de operao, bem como as sobretensesinternas, devidas a surtos de manobra ou descargas atmosfricas.

    6.5 Disjuntores

    TIPOS DE DISJUNTORES

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    209/267

    Out/06 209

    6.5.1 Disjuntores a leo

    Os disjuntores a leo esto, basicamente, divididos em: disjuntores degrande volume de leo (GVO) e de pequeno volume de leo (PVO).No caso do GVO, de pequena capacidade, as fases ficam imersas em

    um nico recipiente contendo leo, que usado tanto para ainterrupo das correntes quanto para prover o isolamento. Nosdisjuntores de maior capacidade, o encapsulamento monofsico. Jno PVO, foi projetado uma cmara de extino com fluxo forado

    sobre o arco, aumentando a eficincia do processo de interrupo dacorrente, diminuindo drasticamente o volume de leo no disjuntor.

    6.5 Disjuntores

    6.5.1 Disjuntores a leo

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    210/267

    Out/06 210

    A maior vantagem dos disjuntores de grande volume de leo sobre os depequeno volume de leo a grande capacidade de ruptira em curto-circuito em

    tenses de 138 kV. Mesmo assim este tipo de disjuntor est caindo em desuso.

    O princpio de extino do arco nos disjuntores a leo baseado na

    decomposio das molculas de leo pela altssima temperatura do arco. Essa

    decomposio resulta na produo de gases (principalmente hidrognio),sendo a quantidade de gs liberada dependente da magnitude da corrente e da

    durao do arco. O gs liberado desempenha duas funes: em primeiro lugar,

    ele tem um efeito refrigerante muito acentuado e em segundo lugar, ele causa

    um aumento de presso em torno do arco, determinando uma elevao do

    gradiente de tenso necessrio sua manuteno.

    6.5 Disjuntores

    6.5.2 Disjuntores a Ar Comprimido

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    211/267

    Out/06 211

    Nos disjuntores de ar comprimido a extino do arco obtida a partirda admisso, nas cmaras de ar comprimido (armazenado numreservatrio pressurizado) que, soprando sobre a regio entre oscontatos, determina o resfriamento do arco e sua compresso. A

    reignio do arco em seguida ocorrncia de um zero de corrente prevenida pela exausto dos produtos ionizados do arco da regioentre os contatos pelo sopro de ar comprimido. A intensidade e arapidez do sopro de ar garantem o sucesso dos disjuntores nascorridas energtica (liberao x absoro de energia) e dieltrica

    (tenso de restabelecimento x suportabilidade dieltrica).

    6.5 Disjuntores

    6.5.2 Disjuntores a Ar Comprimido

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    212/267

    Out/06 212

    A operao dos disjuntores de ar comprimido sempre produz umgrande rudo causado pela exausto do ar para a atmosfera. Umareduo do nvel de rudo produzido conseguida atravs desilenciadores.

    Os disjuntores a ar comprimido podem possuir compressoresindividuais ou trabalhar ligados a uma central de ar comprimido. Comoa operao dos disjuntores pode ser perigosa quando a presso de arcomprimido cai abaixo de determinado nvel, estes so providos de

    dispositivos para impedir seu fechamento ou sua abertura sobpresses inferiores a nveis pr-fixados.

    6.5 Disjuntores

    Pode-se dispor tambm de dispositivos para abrir os disjuntores

    quando a presso chegar a um nvel perigoso mas ainda superior

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    213/267

    Out/06 213

    quando a presso chegar a um nvel perigoso, mas ainda superior

    quele em que a abertura seja proibida. Devido a estas

    caractersticas, prtica de muitos clientes exigir que os disjuntores

    que operam com sistemas de ar comprimido central possuam

    reservatrios individuais (airreceivers), com capacidade suficiente

    para realizar um ciclo completo O-CO-CO sem necessidade dereceber reforo de ar comprimido do sistema central, e sem que a

    presso caia a nveis perigosos. Um reservatrio central deve

    tambm ser capaz de garantir a repressurizao de todos os

    reservatrios individuais, aps uma operao O-CO simultnea,num intervalo de tempo usualmente fixado em dois minutos.

    6.5 Disjuntores

    6.5.3 Disjuntores a SF6Embora o hexafluoreto de enxofre (SF6) tenha sido sintetizado pela

  • 7/30/2019 Prominp Sistemas Eltricos Industriais

    214/267

    Out/06 214

    ( ) p

    primeira vez em 1904, somente nos anos 30, a partir da observao desuas excepcionais propriedades dieltricas, o novo gs encontrou umalimitada aplicao como meio isolante em transformadores.O SF6 um