Baixe Chaves de Transferencia Automática e outras Notas de estudo em PDF para Automação, somente na Docsity! CHAVES DE TRANSFERÊNCIA AUTOMÁTICA Sistemas de Baixa Tensão Toda instalação onde se utiliza o grupo gerador como fonte alternativa de energia necessita, obrigatoriamente, de uma chave reversora ou comutadora de fonte. Somente nos casos onde o grupo gerador é utilizado como fonte única de energia, pode-se prescindir da utilização deste dispositivo. Tem a finalidade de comutar as fontes de alimentação dos circuitos consumidores, separando-as sem a possibilidade de ligação simultânea. Para isso, as chaves comutadoras de fonte são construídas de diversas formas e dotadas de recursos que vão desde o tipo faca, manual, até as mais sofisticadas construções com controles eletrônicos digitais, comandos e sinalizações locais e remotas, passando pelos tipos de estado sólido, de ação ultra-rápida. A concepção mais simples de chave reversora seria o contato reversível, conhecido como SPDT (Single Pole Double Trhrow) utilizado nos relés. Nos grupos geradores, a chave reversora, geralmente, é de três pólos (nos grupos geradores trifásicos). A opção manual, tipo faca, aberta, fabricada para operação sem carga, ainda encontra aplicações, seguindo- se os modelos para montagem em painel e as de acionamento elétrico, automáticas, constituídas por pares de contatores ou disjuntores motorizados com comandos à distância para abertura e fechamento. As chaves reversoras com comandos elétricos, na sua extensa maioria, são constituídas por pares de contatores ou disjuntores motorizados. As chaves dedicadas, isto é, construídas com a finalidade específica de efetuar a comutação das fontes, não são muito conhecidas, especialmente no Brasil, onde não há fabricante que ofereça esta opção aos montadores de grupos geradores. A não utilização da chave reversora pode causar sérios riscos às instalações e às pessoas, da seguinte forma: a) Queima de equipamentos, no momento do retorno da energia fornecida pela concessionária, caso o grupo gerador esteja funcionando sem chave reversora e o disjuntor geral encontrar-se INDEVIDAMENTE ligado; b) Riscos para as pessoas e possibilidades de incêndios provocados por descargas elétricas sobre materiais combustíveis, como consequência do evento citado no item anterior; c) Energização indevida da rede elétrica da concessionária, podendo vitimar eletricistas que estejam trabalhando na rede ou no quadro de medição; d) O acionamento da chave reversora (se manual) somente deve acontecer com os equipamentos desligados (sem carga). Todas as concessionárias de energia exigem que as chaves reversoras sejam dotadas de intertravamento mecânico. Adicionalmente, nas chaves com acionamento elétrico, são utilizados contatos auxiliares para fazer o intertravamento elétrico. Para os sistemas com reversão de carga em transição fechada (em paralelo com a rede) há exigências específicas que devem ser atendidas, conforme estabelecido nos contratos de fornecimento e de uso e conexão, firmados entre as concessionárias e as unidades consumidoras. As concessionárias de energia determinam que os circuitos de emergência supridos por grupos geradores devem ser instalados independentemente dos demais circuitos, em eletrodutos exclusivos. Não é permitida qualquer interligação destes circuitos com a rede Eng José Claudio Pereira www .joseclaudio.eng.br Pág. 1 alimentada pela concessionária. Os grupos geradores devem ser localizados em áreas arejadas, protegidos de intempéries e isolados do contato com pessoas leigas, principalmente crianças. Recomendam, ainda, a observância às normas técnicas, em especial a NBR-5410 da ABNT, em conformidade com o Decreto 41019 de 26/02/57 do Ministério das Minas e Energia e resolução Nº 456 da ANEEL sobre as condições gerais de fornecimento de energia. O conceito básico é: e—————— Fonte1=Rede Consumidores A | o Fonte2=gerador Abaixo, um diagrama típico de instalação do grupo gerador: DISTRIBUIÇÃO PRIMÁRIA DISTRIBUIÇÃO SECUNDÁRIA Chave reversora manual de três posições: O = (Centro) desligada I=Fonte 1 Il = Fonte 2 Na maioria das aplicações, o grupo gerador é utilizado como fonte de emergência para atender apenas cargas essenciais, casos em que há um circuito de emergência em separado dos consumidores não essenciais: Rede da Concession ária Medição e Grupo Proteções Gerador Chave reversora ou de transferência Consumidores não essenciais v Consumidores essenciais (Circuito de Emergência) Eng José Claudio Pereira www.joseclaudio.eng.br Pág. 2 Gerador RST RST ooo dit pr ojor KB Liga | Desiga comandos LL LL Lo SAO a 5 > 3 oo (desconexão, S O ua esconeção ( ) O pa r f Falha Ligado DU Ligado L1 L2 13 Brlsojes] Falha -. Comandos 3 OC —) (desconerão, parada, etc.) Eventualmente, a função 81 poderá não ser utilizada para a rede, baseando-se no pressuposto de que não ocorrem variações de frequência da rede. Entretanto, dependendo do local da instalação, estas variações podem ocorrer. Em muitas aplicaçõe Ss, são utilizados disjuntores com comandos motorizados em substituição aos contatores. Alguns fornecedores disponibilizam conjuntos montados, com opção de adição de componentes definidos pelo cliente. Acessórios EXECUÇÃO FIXA: EXECUÇÃO EXTRAÍVEL: INCLUSOS NO MODELO BÁSICO Alavanca de Carregamento manual das molas. Botão mecânico de fechamento. Botão mecânico de desligamento. Indicador mecânico de molas carregadas. Relé de fechamento. Relé de abertura. Motor elétrico com redutor para carregar as molas de fechamento. Micro-switch para telessinalizar o carregamento das molas de abertura. Contatos auxiliares. Bloqueio da chave até que o defeito seja sanado, só podendo voltar a operar assim que seja dado o RESET manual. Dispositivo eletrônico de retardo (200 ms). Relé antibombeamento. OPCIONAIS OFERECIDOS A PEDIDO Relé de subtensão. Bloqueio mecânico tipo Yale e cadeado. Bloqueio da chave até que o defeito seja sanado, só podendo voltar a operar assim que seja dado RESET elétrico. Contador mecânico de manobra. Proteção à terra — 51N — Ground Sensor. INCLUSOS: Prolongador dos trilhos para a extração dos disjuntores. Alavanca suplementar para extração do disjuntor. OPCIONAL (A PEDIDO): Indicador elétrico de posição do disjuntor (inserido, teste e extraído). Eng José Claudio Pereira www .joseclaudio.eng.br Pág. FUNÇÕES DO SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA AUTOMÁTICA Detectar Parar o grupo TO ,. Falha gerador 3 7 ar partida Transferênci no grupo para a rede O gerador 4 Retorno da Rede — Checar tensão e Checar tensão e freqiiência freqiiência 5 Transferência da carga para o gerador Nos controles digitais, estas funções inclusas e apenas os pontos de ligação dos contatos de comando são acessíveis. Considerando a possibilidade de manutenção ou reparos no sistema de transferência, é conveniente a instalação também de uma chave de bypass. Esta chave, permite que as cargas sejam alimentadas diretamente pela rede ou pelo grupo gerador, sem utilizar a chave de transferência, permitindo que esta possa ser desativada temporariamente ou removida para reparos. A utilização deste componente requer detalhamento do projeto junto ao usuário para definir a sequência de operação desejada, a fim de eliminar os riscos de paralelismo acidental das fontes. É possível estabelecer o bypass só para a rede, para o grupo gerador ou para ambos alternativamente, dependendo da configuração desejada. No caso das chaves dedicadas, o bypass pode ser com ou sem interrupção da alimentação das cargas de emergência. Alguns fornecedores disponibilizam este item como opcional. CHAVES DEDICADAS Entende-se como chaves de transferência dedicadas àquelas construídas especificamente para comutação entre duas fontes de energia, diferentemente da concepção anterior com base em contatores ou disjuntores. Basicamente, é um mecanismo que combina as ações de massa e campo magnético para impulsionar os contatos no sentido de uma das fontes ao mesmo tempo em que desconecta a outra, sem possibilidade de paralelismo acidental. As concepções utilizadas variam de um para outro fabricante. A Cummins Power Generation, uma das mais conceituadas marcas, utiliza um atuador linear bi-direcional para a mudança de contatos entre as fontes, além de prever o intertravamento elétrico dos comandos e oferecer diversos recursos de supervisão e controle microprocessados. Eng José Claudio Pereira www .joseclaudio.eng.br Pág. 6 A Hubbell oferece um tipo de chave dedicada similar, porém com o mecanismo de acionamento diferente. R : 1. — Contatos da entrada de rede m 2. — Contatos da entrada de grupo gerador; 3. — Terminais de ligação da entrada de gerador; — Terminais de saída para a carga; 4 5. — Conexões de campo; 6. — Controle de transferência; 7 — Contatos auxiliares de grupo gerador; 8. — Relé de controle de transferência; 9. — Conjunto de acionamento; 10. — Contatos auxiliares de rede; 11. — Dispositivo de teste (opcional); 12. — Conexões de campo; 13. — Terminais de entrada da rede Eng José Claudio Pereira www .joseclaudio.eng.br Pág. 7 interrupção de 2 a 4 ms. Esta interrupção é imperceptível e não detectada pelos equipamentos consumidores. O SCR é um diodo que opera como um circuito aberto quando nenhuma corrente é aplicada ao GATE. Um sinal aplicado ao GATE, fecha o circuito e faz com que ele se mantenha fechado, conduzindo do ANODO para o CATODO, enquanto permanecer o sinal. Uma vez removido o sinal, ele irá parar de conduzir quando a corrente circulante atingir o valor zero. Usando esta propriedade, é possível construir um sistema com controle eletrônico gerando o sinal para o gate e montar uma chave comutadora de fontes onde é possível determinar o momento em que uma ou outra fonte será ativada ou desativada. GATE FONTE 1 ANODO CATODO CARGA FONTE 2 HE Sistemas microprocessados adicionados aos controles adotados, implementam a utilização desta solução. Entretanto, neste tipo de transferência a carga é aplicada subitamente, na sua totalidade, ao grupo gerador. TRANSFERÊNCIA COM RAMPA DE CARGA É feita na condição de transição fechada, em paralelo com a rede, durante um tempo programado. O sistema de transferência necessita monitorar, por meio de transformadores de corrente, a energia circulante e atuar sobre o sistema de combustível do motor. Sua utilização requer proteções definidas pela concessionária local. DISTRIBUIÇÃO PRIMÁRIA DISTRIBUIÇÃO SECUNDÁRIA : R . s NEUTRO TRANSFORMADOR o NÃO ESSENCIAIS Do NEUTRO ATERRAMENTO EMERGÊNCIA NEUTRO 526 COMANDO | n Tes Util | |. = === EXCITAÇÃO : A comBusTÍvEL NS Lo (GOVERNADOR) SISTEMA DE CONTROLE | GRUPO GERADOR ATERRAMENTO Eng José Claudio Pereira www .joseclaudio.eng.br Pág. 10 A transferência com rampa de carga é feita sincronizando o grupo gerador com a rede e, em seguida, comandando o fechamento das chaves de paralelismo (52). O paralelismo, feito por um sincronizador automático, controla tensão e frequência do grupo gerador e verifica a sequência de fases. No caso de falha da rede e entrada do grupo gerador na condição de emergência, teríamos a sequência: Potência no grupo gerador Sincronismo com a Rede y Parada Partida tos t Falha da Carga Ci Resfriamento Rede da Rede da carga do motor Tempo No caso da partida do grupo gerador com a rede presente (horário de ponta): Potência no grupo gerador Abre Fecha 52U 52U Fecha 52G Partida y i Í t+ tros Sincronismo Transferência Sincronismo Transferência Resfriamento com a Rede da Carga com a Rede da carga do motor Abre 52G Parada Tempo O sistema deve supervisionar o fluxo de corrente e manter a dosagem do combustível para que, no momento do fechamento de 52G o grupo gerador não entre em carga nem seja motorizado pela rede. Uma vez fechado 52G, tem início o processo de transferência de carga numa taxa programada com incremento em kW por segundo e o limite não pode exceder a potência do grupo gerador. Eng José Claudio Pereira www .joseclaudio.eng.br Pág. 11 Em geral, o mesmo sistema pode ser utilizado para suprimento de energia em regime de peak shaving. Isto é, o grupo gerador permanece em paralelo com a rede suprindo a energia que exceder à demanda prefixada para a rede. As configurações de operação são oferecidas em diversas modalidades e praticamente todos os fornecedores atualmente dispõem de sistemas digitais que podem ser configurados para atender às necessidades do cliente. O grupo gerador poderá também ser utilizado em paralelo com a rede para geração de potência reativa (KVAr). Neste caso, o sistema de controle deverá ser programado para operar sob fator de potência constante e fazer variar a excitação do alternador, gerando mais ou menos potência reativa. Para a geração de potência ativa o sistema atua sobre o governador de rotações, fornecendo mais ou menos combustível, mantendo a rotação constante e variando a quantidade de kW fornecidos às cargas. Eng José Claudio Pereira www .joseclaudio.eng.br Pág. 12