Comando do banco de capacitores através dos contatores

Comando do banco de capacitores através dos contatores LC1-D e LC1-F

Telemecanique

Catálogo Maio

1Te

Sumário O comando do banco de capacitores através dos contatores normais LC1-D e LC1-F

Emprego dos contatores normais LC1-D e LC1-F

Generalidades 3

Banco de capacitores trifásico de um estágio4 Banco de capacitores trifásico de vários estágios de potências iguais5 Banco de capacitores trifásico de vários estágios de potências diferentes7

Potência 8

Capacitores trifásicos 8 Indutâncias 8

Comando de capacitores trifásicos

3Te

Emprego dos contatores normais para o comando de capacitores com indutâncias de choques elétricos

Métodos de escolha

A gama dos contatores normais LC1-D e LC1-F pode ser utilizada para o comando de capacitores, notadamente para as potências superiores a 25 kVAR. Contudo, a escolha de um contator, para determinada aplicação, necessita da verificação de certos parâmetros e eventual obrigação de se colocar indutâncias de choques em série em cada fase.

Banco de capacitores de um estágio (ver página 4) •primeiramente escolher o calibre do contator a partir da tabela abaixo, a qual considera o aquecimento atingido em regime. •limitar eventualmente a corrente de crista, quando da energização, pelo emprego das indutâncias de choque.

Banco de capacitores de vários estágios (ver páginas 5 a 7) •primeiramente escolher o calibre do contator a partir da tabela abaixo, a qual considera o aquecimento atingido em regime. •para limitar a corrente de crista, quando das energizações sucessivas, definir o valor mínimo das 3 indutâncias a inserir em cada estágio e, eventualmente, aquele das 3 indutâncias na entrada do banco.

O dimensionamento das indutâncias será previsto em função da temperatura de funcionamento escolhida.

Potências máximas de emprego dos contatores normais

Cadência máxima: 120 ciclos de manobras/hora. Vida elétrica com carga máxima: 100.0 ciclos de manobras. Associação com eventuais indutâncias de choque.

tabela 1

(1) Limite superior da categoria de temperatura segundo IEC 70.

4 Te

Emprego dos contatores normais para o comando de capacitores

Banco de capacitores trifásico de 1 estágio

Escolha do contator e indutâncias eventuais

Calibre do contator Com ajuda da tabela 1, página 3, efetuar uma primeira escolha do calibre do contator.

Indutâncias Ln Para verificar a necessidade de prever 3 indutâncias Ln, é necessário determinar previamente 2 grandezas Lp e L:

Indutância total Lp de cada fase, necessária para limitar o pico na energização: No ábaco abaixo (figura 1), no eixo horizontal referente às potências dos bancos em kVAR, identificar o ponto do banco em questão. Levantar uma perpendicular neste ponto, até a mesma cruzar com a característica do contator escolhido, definindo-se então o valor mínimo de Lp.

Indutância equivalente L, por fase, do transformador e circuito: No ábaco abaixo (figura 1), identificar a potência do transformador de alimentação no eixo horizontal em kVAR. Uma perpendicular neste ponto quando cruzar com a curva "indutância equivalente" permite avaliar o valor de L.

L ‡ Lp: o calibre do contator escolhido está correto e a adjunção de indutâncias de choque é inútil.

L £ Lp: escolher o contator de calibre superior e verificar a conveniência, ou prever uma indutância de choque em série em cada fase, de valor: Ln = Lp - L

Exemplo: Banco de capacitores trifásico 5 kVAR. Tensão de alimentação: 220 V 60 Hz. Temperatura: 30°C. Transformador: 400 kVA 220V 60 Hz. Escolha do calibre: LC1-D12

Para o contator LC1-D12 se obtém: Lp = 34 mH. O contator de calibre superior LC1-D18 daria LP = 15 mH.

Transformador 400 kVA 220 V 60 Hz. L = 20 mH.

O contator LC1-D18 é conveniente. (20 mH ‡ 15 mH)

O contator LC1-D12 necessita da adjunção de 3 indutâncias Ln de valor: Ln = 34 - 20 = 14 mH.

Ln L m H kVA

Lp L Lp kVAR

LC1-D17 LC1-D12 m H

Potência do transformador de distribuição (kVA)

Potência do banco (kVA)

LC1-D12 LC1-D18 LC1-D25 LC1-D32 LC1-D40-50

LC1-D65-80 LC1-D115/D150

LC1-F185

LC1-F265

LC1-F400

LC1-F500 LC1-F630

400/440V

220/240Vm H 100 figura 1 m H

5Te

Emprego dos contatores normais para o comando de capacitores

Banco de capacitores trifásico de vários estágios de potências iguais

Escolha dos contatores e indutâncias

Para cada estágio do banco trifásico de capacitores é necessário prever um contator e 3 indutâncias Ln. Pode ser igualmente necessário prever 3 indutâncias Lo de entrada do banco.

Calibre dos contatores Função da potência de cada estágio a comutar, o calibre dos contatores é obtido pela leitura direta da tabela da página 3 (tabela 1).

Indutâncias Ln a inserir em cada estágio No ábaco da página 6 (figura 2), identificar a potência nominal de um estágio no eixo correspondente ao número total de estágios do banco. Levantando-se uma perpendicular deste ponto até cruzar com a característica do contator escolhido, define-se o valor mínimo da indutância a inserir em cada fase para cada estágio.

Nota: Para obter um valor menor de indutância, empregar um contator de calibre superior.

Indutâncias Lo Para verificar a necessidade de prever 3 indutâncias de entrada Lo, é necessário determinar previamente 2 grandezas Lp e L:

Indutância total Lp de cada fase necessária para limitar o pico na energização

Identificar a potência nominal de um estágio no eixo correspondente a "1 estágio" no ábaco da página 6 (figura 2). A partir desse ponto, com uma perpendicular, quando cruzar com a característica do contator escolhido, define-se o valor mínimo de Lp.

Indutância equivalente L, por fase, do transformador e circuito

Identificar a potência do transformador no eixo horizontal em kVA do ábaco da página 4 (figura 1). Uma perpendicular neste ponto quando cruzar com a curva "indutância equivalente" fornece o valor de L.

A indutância Lo, por fase, calcula-se portanto pela diferença: Lo = Lp - L - Ln Se o cálculo der para Lo, um valor nulo ou negativo, não é necessário prever indutâncias de entrada.

Exemplo: Banco de capacitores trifásico de 60 kVAR. 6 estágios de 10 kVAR. Tensão de alimentação: 400 V 60 Hz. Temperatura: 45°C. Transformador: 200 kVA 400 V.

A tabela da página 2 fornece para 10 kVAR 400 V, o calibre de contator LC1-D12. É necessário portanto prever 6 contatores LC1-D12.

A potência 10 kVAR identificada no eixo de 6 estágios, levantada a perpendicular até cruzar com a característica do contator LC1-D12, tem-se como valor mínimo de cada indutância Ln : Ln = 47 mH. É necessário portanto prever 6 vezes 3 indutâncias de 47 mH.

A potência de 10 kVAR identificada no eixo referente a "1 estágio", levantada a perpendicular até cruzar com a característica do contator LC1-D12, tem-se o valor por fase: LP = 70 mH

Transformador 200 kVA 400 V. L = 100 mH

Lo = 70 - 100 - 47 = -7 mH Sem indutância de entrada.

Ln Ln

L Lo

6 Te

Emprego dos contatores normais para o comando de capacitores

Banco de capacitores trifásico de vários estágios de potências iguais

Ábaco figura 2

Número de estágios

LC1-D115/D150 LC1-D6.80

LC1-F185 LC1-F265

LC1-F400

LC1-F500 LC1-F630

LC1-D40.50LC1-D32LC1-D18 LC1-D12 LC1-D25 m H m H

7Te

Emprego dos contatores normais para o comando de capacitores

Banco de capacitores trifásico de vários estágios de potências diferentes

Escolha dos contatores e indutâncias O método é derivado daquele utilizado para os bancos de estágios de potências iguais.

Calibre dos contatores Para cada estágio, determinar o calibre do contator pela leitura direta da tabela da página 3 (tabela 1).

Número equivalente de estágios Um número fictício de equivalência em estágios com valores iguais é definido, dividindo-se a potência total do banco pela potência do estágio menor.

Indutância equivalente Ln, por fase Sobre o ábaco da página 6 (figura 2), identificar a potência do estágio menor no eixo horizontal correspondente ao número equivalente de estágios. A partir desse ponto, levantando-se uma perpendicular até cruzar com a característica do contator utilizado para o estágio menor, define-se o valor da indutância equivalente por fase Ln.

Indutâncias L, L, L, etc

a inserir em cada estágio.

O valor de cada uma das 3 indutâncias a inserir em cada estágio é obtido pela aplicação da fórmula seguinte:

L, L, L...(mH) =	Indutância equivalente Ln (mH)
	Potência do estágio (kVAR)
	Potência do menor estágio (kVAR)

Indutâncias Lo Para verificar a necessidade de prever 3 indutâncias de entrada Lo, é necessário determinar previamente 2 grandezas Lp e L:

Indutância total Lp de cada fase, necessária para limitar o pico na energização Identificar a potência do menor estágio no eixo correspondente a "1 estágio" do ábaco da página 6 (figura 2). A partir desse ponto, levantando-se uma perpendicular até cruzar com a característica do contator escolhido para o menor estágio, define-se o valor mínimo de Lp.

Indutância equivalente L, por fase, do transformador e circuito Identificar a potência do transformador no eixo horizontal em kVA do ábaco da página 4 (figura 1). Uma perpendicular neste ponto quando cruzar com a curva "indutância equivalente" fornece o valor de L.

A indutância Lo, por fase, calcula-se portanto pela diferença: Lo = Lp - L - Ln

Se o cálculo der para Lo um valor nulo ou negativo, não é necessário prever indutância de entrada.

Exemplo: Banco de capacitores trifásico de 60 kVAR Primeiro estágio: 30 kVAR Segundo estágio: 20 kVAR Terceiro estágio: 10 kVAR Tensão: 400 V 60 Hz Temperatura: 35°C. Transformador: 200 kVA 400 V.

Primeiro estágio de 30 kVAR	Ô contator LC1-D40
Segundo estágio de 20 kVAR	Ô contator LC1-D25
Terceiro estágio de 10 kVAR	Ô contator LC!-D12

Número equivalente de estágios:

10 kVAR

30 + 20 + 10 kVAR = 6

O valor 10 kVAR plotado no eixo "6 estágios" e conduzido até a característica do contator equivalente por fase: Ln = 47 mH

Primeiro estágio de 30 kVAR	Ô L = 47 = 15,7 mH
	30/10
Segundo estágio de 20 kVAR	Ô L = 47 = 23,5 mH
	20/10
Terceiro estágio de 10 kVAR	Ô L = 47 = 47 mH
	10/10

A potência 10 kVAR plotada no eixo correspondente a "1 estágio" e conduzido até a característica do contator LC1-D12, fornece o valor Lp = 70 mH.

Transformador 200 kVA 400 V L = 100 mH

Lo = 70 - 100 - 47 = -7 mH. Sem indutância de entrada.

L Lo

L1(Ln) L2 (Ln)

8 Te

Corrente de linhaI = C w UÖ3I = CE w V

Potência do bancoQ = UI Ö3Q = 3 VI

Q = 3 C w U2Q = 3 C w V2

Capacidade elementarC (mH) = Q(kVAR) x 10C(mH)= Q (kVAR) x 103U . 2pf

U . 2pf

•banco trifásico	ou DÎ= Ö2 U C (mH)Î= Ö2 U C (mH)
um só estágio	Ö3 L (mH) Ö3 L (mH)

Corrente de crista com C = 3Ccom C = 3C

•banco trifásico

ou DÎ= Ö2C. C... C. C 1

Comando de capacitores trifásicos Formulário

Potência

Circuitos trifásicos

Potência aparenteS= Ö3 UI Potência ativaP= Ö3 UI cos j Potência reativaQ= Ö3 UI sen jU = Tensão entre fases

Capacitores trifásicos Ligações Triângulo Estrela c ar

Estrela C

vários estágios

Ö3C + C + .. + C+C L+L+ ... + L+ L

(Comando do estágio p, já estando ligados os estágios p-1, p-2,...)

Indutâncias

L = 10 x 4paN	F' . F"
	b + c +rL = indutância em Henry

Indutância de um indutor no ar

Dimensões (a,b,c,r): em metros N = número de espiras

	10b + 10c +1,4r
F" = 0,5 log (100 +	14r )

F' = 10b + 12c + 2r 2b + 3c

Triângulo