operação, manutenção e ensaios em subestações · 2017-05-11 · transformadores –o ativo...
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Operação, Manutenção e Ensaios em
Subestações
FOTO DO PALESTRANTE
Eng. Marcelo Paulino
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Vista da Subestação
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Projeto de uma Subestação Convencional
Painel de Proteção
Painel de Controle
Painel de Medição
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Equipamentos na Subestação
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• Especificação?
• Operação?
• Manutenção e Ensaios?
Quais os critérios para:
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Componentes de um Sistema de PAC
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Transformadores – O ativo mais $$$
• Chama-se “transformador” a um equipamento elétrico, sem partes necessariamente em movimento, que transfere energia elétrica de um ou mais circuitos (primário) para outro ou outros circuitos (secundário, terciário) através da indução eletromagnética.
• Nesta transferência, poderá ocorrer uma alteração dos valores das tensões e das correntes em cada circuito, porém as suas frequências são sempre as mesmas.
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Transformadores - Critérios de Classificação
• Finalidade• De corrente
• De potencial
• De distribuição
• De potência
• Função no sistema• Elevador
• De interligação
• Abaixador
• Separação elétrica entre os enrolamentos• De dois ou mais enrolamentos
• Autotransformador
• Material do núcleo • Ferromagnético
• Núcleo a ar
• Quantidade de fases• Monofásico
• Polifásico
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Transformador de Potência
A característica nominal é constituída, basicamente, das seguintes grandezas:
• potências nominais dos enrolamentos;
• tensões nominais dos enrolamento
• correntes nominais dos enrolamentos;
• frequência nominal;
• níveis de isolamento dos enrolamentos.
• Transformador de Potência: utilizados para gerar, transmitir e distribuir energia, potência de 5 até 300 MVA e operam com tensões de até 765 kV.
• Transformadores de Distribuição: utilizados para rebaixar a tensão para o consumidor final. Potência de 30 a 300 kVA, alta tensão de 15 ou 24,2 kV e baixa tensão de 380/220 ou 220/127 V.
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Transformadores de Distribuição e de Força
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Normas
• ABNT. Transformadores de Potência: Partes 1 a 5, ABNT NBR 5356-1:2007, Associação Brasileira de Normas Técnicas. Rio de Janeiro, RJ. 2007.
• ABNT. Transformadores para redes aéreas de distribuição — Requisitos, ABNT NBR 5440:2014, Associação Brasileira de Normas Técnicas. Rio de Janeiro, RJ. 2014.
• ABNT. Guia de Aplicação de Transformadores de Potência, ABNT NBR 7276:1998, Associação Brasileira de Normas Técnicas. Rio de Janeiro, RJ. 1998.
• ABNT. Transformadores de Potência de tensões Máximas de até 145 kV –Características Elétricas e Mecânicas, ABNT NBR 9368:2011, Associação Brasileira de Normas Técnicas. Rio de Janeiro, RJ. 2011.
• IEC. Power Transformers. IEC60076. IEC International ElectrotechnicalCommission. Geneva, CH. 2000-2011.
• IEEE. IEEE Standard Requirements for Liquid-Immersed Power Transformers. IEEE Std. C57.12.10-2010. IEEE Institute of Electrical and ElectronicsEngineers. New York, USA. 2011.
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Transformadores de Corrente
• Os TCs reduzem os níveis de correntes das instalações a valores mais baixos, compatíveis com a segurança de operadores e equipamentos secundário (medidores, relés de proteção, etc.)
Conexão Primária
Conexão Secundária
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Transformadores de Corrente – Conforme construção
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Vários Enrolamentos Secundários em Núcleos Distintos
• Em geral, os TC’s possuem dois tipos de enrolamentos secundários, um para medição e outro para proteção. Por este fato, nota-se que, neste caso, deve haver dois núcleos diferentes e independentes entre si devido às diferenças de saturação
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Transformador de Corrente – Características nominais
• Os valores nominais que caracterizam um TC, de acordo com a NBR 6856/2015, são:
a) Corrente nominal primária (I1n);b) Relação nominal do TC (RTC);c) Tensão máxima e nível de isolamento;d) Frequência;e) Carga nominal;f) Exatidão;g) Número de núcleos para medição e proteção;h) Fator térmico nominal – Ftn; i) Corrente suportável nominal de curta-duração (curto-circuito térmica – Iccth) para um segundo;j) Valor de crista da corrente suportável (corrente de curto-circuito dinâmica – Iccdyn);k) Classe de isolamento;l) Nível básico de isolamento – NBI (BIL);m) Tipo de aterramento do sistema;n) Uso: interior (indoor) ou exterior (outdoor)
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Transformador de Corrente – classe de exatidão - Med
Classe de Precisão Aplicação
Menor que 0,3
(não padronizado)
TC padrão; medições em
laboratório; medições especiais.
0,3
Medidas de energia com fins de
cobrança ao consumidor; medidas
em laboratório.
0,6 e 1,2
Alimentação usual de:
amperímetros, wattímetros,
medidores estatísticos,
fasímetros, etc.
3
Aplicações diversas. Não deve
ser usado em medição de energia
ou potência.
Classes Especiais:03S e 06SFCR e ângulo de fase para 20% In
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Transformador de Corrente – classe de exatidão - Prot
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Transformador de Corrente – para Especificação
TC de MediçãoVerificar a aplicação do TC, para se determinar a classe de exatidão.
Depois determina-se as cargas em termos de suas potências consumidas (tabelas 8 a 11 NBR 6856:2015)
Método antigo
0,6C25Método NBR 6856:2015
25 VA 0,6Método ANSI
0,6B1
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Transformador de Corrente – para Especificação
TC de Proteção
Método NBR 6856:2015
25 VA 5P 15Carga secundária 25 VA
Classe de exatidão = 5%
Fator Limite de Exatidão de 15 vezes a Corrente Nominal
Método NBR 6856:2009
5A200Classe de exatidão = 5%
Alta impedância
200 V de tensão secundário nominal
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Normas
• ABNT. Transformadores para Instrumentos - terminologia, ABNT NBR 6546:1991, Associação Brasileira de Normas Técnicas. Rio de Janeiro, RJ. 1991.
• ABNT. Transformadores de Corrente – Métodos de Ensaio, ABNT NBR 6821:1992, Associação Brasileira de Normas Técnicas. Rio de Janeiro, RJ. 1992.
• ABNT. Transformadores de Corrente – Especificação e Ensaios, ABNT NBR 6856:2015, Associação Brasileira de Normas Técnicas. Rio de Janeiro, RJ. 2015.
• IEC. Instrument Transformers – Part 1: Current Transformers. IEC60044-1. IEC International Electrotechnical Commission. Geneva, CH. 2003.
• IEC. Instrument Transformers – Part 1: Requirments for Protective CurrentTransformers. IEC60044-6. IEC International Electrotechnical Commission. Geneva, CH. 1992.
• IEC. Instrument transformers - Part 1: General requirements. IEC61869-1:2007 IEC International Electrotechnical Commission. Geneva, CH. 2007..
• IEEE. IEEE Standard Requirements for InstrumentTransformers. IEEE Std. C57.13-1993 (R2003). IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers. New York, USA. 2003.
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Transformadores de Potencial
• Os TPs reduzem os níveis de tensões das instalações a valores mais baixos, compatíveis com a segurança de operadores e equipamentos secundário (medidores, relés de proteção, etc.)
𝑉1𝑉2=𝑁1𝑁2
Conexão Primária
Conexão Secundária
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Tipos de Transformadores de Potencial
Transformador de PotencialIndutivo
Transformador de Potencial Capacitivo
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Transformador de Potencial
• Os valores nominais que caracterizam um TP, de acordo com a NBR 6855/2009, são:
a) Tensão primária nominal e relação nominal;
b) Nível de isolamento;
c) Frequência nominal;
d) Carga nominal;
e) Classe de exatidão;
f) Potência térmica nominal.
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Classe de Exatidão de TPs
• Classe de exatidão é o valor máximo de erro, expresso em porcentagem, que poderá ser causado pelo TP aos instrumentos a ele conectados.
• De acordo com as normas NBR 6855/2009 da ABNTe C57.13 da ANSI os TPssão enquadrados em umaou mais das três seguintes
classes de exatidão: 0,3, 0,6 e 1,2
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Classe de Exatidão de TPs
Especificação do TP
0,3 P 75
Classe de exatidão
Carga 75 VA
Potencial
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Representação de TPs
• Representação ABNT0,6P25 -> 0,6 – exatidão e 25 – potência máxima VA
• Representação ANSI:0,3WXY -> TP com cargas padronizadas W, X e Y acopladas ao secundário, tem classe 0,3;0,6Z -> Com carga padronizada Z acoplada ao secundário, tem classe de exatidão 0,6.
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Normas
• ABNT. Transformadores para Instrumentos - terminologia, ABNT NBR 6546:1991, Associação Brasileira de Normas Técnicas. Rio de Janeiro, RJ. 1991.
• ABNT. Transformadores de Potencial Indutivos, ABNT NBR 6855:2009, Associação Brasileira de Normas Técnicas. Rio de Janeiro, RJ. 2009.
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Unifilar de Proteção
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Funções de Proteção
• 27 – Subtensão
• 32 – Direcional de Potência
• 47 – Desbalanço de tensão
• 50/50N – Sobrecorrente Instantânea
• 51/51N – Sobrecorrente Temporizada
• 52 – Disjuntor
• 59 – sobretensão
• 67/67N – Direcional de Sobrecorrente
• 81 – Relé de Frequência
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Lógicas de Proteção
Top = 50 ms
Top = 200 ms
Comando de Transferência de TRIP
Relé 1
Relé 2
Relé3
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Sobre a comunicação: o que queremos?
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E como checar a fiação??
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O processo de validação dos equipamentos
Testar ou não Testar?
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O processo de validação dos equipamentos
Quais testes executar?
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O Fator de Decisão!
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Transformador de Potencial – Ensaio de Rotina (NBR6855)
• Tensão induzida
• Tensão suportável à frequência industrial
• Medição de descargas Parciais
• Verificação de marcação dos terminais e polaridade
• Exatidão
• Medição de capacitância e perdas dielétricas
• Estanqueidade, a frio.
Devem ser realizados de acordo com a NBR 6820 => NBR 6855
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Transformador de Corrente – Ensaio de Rotina (NBR6856)
• Verificação de marcação dos terminais e polaridade
• Ensaio de tensão suportável• Medição de descargas Parciais• Medição de capacitância e perdas
dielétricas• Sobretensão entre espiras• Estanqueidade• Exatidão• Fator de segurança do
instrumento
• Erro composto para classes P e PR
• Fato de remanência para classe PR
• Determinação da constante de tempo secundária para classe PR
• Resistencia de enrolamento
• Curva de excitação (proteção)
• Ensaios no óleo mineral isolante
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Cuidado com as suas escolhas!
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Quais procedimentos adotar?
• Todos os procedimentos devem apontar para a definição da condição do equipamento ou sistema que deve passar pela manutenção.
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Como devemos testar?
• Teste natural do dispositivo
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Como devemos testar?
• Teste Natural aplicado a bueiros em Copacabana
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Como devemos testar?
Teste...?????
Comissionamento?
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• Pessoal Qualificado, Habilitado e Autorizado!
Solução:
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• Melhores práticas e Ferramentas adequadas.
Solução:
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Façam suas contas!