disjuntores teoria e concepÇÃo

Power Transmission and DistributionPTD HP - Power Transmission and DistributionS

PÁGINA: 1 TEORIA E CONCEPÇÃO DE DISJUNTORES



DISJUNTORES: TEORIA E CONCEPÇÃO



PROGRAMAPROGRAMA

DISJUNTORES – TEORIA E CONCEPÇÃO

1- Conceitos básicos;2- Definições;3- Principais normas aplicáveis;4- Disjuntores - Siemens;5- Pólos / Unidade de Interrupção;6- Painel de comando / Acionamento;7- Considerações gerais;



DISJUNTORESDISJUNTORES

72,5 a 800kV72,5 a 800kV

1- Conceitos 1- Conceitos Básicos.Básicos.




TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO

CONSUMO

GERAÇÃO

1- CONCEITOS BÁSICOS

PROJETO DE TRANSMISSÃO




EQUIPAMENTOS DE MANOBRA

O QUE SÃO EQUIPAMENTOS DE MANOBRA ?O QUE SÃO EQUIPAMENTOS DE MANOBRA ?





72,5 a 800kV72,5 a 800kV

2- Definições2- Definições

SECIONADORES – TEORIA E CONCEPÇÃO



São dispositivos mecânicos, que na posição aberta asseguram uma distância de isolamento e na posição fechada mantém a continuidade do circuito elétrico

Equipamentos de manobra:

POSIÇÃO FECHADA

2. Definições

DISTÂNCIA DE ISOLAMENTO

POSIÇÃO ABERTA



Disjuntor é um dispositivo mecânico de manobra, capaz de estabelecer, conduzir e interrromper correntes nas condições normais do circuito, assim como estabelecer, conduzir durante um tempo especificado e interromper correntes sob condições anormais especificadas do circuito, tais como as de curto-circuito

Disjuntores Secionadores

2. Definições

Equipamentos de manobra:



2. Definições

O Disjuntores de alta tensão, frequentemente denominados disjuntores de potência, são os principais elementos de segurança, bem como os mais eficientes e complexos aparelhos de manobra em uso nas redes elétricas.

Possuem uma capacidade de fechamento e de ruptura que deve atender a todos os requisitos preestabelecidos de manobra sob as condições normais e anormais de operação.



2. Definições

No estado desligado (aberto) a distância de isolamento entre contatos deve suportar a tensão de operação, bem como sobretensões internas, devido a surto de manobras ou descargas atmosféricas

No estado ligado (fechado) o disjuntor deve suportar a corrente nominal de linha sem que venha a se aquecer além de limites permissíveis



2. Definições

PORTANTO, uma confiabilidade total é exigida do disjuntor de potência e esta confiabilidade deve ser conseqüência de:

Projeto racional

Controle de qualidade

Controle dos processos de fabricação

Ensaios – subconjuntos e finais

Escolha da matéria prima

Revisão de entrada




72,5 a 800kV72,5 a 800kV

3- Normas 3- Normas aplicáveisaplicáveis




• ABNT-NBR-7118 - Disjuntores de Alta Tensão - Especificação• ABNT-NBR-5389 - Técnicas de Ensaios Elétricos de Alta Tensão -

Método de Ensaio• ABNT-NBR-6936 - Técnicas de Ensaios Elétricos de Alta Tensão -

Procedimento• ABNT-NBR-5034 - Buchas para Equipamento Elétrico de Tensão

Superior a 1 kV - Especificação• ABNT-NBR-5051 - Buchas para Equipamento Elétrico de Tensão

Superior a 1 kV - Método de Ensaio• ABNT-NBR-6939 - Coordenação de Isolamento - Procedimento• ABNT-NBR-7038 - Guia para Ensaios de Disjuntor em Condições de

Discordância de Fases - Procedimento.

3. Principais Normas Aplicáveis As Normas Técnicas tem por finalidade definir parâmetros e métodos As Normas Técnicas tem por finalidade definir parâmetros e métodos

padronizados para verificar e garantir as características funcionais e de aplicações padronizados para verificar e garantir as características funcionais e de aplicações dos Equipamentos.dos Equipamentos.



3. Principais Normas Aplicáveis

Tipos principais de disjuntores

Disjuntor a sopro magnético Disjuntor a óleo

Grande volume de óleoPequeno volume de óleo

Disjuntores a vácuo Disjuntores a ar comprimido Disjuntores a SF6




72,5 a 800kV72,5 a 800kV

4- Disjuntores 4- Disjuntores SiemensSiemens




4. Disjuntores - Siemens Desenvolvimento dos disjuntores de AT a SF6 na SiemensDesenvolvimento dos disjuntores de AT a SF6 na Siemens

1952 1952 A Siemens começa a pesquisar os princípios de extinção do arco voltaico em A Siemens começa a pesquisar os princípios de extinção do arco voltaico em gás SF6 no departamento de Física do Plasma de seu Laboratório de Pesquisa gás SF6 no departamento de Física do Plasma de seu Laboratório de Pesquisa

1956 1956 A Siemens constrói um protótipo do disjuntor a SF6A Siemens constrói um protótipo do disjuntor a SF6

1957/58 1957/58 Construção de um disjuntor de média tensão (36 kV) a SF6 com princípio de Construção de um disjuntor de média tensão (36 kV) a SF6 com princípio de dupla pressão dupla pressão

1962 1962 Início do desenvolvimento do disjuntor de alta tensão a SF6 para 123 kVInício do desenvolvimento do disjuntor de alta tensão a SF6 para 123 kV

1964/65 1964/65 Primeiro disjuntor a SF6 para 242 kV, 2 câmaras de interrupção por pólo, Primeiro disjuntor a SF6 para 242 kV, 2 câmaras de interrupção por pólo, sistema de dupla pressão e acionamento a ar comprimido sistema de dupla pressão e acionamento a ar comprimido




(continuação)(continuação)

1965 1965 Início do fornecimento dos disjuntores a SF6 para kV e 40 kAInício do fornecimento dos disjuntores a SF6 para kV e 40 kA

1966 1966 5 dias de experiências de interrupção com as maiores potências de curto-- 5 dias de experiências de interrupção com as maiores potências de curto-- circuito possíveis na época na rede da maior concessionária Alemã, a RWE. circuito possíveis na época na rede da maior concessionária Alemã, a RWE. O disjuntor a SF6 de 245 kV, interrompeu correntes de até 40 kA de forma O disjuntor a SF6 de 245 kV, interrompeu correntes de até 40 kA de forma

totalmente satisfatória. totalmente satisfatória.

1968/69 1968/69 Disjuntor a SF6 para 245 kV com 2 câmaras de extinção por pólo. Disjuntor a SF6 para 245 kV com 2 câmaras de extinção por pólo. Substituição do acionamento pneumático pelo já aprovado acionamento Substituição do acionamento pneumático pelo já aprovado acionamento

eletro-hidráulico. Disjuntor SF6 para 420 kV, com 4 em vez de 6 câmaras de eletro-hidráulico. Disjuntor SF6 para 420 kV, com 4 em vez de 6 câmaras de extinção por pólo. extinção por pólo.

1974 1974 Entrega dos primeiros disjuntores 3AS4 para 420 kV, 63 kAEntrega dos primeiros disjuntores 3AS4 para 420 kV, 63 kA





06/77 06/77 Concorrência CDI para fabricação de disjuntores de alta tensão a SF6 no Concorrência CDI para fabricação de disjuntores de alta tensão a SF6 no Brasil. Brasil.

12/77 12/77 Entrega do projeto de nacionalização da Siemens S.A ao CDI.Entrega do projeto de nacionalização da Siemens S.A ao CDI.

06/78 06/78 Aprovação do projeto de nacionalização dos seguintes concorrentes: Aprovação do projeto de nacionalização dos seguintes concorrentes: SIEMENS S.A, DELLE ALSTHOM, posteriormente BBC. SIEMENS S.A, DELLE ALSTHOM, posteriormente BBC.

02/80 02/80 Início da fabricação dos disjuntores a SF6 no Brasil (3AS1/145 kV).Início da fabricação dos disjuntores a SF6 no Brasil (3AS1/145 kV).

05/82 05/82 Constituição da empresa INSAT através do “Joint Venture” da Siemens e Constituição da empresa INSAT através do “Joint Venture” da Siemens e Mendes Jr. Mendes Jr.





10/83 10/83 Início da fabricação de disjuntores a SF6 em prédio próprio. Após o estudo deInício da fabricação de disjuntores a SF6 em prédio próprio. Após o estudo de várias alternativas foi escolhido o parque industrial da Lapa, tempo em vista a várias alternativas foi escolhido o parque industrial da Lapa, tempo em vista a

infra-estrutura já existente. infra-estrutura já existente.

10/84 10/84 Fornecimento dos primeiros disjuntores 3AT2 - 460 kV (Eletropaulo).Fornecimento dos primeiros disjuntores 3AT2 - 460 kV (Eletropaulo).

06/87 06/87 Fornecimento do disjuntor de numero 250.Fornecimento do disjuntor de numero 250.

02/90 02/90 Final do Projeto CDI. Com isso terminam todas as obrigações junto ao CDI, Final do Projeto CDI. Com isso terminam todas as obrigações junto ao CDI, inclusive a “Joint Venture”. Saída da empresa Mendes Jr. inclusive a “Joint Venture”. Saída da empresa Mendes Jr.

10/90 10/90 A INSAT torna-se novamente Siemens S.AA INSAT torna-se novamente Siemens S.A

06/95 06/95 Fornecimento do primeiro disjuntor 550 kV, 63 kA para Chesf - Brasil, de Fornecimento do primeiro disjuntor 550 kV, 63 kA para Chesf - Brasil, de fabricação Brasileira fabricação Brasileira



4. Disjuntores - Siemens Desenvolvimento dos disjuntores de AT a SF6 na Siemens–Desenvolvimento dos disjuntores de AT a SF6 na Siemens–


01/04 01/04 Mudança da PTD HP LAPA para o site de JundiaíMudança da PTD HP LAPA para o site de Jundiaí

10/04 10/04 Aquisição da empresa Lorenzetti Alta Tensão - SecionadoresAquisição da empresa Lorenzetti Alta Tensão - Secionadores

01/05 01/05 Fabricação de secionadores de Alta Tensão na PTD HP JundiaíFabricação de secionadores de Alta Tensão na PTD HP Jundiaí

06/05 06/05 Aquisição mundial das empresa Trench (TI´s)Aquisição mundial das empresa Trench (TI´s)

08/06 08/06 Fabricação de disjuntores Vatech na PTD HP JundiaíFabricação de disjuntores Vatech na PTD HP Jundiaí

11/05 11/05 Aquisição mundial da empresas Vatech (disjuntores)Aquisição mundial da empresas Vatech (disjuntores)

05/07 05/07 Ampliação do site de Jundiaí (Presidente Luis Inácio LULA da Silva)Ampliação do site de Jundiaí (Presidente Luis Inácio LULA da Silva)



4. Tipos de Disjuntores - Siemens

• Fabricação de disjuntores de alta tensão de 72,5 kV até 800 kVFabricação de disjuntores de alta tensão de 72,5 kV até 800 kV• Fabricação de secionadores de 15 kV até 800 kVFabricação de secionadores de 15 kV até 800 kV

Brasil – PTD HPBrasil – PTD HP

• Comercialização de pára-raios de 12kV até 800 kVComercialização de pára-raios de 12kV até 800 kV• Comercialização de TPC´s de 72,5kV até 800 kVComercialização de TPC´s de 72,5kV até 800 kV



4. Disjuntores - Siemens Tipos de disjuntoresTipos de disjuntores

Tipo 3AP1/3AQ1 3AP2/3AQ2 3AT2/3 3AT4/5

Tensão nominal [kV]

Tensão nominal a frequência industrial[kV]Tensãode impulso atmosférico [kV]

Tensão de impulso de manobra [kV]

Corrente nominal, até [A]Corrente de curto circuito até [kA]

72,5 123 145 170 245 300 362 420 245 300 362 420 550 362 420 550 800

140 230 275 325 460 460 520 610 460 460 520 610 800 520 610 800 1150

325 550 650 750 1050 1050 1175 1425 1050 1050 1175 1425 1550 1175 1425 1550 2100

- - - - - 850 950 1050 - 850 950 1050 1175 950 1050 1175 1425

4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000

40 40 40 40 40 40 50 50 80 63 63 63 63 80 80 63 63



4. Disjuntores - Siemens

Disjuntores com acionamento a molaDisjuntores com acionamento a mola

3AP1 FG3AP1 FG 3AP1 FI3AP1 FI 3AP2/33AP2/3




Disjuntores com acionamento hidráulicoDisjuntores com acionamento hidráulico

3AT 4/53AT 4/53AT 2/33AT 2/3




TIPOTIPO BaseBaseCâmCâm

PóloPóloTensãoTensão

NominalNominal

kVkV

Corr.Corr.

NominalNominal

AA

Mecanismo Mecanismo

Tipo Tipo Quant.Quant.

ReligamReligamentoento

3AP1 3AP1 FGFG

ComumComum 11 72,5 / 72,5 / 145 / 145 / 245245

até 4000até 4000 FA2,3FA2,3 Ex. 013Ex. 013

11 TripolarTripolar

3AP1 FI3AP1 FI Indivi-Indivi-

dualdual 11 145 / 145 /

245245 até até 40004000

FA2,4FA2,4 Ex. 017Ex. 017

33 Mono-Mono-polarpolar

3AP2/3 3AP2/3 Indivi-Indivi-dualdual

22 72,572,5 até até 40004000

FA5FA5 33 Mono-Mono-polarpolar

3AT2/33AT2/3 Indivi-Indivi-

dualdual 22 245 a 245 a

500 kV500 kV até até

5000 A5000 A

Hidráu-Hidráu-licolico


3AT4/53AT4/5 Indivi-Indivi-

dualdual 22 345 a 345 a

800 kV800 kVaté até

5000 A5000 A

Hidráu-Hidráu-licolico





72,5 a 800kV72,5 a 800kV

5- Pólos / 5- Pólos / Unidade de Unidade de InterrupçãoInterrupção




5. Pólos / Unidade de Interrupção

Pólos / Unidade



5. Pólos / Unidade de Interrupção - Siemens

3AP1 FI3AP1 FI




3AP1 FI3AP1 FI




ABERTOFECHADO

Contato de arco fixo

Bocal de extinção

Dedos de contato

Contato de arco móvel

Cilindro deaquecimento

Válvula de retenção

Válvula deaquecimento




3AP1 FG3AP1 FG




72,5 a 800kV72,5 a 800kV

6- Painel de 6- Painel de Comando / Comando /

AcionamentoAcionamento




6. Painel de Comando / Acionamento

Painel de Comando




Acionamento

Peso

Tensão do motor

Potência motor

Tensão de controle

Potência bobina

Carga manual da mola

Por mola, tipo FA 2

130 kg

60 a 250 V CC

800 W

60 a 250 V CC

300 W

30 voltas




Acionamento a MolaAcionamento a Mola




Cuidados na manobra

- Não manobrar o mecanismo a mola sem estar acoplado no disjuntor.

-Não manobrar o disjuntor sem que esteja com a pressão mínima para operação mecânica.

- Perigo de quebra.




72,5 a 800kV72,5 a 800kV

7- Considerações 7- Considerações GeraisGerais




Denominação dos disjuntores de alta tensão - Siemens

3A (a) (b) (c) (d)

3A - disjuntor tripolar

(a) – tipo do disjuntorP – Disjuntor com câmara tipo auto extinçãoQ – Disjuntor com câmara tipo pistão insuflador (“puffer type”)T – Disjuntor com câmara tipo pistão insuflador (2 ciclos)

(b) - número de câmaras por pólo1 – uma câmara por pólo2 – duas câmaras por pólo3 – duas câmaras por pólo com resistor de pré-inserção4 – quatro câmaras por pólo5 – quatro câmaras por pólo com resistor de pré-inserção

7. Considerações Gerais



Denominação dos disjuntores de alta tensão - Siemens

3A (a) (b) (c) (d)

(c) – AcionamentoE – mecanismo de acionamento hidráulicoF – mecanismo de acionamento a mola

(d) – disposição dos pólos G – base únicaI – base individual

Exemplo: 3AP1 FG 145kVDisjuntor tripolar utilizando como meio de isolante e de extinção o gás

SF6 (hexafluoreto de enxofre), acionamento a mola, com póloes sobre uma mesma base (somente religamento tripolar), para sistemas em 145kV





Representação da DocumentaçãoRepresentação da Documentação Contatos dos densímetros estão representados em estado sem pressãoContatos dos densímetros estão representados em estado sem pressão Todos os contatos estão representados em estado desenergizadoTodos os contatos estão representados em estado desenergizado Chaves auxiliares representadas na posição aberta dos disjuntoresChaves auxiliares representadas na posição aberta dos disjuntores

Documentação dos esquemas elétricos consistem nos Documentação dos esquemas elétricos consistem nos seguintes tópicos:seguintes tópicos:

Características GeraisCaracterísticas Gerais Disposição dos componentesDisposição dos componentes Esquema elétricoEsquema elétrico Lista de componentesLista de componentes Lista de bornesLista de bornes




Estrutura GeralEstrutura Geral Centralização de todos os componentes em um único armário de comando.Centralização de todos os componentes em um único armário de comando.

Bloqueio geralBloqueio geral - No caso de insuficiência de pressão impede a abertura ou fechamento do - No caso de insuficiência de pressão impede a abertura ou fechamento do

disjuntordisjuntor - O bloqueio geral afetará os três pólos, por se tratar de um acionamento comum- O bloqueio geral afetará os três pólos, por se tratar de um acionamento comum




Bloqueio de FechamentoBloqueio de Fechamento - - Pressão de SF6 baixa a valores inadmissíveis Pressão de SF6 baixa a valores inadmissíveis - Comando de fechamento não desligado- Comando de fechamento não desligado

Bloqueio de AberturaBloqueio de Abertura Pressão de SF6 baixa a valores inadmissíveis ( reação a B4 – K10 )Pressão de SF6 baixa a valores inadmissíveis ( reação a B4 – K10 )




CIRCUITO DE FECHAMENTO

S8 - Chave local – remoto

S9 – Botoeira ( fechamento local )

S1 - Chave auxiliar

S16 - Chave carregamento da mola

Y1 – Disparador de fechamento

K75 - Contator ( antibombeamento )

K10 – Bloqueio geral

K111 – Superv. Bobina Fechamento




CIRCUITO DE ABERTURA

S8 – Chave local – remoto

S3 – Botoeira ( Abertura local )

S1 - Chave auxiliar

K10 – Bloqueio Geral

K112 – Supervisor de bobina

Y3 – Disparador de abertura




CIRCUITO DE COMANDO

B4 - Densímetro ( contatos 21, 22, 23 )

K10 - Bloqueio geral

S1 - Chave auxiliar ( contato passante )

P1 - Contador de operações




COMANDO MOTOR DO ACIONAMENTO

F1 – Disjuntor de proteção do motor

S16 – Chave auxiliar – carregamento da mola

M1 – motor do acionamento




ALARME E SINALIZAÇÃO

B4 - Densímetro ( contatos 11, 12, 13) / 5,2-0,2 bar

K10 – Bloqueio geral

S16 – Bloqueio mecanismo de fechamento

S8 – Chave local

S16 – Mola de fechamento descarregada

K111/112/113 – Superv. de bobinas




AQUECIMENTO / ILUMINAÇÃO /

TOMADA

R1 a R6 - Resistores de aquecimento

E1 - Lâmpada

S10 - Chave fim de curso

X106 – Tomada

S10 e S11 – Chave Fim de curso




CONTATOS AUXILIARES RESERVAS

S1 - Chave auxiliar disjuntor




OBRIGADO !OBRIGADO !

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