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Is-limiterLimitador de corrente extra rápido
Produtos de Média Tensão
2 | Is-limiter
O limitador de corrente extra rápido
- reduz os custos das instalações - resolve problemas de curto-circuito em instalações novas e
em instalações ampliadas - a melhor solução para a ligação entre quadros e sistemas
eléctricos - na maioria dos casos é a única solução técnica - testado e comprovado em milhares de instalações - utilizado em todo o mundo - a corrente máxima assimétrica de curto-circuito nunca é
atingida - a corrente de curto-circuito é limitada durante o primeiro
quarto de ciclo.
Is-limiter
Is-limiter | 3
O Is-limiter é um equipamento de interrupção com tempo de funcionamento extremamente rápido que resolve o problema.Assumindo que há um curto-circuito a jusante do disjuntor, o gráfico acima indica o comportamento das correntes de curto-circuito na primeira meia-onda.
Uma corrente de 31,5 kA poderia fluir através de cada trans-formador para o ponto de falta. Isto resultaria em um total de 63 kA que seria o dobro da capacidade suportável pela instalação.
O comportamento da corrente (i2) que circula pelo limitador IS e que foi demonstrado em inúmeros testes de curto-circuito é aquele apresentado acima. É visível que a corrente i2 que circula pelo Is-limiteré limitada de forma tão rápida que não contribui para o valor máximo da corrente de curto-circuito i1 + i2 no local do curto-circuito. Assim, a instalação não é submetida a uma corrente superior à corrente permitida.
Esquema unifilar geral de uma instalação com I‘‘K = 31.5 kA e com um limitador IS
Correntes de curto-circuito muito elevadas?
Corrente i = i1 + i2 no local do curto-cicuito
4 | Is-limiter
IIk k IIk k
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Perguntas e respostas sobre o Is-limiter
Is-limiter
1. O que é valor de crista da corrente de curto-circuito? É o valor de pico do primeiro ciclo da corrente assimétrica
de curto-circuito.
2. Porque é necessário limitar a corrente máxima assimétrica de curto-circuito?
Porque, caso contrário, as instalações, os interruptores, os transformadores de corrente, os cabos, etc. dimensionados de forma insuficiente seriam destruídos pelo efeito dinâmico da corrente.
3. Como é que instalações dimensionadas apenas para 2 x Ik podem ser operadas com quatro transformadores sem risco de sobrecarga e sem perdas?
Instalando um limitador IS entre as secções 1-2 e 3-4 do barramento. Esta é apenas uma das muitas possibilidades para a utilização de um limitador IS. Mais exemplos na página 15.
4. Como funciona o Is-limiter? O Is-limiter é constituído por dois condutores paralelos.
O condutor principal conduz a corrente de serviço elevada (até 5.000 A). Após a atuação das unidades limitadoras, o fusível em paralelo limita a corrente de curto-circuito durante o crescimento da corrente (em menos de 1 ms).
Devido à corrente máxima assimétrica de curto-circuito, a instalação elétrica é sujeita a esforços mecânicos gerados por forças magnéticas
Devido a duração da corrente de curto-circuito a instalação é submetida a esforços térmicos
1 2 3 4
1 x I 2 x I 3 x I 4 x Ikkkk
Trafos: 1 + 2 1 + 2 + 31 + 2 + 3 1 t
4321
Ik
Transformadores:
Is-limiter | 5
6. Que sobretensões ocorrem em consequência da interrup-ção brusca da corrente?
O condutor principal é bruscamente interrompido mas não todo o trajeto da corrente. Após o corte do condutor principal, a corrente circula pelo fusível, que interrompe a corrente. A sobretensão que ocorre quando da interrupção pelo fusível é consideravelmente inferior aos valores permi-tidos, estabelecidos de acordo com a norma IEC 60282-1/VDE 0670 Parte 4.
8. O Is-limiter atua sempre que há um curto-circuito? Não! O Is-limiter só atua quando os valores de corrente
podem danificar a instalação. As correntes de curto- circuito que não provocam danos são interrompidas pelos disjuntores.
1
23
4
1. Transformador de corrente (detecta a corrente de curto-circuito)2. Dispositivo de medição e disparo (mede a corrente e fornece a energia de disparo)3. Transformador de impulsos (converte o impulso de disparo para o atuador)4. Unidade limitadora (conduz a corrente de serviço e limita a corrente de curto-circuito)
t
Corrente de curto-circuito limitada pelo elemento fusível.
7. As unidades de disparo do Is-limiter podem ser recon- dicionadas após interrupção de um curto-circuito?
Sim! Podem ser recondicionadas na fábrica. Os custos são baixos. O condutor principal aberto, o fusível paralelo e o atuador são substituídos. Todas as peças restantes podem ser reutilizadas.
5. Como é que o condutor principal é interrompido em menos de um milésimo de segundo?
Os equipamentos de interrupção com mecanismos ba- seados em energia mecânica acumulada não operam em tempos tão reduzidos. Para isto, o Is-limiter utiliza um atuador químico eletronicamente disparado.
6 | Is-limiter
9. Como é que o Is-limiter distingue os defeitos com pequenos e grandes valores de corrente de curto-circuito?
O dispositivo de medição e disparo do Is-limiter detecta o valor instantâneo da corrente e a taxa de subida da corrente. O Is-limiter só atua quando se ultrapassam os valores nominais definidos.
11. Com que frequência é que um Is-limiter atua? A experiência mostra que um Is-limiter atua, em
média, uma vez a cada quatro anos, considerando 3.000 Is-limiter em serviço.
10. Que experiência existe de operação de Is-limiter? Desde que a ABB Calor Emag inventou o Is-limiter,
em 1955, vários milhares de dispositivos foram utilizados com êxito em sistemas de corrente contínua, sistemas de corrente alternada e, nomeadamente, em sistemas trifásicos.
Contamos com 45 anos de boa experiência de operação a nível mundial. Cada vez mais clientes escolhem o
Is-limiter quando precisam limitar com segurança, correntes de curto-circuito elevadas e construir ou ampliar, de forma econômica, sistemas elétricos e redes
de distribuição.
12. Que correntes o Is-limiter consegue interromper?
A taxa de subida da corrente (—)- é elevada quando a corrente de curto-circuito é elevada- é reduzida quando a corrente de curto-circuito é baixa
didt
Os testes efetuados pelo KEMA determinaram até o momento: 12 kV 210 kARMS
17,5 kV 210 kARMS
24 kV 140 kARMS
36/40.5 kV 140 kARMS
O funcionamento e as aplicações do Is-limiter são explicadas nas páginas seguintes através de inúmeros exemplos. Discuta conosco os seus problemas de curto-circuito. Encon-tramos sempre uma solução comercialmente interessante e tecnicamente viável com o Is-limiter.
Is-limiter | 7
A crescente procura de energia a nível mundial requer transfor-madores e geradores mais potentes ou suplementares, e uma ligação mais forte entre as redes de distribuição individuais. Essa circunstância pode levar a correntes de curto-circuito com valores superiores aos permitidos para o equipamento, destruin-do assim por efeito dinâmico ou térmico, partes do equipamento.
Na maioria dos casos, a substituição dos painéis elétricos e cabos existentes, por equipamento novo que suporte os novos valores de corrente de curto-circuito é tecnicamente inviável. A utilização de Is-limiter reduz a corrente de curto-circuito em sistemas novos e ampliações de sistemas existentes, diminuindo os custos.
Os disjuntores não proporcionam qualquer proteção contra correntes máximas assimétricas de curto-circuito excessivamen-te elevadas porque são muito lentos. Somente o Is-limiter é
A função do Is-limiter
Is-limiter
capaz de detectar e limitar uma corrente de curto-circuito na primeira elevação, ou seja, em menos de 1 ms.
O valor instantâneo máximo de corrente que ocorre mantém-se muito abaixo do valor da corrente máxima assimétrica de curto- circuito. Comparativamente com as soluções convencionais complexas, o Is-limiter apresenta vantagens técnicas e econômicas quando utilizado na alimentação dos transformadores ou geradores, em ligações dos quadros elétricos e ligado em paralelo com reatâncias.
O Is-limiter é, em todos os níveis, o equipamento de interrupção adequado para resolver os problemas de curto-circuito de pai-néis elétricos e instalações em centrais elétricas, na indústria e em empresas produtoras e distribuidoras de energia.
Is-limiter ligado em paralelo com uma reatância – montagem fixa
8 | Is-limiter
Os Is-limiter para sistemas trifásicos são basicamente constituídos por: - três suportes da unidade limitadora do Is-limiter, - três unidades limitadoras do Is-limiter, - três transformadores de corrente de disparo, - um dispositivo de medição e disparo.
Suportes das unidades limitadoras do Is-limiterOs suportes das unidades limitadoras são constituídos por: - placa de base 1, - isolador 2, - isolador com transformador de impulsos 6 e
contato telescópico 5, - cabeças de polo com dispositivo de fixação 3 para
a recepção da unidade limitadora do Is-limiter.
A operação do dispositivo de fixação é feita com duas alavancas. Só no suporte das unidades limitadoras para 12 kV/17.5 kV, IN ≥ 2500 A é que as unidades limitadoras são fixas com duas cavilhas roscadas.
Transformador de impulsosA localização do transformador de impulsos depende da tensão nominal: - para ≤ 17.5 kV, só no isolador inferior 6, - para 24/36 kV, nos isoladores superiores e inferiores.
O transformador de impulsos transmite o impulso de disparo do dispositivo de disparo (Figura 3) ao disparador 10 na uni-dade limitadora do Is-limiter e, ao mesmo tempo, garante o isolamento elétrico entre o dispositivo de disparo e o disparador.
Unidade limitadora do Is-limiterA unidade limitadora do Is-limiter é o próprio elemento de in-terrupção. Num tubo isolador 8, a unidade limitadora contém o condutor principal, concebido como uma ponte condutora 9, que contém por sua vez, um disparador 10. Em caso de disparo, este é atuado e o condutor principal é seccionado.
7
8
910
11
4
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1
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5
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Figura 1: Suporte de unidade limitadora do Is-limiter com unidade limitadora para 12 kV, 2000 A. 1 Placa de base 2 Isolador 3 Cabeça de polo com dispositivo de fixação 4 Fusível 5 Contato telescópico 6 Isolador com transformador de impulsos
Figura 2: Unidade limitadora do Is-limiter 4 Fusível 7 Indicador de fusível 8 Tubo isolador 9 Ponte fulminante 10 Detonador 11 Indicador do condutor principal 12 Elemento fusível
Estrutura
Is-limiter
Is-limiter | 9
Largura (L) : 600 mm
Altura (A) : 1450 mm
Profundidade (L) : 300 mm
Peso : 100 kg
Figura 3: Dispositivo de medição e disparo.
A corrente comuta para o fusível paralelo de alta capacidade de ruptura 4. O elemento fusível 12 de alta capacidade de interrup-ção, limitando assim o subsequente crescimento da corrente. A corrente é interrompida na passagem seguinte da tensão por zero.
Transformador de corrente de disparoOs transformadores de corrente de disparo servem para medir a corrente que circula pelo Is-limiter. Encontram-se diretamente associados com o Is-limiter.
O transformador de corrente do Is-limiter é exteriormente igual a um transformador de corrente convencional, existindo em dois modelos, de suporte ou de entrada. Possui as seguintes características: - um fator de sobrecorrente elevado, - um núcleo de ferro com entreferro para manter baixa a
indução remanescente, - uma blindagem de baixa impedância entre o enrolamento
primário e o enrolamento secundário.
Dispositivo de medição e disparoO dispositivo de medição e disparo está alojado num armário de controle de aço (Figura 3) ou no compartimento de baixa tensão do painel do Is-limiter. Os grupos funcionais dentro do armário
de controle ou do compartimento de baixa tensão estão combi-nados de modo a formar unidades substituíveis e encontram-se parcialmente montados em estruturas articuladas.
O dispositivo de medição e disparo contém: - uma unidade de alimentação para fornecer as tensões de cor-
rente contínua auxiliares necessárias, um interruptor principal que permite ligar e desligar o sistema de disparo em qualquer momento, e também um módulo de monitoramento,
- uma unidade de disparo para cada fase, que monitora a cor-rente que circula na fase em questão e que, ao atuar, fornece a energia para operação do disparador na unidade limitadora do Is-limiter correspondente,
- uma unidade de sinalização com cinco relés auxiliares: - um relé por fase para sinalização do disparo, - um relé para monitoramento, - um relé para monitoramento das tensões de alimentação,
- uma unidade anti-interferências para proteger as unidades de medição e disparo de interferências eletromagnéticas exter-nas, que poderiam eventualmente causar avarias. Os condu-tores de ligação do dispositivo de medição e disparo para os transformadores de corrente, para os suportes das unidades limitadoras do Is-limiter e para a alimentação de tensão auxiliar passam pela unidade anti-interferências.
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O Is-limiter é constituído em princípio por um interruptorextremamente rápido, capaz de conduzir uma corrente nomi-nal elevada mas tendo uma capacidade de corte baixa, e umfusível de alta capacidade de corte disposto em paralelo. Para conseguir o tempo curto de abertura desejado, é utili- zado um pequeno detonador como acumulador de energia para abertura do interruptor (condutor principal). Depois de aberto o condutor principal, a corrente continua a circular pelo fusível paralelo, onde é limitada até 0.5 ms e finalmente interrompida na passagem seguinte da tensão por zero.
A corrente que circula pelo Is-limiter é monitorada por um dispositivo eletronico de medição e disparo. Durante o cres-cimento do primeiro ciclo da corrente de curto-circuito, este dispositivo verifica se é necessário o disparo do Is-limiter. Para tomar esta decisão, a corrente instantânea e a taxa de crescimento da corrente no Is-limiter são constantemente medidas e avaliadas. Quando os respectivos valores nominais são atingidos ou ultrapassados simultâneamente, o Is-limiter dispara. As três fases trabalham de forma independente umas das outras.
A condução sem perdas de uma corrente de serviço elevadapor um lado e a limitação da corrente de curto-circuito no primeiro ciclo da corrente por outro são possíveis devido à distribuição destas duas funções do Is-limiter por dois condutores. Comparativamente aos reatores, o Is-limiter evita quedas de tensão limita corrente máxima assimétrica de curto-circuito.
Unidade de alimentaçãoUma tensão contínua de 150 V gerada na unidade de alimen-tação é utilizada como a tensão de carga dos condensadores de disparo e como a tensão de alimentação dos componen-tes eletrônicos. Caso seja necessário, a tensão de alimenta-ção é dividida e estabilizada dentro das unidades individuais. Um módulo de controle na unidade de alimentação monitora constantemente as funções mais importantes das três unida-des de disparo.
Figura 4: Esquema de conexões do equipamento do limitador IS.
Funcionamento do Is-limiter
Is-limiter
G1 Unidade de alimentação A2 Unidades de disparo A3 Unidade anti-inteferências A4 Unidade de sinalização F116 Mini-disjuntor para tensão de alimentação Q6 Is-limiter (suporte das unidades limitadoras e respectivas unidades) T1 Transformador de disparo do Is-limiter
Is-limiter | 11
Unidade de disparoA corrente fornecida pelos transformadores de disparopara as fases correspondentes é monitorada nas unidades de disparo. As três unidades de disparo trabalham de formaindependente umas das outras. A velocidade de subida dacorrente e o valor instantâneo da corrente são utilizados como critérios para o disparo. Ambas as variáveis são convertidas em tensões proporcionais e transmitidas a um elemento eletrônico de medição através de portas lógicas.
Esse elemento eletrônico emite um sinal de saída quando a velocidade de subida da corrente e o valor instantâneo da corrente tiverem ambos atingido simultâneamente o valor de resposta do elemento de medição. O sinal de saída prove-niente do elemento de medição ativa então um tiristor, quedescarrega um condensador através do transformador deimpulsos instalado no suporte das unidades limitadoras para o detonador.
Simultâneamente, esta descarga ativa o respectivo relé de sinalização, informando que o Is-limiter atuou.
Figura 5: Esquema de ligações de uma unidade de medição e disparo
T1 Transformador de disparo do Is-limiter T2 Transformador intermediário T3 Transformador de impulsos L1 Indutância de medição R1... R6 Resistências de ajuste C1 Condensador de disparo Rs Resistência de descarga Rz Detonador
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Tal como acontece com todos os outros dispositivos de proteção, os Is-limiter também devem ser verificados em intervalos regulares. Há kits especiais de ensaio disponí-veis que podem ser executados pelo operador ou pela ABB AG. Estes kits de ensaio são constituídos por um equipamen-to de ensaio e por uma unidade limitadora de ensaio ou por uma unidade de teste e uma unidade limitadora de ensaio.
A unidade de teste é utilizada para verificar as tensões e as funções do sistema de disparo. O equipamento de ensaio “user friendly” possibilita outros ensaios como a determinaçãodas tensões de resposta dos elementos de medição, e oensaio e ajuste dos módulos dos circuitos de medição. Durante o ensaio, a unidade limitadora do Is-limiter é substi-tuída pela unidade limitadora de ensaio. A unidade limitadora de ensaio contém uma lâmpada de néon como indicador, que acende quando recebe um impulso de disparo.
Figura 6: 1 Suporte da unidade limitadora de ensaio do Is-limiter com unidade limitadora de ensaio | 2 Unidade de teste | 3 Equipamento de ensaio
Ensaio do Is-limiter
Is-limiter
1 2 3
Largura (L) : 600 mm
Altura (A) : 1450 mm
Profundidade (L) : 300 mm
Peso : 100 kg
Is-limiter | 13
A. Is-limiter fornecimento em partes e peças Neste caso, os suportes de unidades limitadoras, as
unidades limitadoras e os transformadores de corrente de disparo são instalados num painel já existente
A linha de produtos
Is-limiter
Características técnicas 1 2 3 4 5 6 7
Tensão nominal V 750 12000 12000 17500 17500 24000 36000 / 40500
Corrente nominal A 1250
2000
3000
4500 1)
5000 1)
1250
2000
2500
3000
4000 1)
1250
2000
2500
3000
4000 1)
1250
1600
2000
3000 1)
1250
2000
2500 1)
Tensão máxima suportável
á frequência industrial kV
3
28
28
38
38
50
75
Tensão máxima de
impulso atmosférico kV
–
75
75
95
95
125
200
Corrente de curto-circuito nominal kARMS até 140 até 210 até 210 até 210 até 210 até 140 até 140
Suporte de unidades
Is-limiter kg
10.5
23 / 27.5
65
23 / 27.5
65
27 / 31.5 / 33
60
Unidade Is-limiter kg 17.0 12 / 12.5 15.5 14 / 14.5 17.5 19 / 19.5 / 24 42
Suporte de unidade Largura L mm
limitadora com Altura A mm
unidade limitadora Profundidade P mm
148
554
384
180
637 / 651
503 / 510
180
951
509
180
637 / 651
503 / 510
180
951
509
180
740 / 754 / 837
553 / 560 / 560
240
1016
695
1) Com ventilador de refrigeração.
Frequência: 50/60 Hz. Para correntes nominais mais elevadas, os suportes das unidades limitadoras com as unidades limita-doras são conectados em paralelo.
1 2 3 4
5 6 7
O escopo de fornecimento geralmente inclui: - três suportes das unidades limitadoras
- três unidades limitadoras - três transformadores de corrente de disparo - um dispositivo de medição e disparo (Figura 3)
Largura (L) : 600 mm
Altura (A) : 1450 mm
Profundidade (L) : 300 mm
Peso : 100 kg
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Is-limiter
Tensão nominal
(kV)
Corrente nominal
(A)
Tensão máxima suportável à frequência industrial
(kV)
Tensão máxima de impulso atmosférico
(kV)
Altura (mm)
Dimensões
Largura (mm)
Profundidade (mm)
Peso incluindo Is-limiter
com armário de distribução montado sobre elementos
móveis (kg)
12 1250
2000
2500
3000 1)
3000
4000 1)
28 75 2500 1000 1300
1350
1350
1200
17.5 1250
2000
3000 1)
3000
4000 1)
38 95 2200 1000 1300
1350
1350
1200
24 1250
1600
2000
2500 1)
50 125 2325 1000 1500 1300
1) Com ventilador de refrigeração
Para correntes nominais mais elevadas, os suportes das unidades limitadoras com as unidades limitadoras são conectados em paralelo.
B. Is-limiter montado em painel com unidade de limitação extraível Os Is-limiter também podem ser instalados em painel me-
tálico. O conjunto móvel de extração com os três suportes das unidades limitadoras e as unidades limitadoras tem a função de um seccionador. Os três transformadores de corrente de disparo estão montados no conjunto móvel de extração e o dispositivo de medição e disparo está monta-do no compartimento de baixa tensão.
C. Is-limiter montado de forma fixa num painel Os Is-limiter para baixa tensão, 12 kV, 17.5 kV e 24 kV tam-
bém estão disponíveis como equipamento de montagem fixa num painel metálico. Os três suportes das unidades limitadoras com as respectivas unidades e os três transfor-madores de corrente de disparo estão montados de forma fixa no painel.
O dispositivo de medição e disparo está montado no com-partimento de baixa tensão. O Is-limiter (montagem fixa) para 36 kV/40.5 kV é fornecido num painel metálico. O dispositivo de medição e disparo está instalado num armário separado construído em chapa de aço (Figura 3). As características elétricas de todos os Is-limiter montados de forma fixa são as mesmas dos outros Is-limiter. Dimensões e pesos sob consulta.
Is-limiter em painel montado em conjunto móvel de extração.
Is-limiter | 15
Is-limiter
Is-limiter em sistemas interligadosOs Is-limiter são frequentemente utilizados em ligações entre quadros elétricos ou em secções de quadros elétricos que não suportariam as correntes de curto-circuito se fossem protegi-dos apenas por um disjuntor. Cada secção do quadro elétrico deverá ter pelo menos uma entrada de alimentação, de modo a poder manter a alimentação de cada secção do sistema após o disparo do Is-limiter (Figura 9). Há um grande número de vantagens para a operação em condições normais de sec-ções do quadro elétrico ligadas, por Is-limiter: - redução da impedância de rede em série. A queda de
tensão resultante de elevações bruscas de carga (por exemplo, arranque de motores) pode ser significativamente reduzida.
- melhoria da distribuição da carga nos transformadores de alimentação.
- as perdas dependentes da carga dos transformadores de alimentação são reduzidas.
- aumento da segurança da alimentação. Em caso de avaria de um dos transformadores de alimentação, a carga é assumida pelos outros transformadores de alimentação sem interrupção da corrente. Economiza-se na aquisição de uma nova instalação com maior capacidade de curtos-circuitos.
Aplicações
Se ocorrer um curto-circuito dentro de um quadro elétricoou numa saída, o Is-limiter dispara assim que a corrente decurto-circuito crescer e dividir o quadro elétrico (barramento) em duas secções, antes de a corrente instantânea atingir um valor inadmissível. Após o disparo do Is-limiter, o curto-cir-cuito só é alimentado pelo transformador na parte do quadro elétrico atingida pelo curto-circuito. A corrente de curto-cir-cuito é então interrompida seletivamente pelo disjuntor.
Uma vantagem importante da utilização de um Is-limiter é que a tensão na parte do quadro elétrico, não atingida pelo curto--circuito, só cai durante uma fração de segundo, e mesmo os consumidores sensíveis (por exemplo, computadores) permanecem protegidos de queda na tensão do sistema. Por esta razão, o Is-limiter também pode ser utilizado como um equipamento de interrupção seguro em instalções.
Figura 9: Is-limiter numa secção do sistema
16 | Is-limiter
Limitador IS
Limitadores IS utilizados na ligação entre redes de distribuição públicas e redes de distribuição privadasA descentralização do abastecimento de energia faz com que os sistemas com instalações próprias de produção de energia sejam ligados a redes de distribuição públicas. A corrente de curto-circuito adicional de geradores leva a valores da corrente de curto-circuito superiores aos máximos permitidos na rede pública. A solução técnica mais adequada – e na maioria das vezes a única – é a instalação de um limitador IS na ligação com a rede pública (Figura 10).
Se necessário, o limitador IS pode ser provido de um critério de disparo direcional, o que requer três transformadores de corrente suplementares nas ligações de neutro dos gerado-res. Nesse caso, o limitador IS só dispara quando há curtos-circuitos na rede pública se houver um gerador em funcionamento.
Limitador IS ligado em paralelo com reator O limitador IS também pode ser ligado em paralelo a um reator (Figura 11). Se ocorrer um curto-circuito a jusante do reator, o limitador IS dispara e a corrente comuta para reator em paralelo quando a corrente cresce pela primeira vez, o que vai limitar a corrente de curto-circuito ao valor permitido. Em operação normal, o limitador IS é um condutor em para- lelo, o que evita: - perdas no cobre dependentes da corrente e os subse-
quentes custos de operação do reator - queda de tensão dependente da corrente no reator,
o que frequentemente causa maiores dificuldades quando do arranque de motores de alta potência
- problemas de controle do gerador
Figura 10: Limitador IS no ponto de ligação a uma rede de distribução pública Figura 11: Limitador IS ligado em paralelo a um reator no alimentador do gerador
10 kV3 ~ 50 Hz I" = 25 kA
I" = 15 kA
I" = 16 kAk perm.
kT
k perm.
I" = 3 kAkG
IS
~
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Utilização de vários Is-limiter com seletividadePara conseguir seletividade numa instalação com mais de um Is-limiter instalado, são necessários critérios de disparo adicionais como soma das correntes ou diferenças das cor-rentes ou comparação das direções das correntes.
Se, no caso de dois Is-limiter instalados num quadro elétrico, for necessário disparo seletivo, isso requer a medição da corrente total. Os Is-limiter atuam da seguinte maneira: - curto-circuito na secção A:
só o Is-limiter n.° 1 é que dispara. - curto-circuito na secção B:
os Is-limiter n.° 1 e n.° 2 disparam. - curto-circuito na secção C:
só o Is-limiter n.° 2 é que dispara.
Para a medição da corrente total, os alimentadores dos transformadores tem de estar igualmente equipados com um conjunto de transformadores de corrente cada um.
A corrente total Isoma1 é igual à corrente (IT1) do transformador T1 mais a corrente (IIS-1) que circula pelo lIs-limiterS 1.
A corrente total Isoma2 é igual à corrente do transformador T2 mais as correntes que fluem através dos Is-limiter 1 e 2.
A corrente total Isoma3 é igual à corrente do transformador T3 mais a corrente que circula pelo Is-limiter 2.
Os critérios de disparo dos Is-limiter correspondem a uma função “E” lógica. O Is-limiterS 1 dispara em caso de curtos-circuitos na secção A, se a corrente do Is-limiter 1 e a corrente total Isoma1 atingirem ou ultrapassarem os respec-tivos valores de resposta ao mesmo tempo.
O mesmo se aplica à secção C. No caso de um curto-circuito na secção B, os Is-limiter 1 e 2 disparam.
A soma das correntes corresponde ao princípio da adição de correntes num sistema de proteção do barramento. A única diferença é não ser necessário ter transformadores de corrente. Com este princípio, foram até agora ligados em paralelo até 5 transformadores, utilizando apenas 4 Is-limiter. O princípio garante que só disparam os Is-limiter que estão mais próximo do local do curto-circuito.
Figura 12: Esquema de conexões do Is-limiter com soma de correntes
soma somasoma
18 | Is-limiter
Is-limiter
Questionário sobre a utilização de Is-limiter em sistemas trifásicos de média a baixa tensão.
Precisamos dos seguintes dados para apresentação de uma proposta e de um projeto de Is-limiter:
1. Tensão de serviço:
2. Corrente de serviço:
3. Frequência:
4. Para calcular os valores de disparo e de ajuste precisamos:
- Esquema unifilar da instalação com os seguintes dados:
- corrente inicial simétrica de curto-circuito IK“ dos geradores, dos transformadores, da rede superior, a contribução do motor e a corrente de curto-circuito permitida da instalação.
- Precisamos igualmente dos seguintes dados apenas sobre o nível de tensão onde o Is-limiter será instalado:
- potência nominal de motores acima de 2 MW - potência reativa nominal de condensadores e as
indutâncias conectadas em série aos mesmos - potência nominal do transformador maior, no mesmo
nível de tensão onde o Is-limiter se encontra. - Esquema unifilar
5. Que partes do sistema deverão ser protegidas? Considere que se pode instalar mais do que um Is-limiter numa rede e que nós podemos proceder à sele- tividade entre os Is-limiter.
6. Requisitos da instalação:
- existir uma opcão de isolamento do Is-limiter, de modo a que as unidades limitadoras possam ser substituídas após o disparo. - haver um disjuntor ligado em série ao Is-limiter (exceto no caso do Is-limiter estar ligado em paralelo com uma reactância).
Is-limiter | 19
7. Podemos fornecer o Is-limiter em vários modelos. Qual modelo necessita?
Is-limiter como componentes para instalação
num painel concebido pelo cliente
Is-limiter num painel modelo ZS1, montagem num armário de distribução montado sobre elementos móveis (até 24 kV)
Is-limiter num painel modelo ZS1, montagem fixa
(até 24 kV)
Is-limiter num painel modelo ZS, montagem fixa (25 a 40.5 kV)
8. O dispositivo de disparo do Is-limiter necessita de três tensões auxiliares:
- duas tensões alternadas independentes (50 ou 60 Hz, consumo máximo de energia, 40 VA). A tensão de ali-mentação principal pode ser tirada do sistema a proteger (através de um transformador de tensão). A tensão de alimentação de reserva pode vir, por exemplo, da rede de iluminação quando for independente de primeira.
- uma tensão contínua ou alternada para alarmes (consu-mo máximo de energia, 20 VA).
Que tensões alternadas estão disponíveis?
como tensão de alimentação principal:
……… V ……… Hz como tensão de alimentação de reserva:
……… V ……… Hz Que tensão está disponível para alarme?
……… V ……… c.c.; ……… c.a.;
9. Observações:
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