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Proteção contra arcos elétricos:

Benefícios da implantação de

proteção em sistemas de média

tensão

siemens.com/digitalgrid Unrestricted © Siemens AG 2017

Unrestricted © Siemens AG 2017

Conteúdo

• Introdução

• Digital Grid – Produtos – Nosso portfólio

• Linha Reyrolle de relés de proteção

• Proteção contra arcos elétricos: Benefícios da implantação

de proteção em sistemas de média tensão

• Arcos voltaicos: perigo real

• Proteção contra arcos voltaicos – aplicações em disjuntores e

barramentos

• Características dos sensores óticos

• Caso de uso: Proteção de arco elétrico com ReyArc

Energy Management - Digital Grid Products

Digital Grid

Portfólio de Produtos


SIPROTEC e REYROLLE

Sinônimo alta tecnologia e líder mundial em proteção e controle

Primeiro uso dos

relés de proteção

eletromagnéticos

Primeira aplicação

com relé de

proteção digital em

Würzburg,

Alemanha

A era digital inicia

para os relés de

proteção

SIPROTEC 4:

Introdução da

família no mercado

REYROLLE:

Siemens compra a

empresa VA TECH

Reyrolle

SIPROTEC

Compact:

Excelente

funcionalidade e

design compacto

Mais de um milhão

de dispositivos

SIPROTEC em

operação no

mundo

SIPROTEC 5:

O novo marco de

referência para

proteção,

automação e

monitoramento

PRÓXIMA >


Siemens – Tecnologias de proteção e controle

O mais alto patamar de segurança, confiabilidade e disponibilidade

SIPROTEC 5

O novo benchmark para automação, proteção e monitoramento

Flexível - modular por todo o ciclo de vida

SIPROTEC Compact

Máxima proteção – design compacto

Excelente funcionalidade, altamente flexível e comunicação

SIPROTEC 4

Comprovado, confiável e seguro – Sinônimo de tecnologia eficiente de proteção

e controle

Reyrolle

Alta tecnologia para redes de distribuição e industrias


Proteção e controle

Aplicações por toda cadeia de valor de energia

Geração Distribuição Transmissão Industria e Infraestrutura

SIPROTEC 5

SIPROTEC Compact

SIPROTEC 4

Reyrolle

Linha Reyrolle

Relés de Proteção

www.siemens.com.br Siemens Digital Grid


Reyrolle –

Solução flexível para redes de distribuição e indústrias

Engenharia amigável com Reydisp

Proteção de sobrecorrente e

falta a Terra

7SR10, 7SR11 e 7SR12

7SR21 e 7SR22, 7SR45

Diferencial de linha e

Comparador de Fase 7SR18

Arco Elétrico 7XG31

Proteção e controle de

transformadores 7SR242

Proteção de motores 7SR17

Proteção de banco de

capacitor 7SR191

Proteção de alta

impedância 7SR23

Tensão e Frequência 7SR158

Auto-religamento e

sincronizador

7SR157, 7SR220,

7SR224

Auxiliares, Relés de trip

e Timers 7PG11 ao 7PG17

Equip. de teste: 7XG222,7XG224, 7XG225, 7XG226


Efeitos do tempo de arco – Destruição


Altas Temperaturas ~ 20.000 ºC

Derretimento

Vaporização

Destruição de diferentes metais

Efeitos

100 ms – Terminação de Cabos

150 ms - Cobre

200 ms - Aço

Tempo de Derretimento


Arcos voltaicos: perigo real


Sistema elétrico

Disjuntor MT Disjuntor MT Disjuntor MT

Efeitos do arco

Consequências

para

instalações

Consequências

para pessoal

Curto com arco voltaico

Energia liberada

Aumento de

pressão

Aumento de

temperatura

Fenômeno

visual e

acústico

Estresse

mecânico

Estresse

térmico, fogo,

derretimento

Choques,

detritos,

aberturas

Queimaduras,

gases tóxicos

e fumaça

Normas relacionadas:

NR 10 – Item 10.2.9.2 (Brasil)

IEEE 1584 (EUA)

NFPA 70E (EUA)

Principais causas:

• Quebra de isolamento devido à:

• Idade do equipamento

• Falta (ou nenhuma) manutenção

• Acesso de animais de pequeno porte

Temperatura no momento do arco pode

chegar 20.000 °C!

O grau de dano causado pelo arco voltaico

depende principalmente de sua duração.

500 ms é suficiente para destruir totalmente um

quadro elétrico

Linha Reyrolle

ReyArc – Proteção

contra arco elétrico

www.siemens.com.br Siemens Digital Grid


Same for other

feeders

Exemplo de Falta

O Sensor monitorado

detecta o arco

O monitor envia um sinal na entrada

digital do relé

Arco Elétrico no compartimento

da Barra

Os Disjuntores recebem o comando

de Trip dos IEDs


ReyArc – Proteção contra arco elétrico

Componentes, destaques e benefícios

• Proteção de barramento para disjuntores isolados a ar

• Minimiza danos no revestimento metálico

• Detecção de arco por forte sinalização e disparo

supervisionado por funções de sobrecorrente

• Tempo de operação rápido, normalmente 7ms, minimizando

danos causados por faltas no barramento

• Completa auto-supervisão para maior confiabilidade

• Implementação simples e modular, para diferentes arranjos

de barramento

• Fácil de instalar e comissionar

• Adequado para uso em disjuntores novos e usados

Destaques e benefícios

• Sensor de arco elétrico de alta velocidade

• Com um ou dois sensores ópticos

• Monitor de arco elétrico

• Relé com dois ou três inputs de sensores

• Interface de arco elétrico

• Módulo com dois ou três inputs de

sensores

• Monitor de arco elétrico

• Com protocolo IEC61850 e até 16 inputs

de sensores

7X

G3124

- R

A2

4

7X

G3123

– R

A2

3

7X

G3120

– R

A2

0

7X

G3130

– R

A3

0


Sistema de proteção contra arco elétrico

Módulo RA23

Sensor de arco

Componentes ReyArc - Aplicação comum

Módulo Interface de arco

Módulo RA23

Detecção rápida de

arco

Detecção total e tempo

de operação <2ms

Versões com 1 ou 2

sensores

Interface com relé de

sobrecorrente

RA23

Trip CB

Overcurrent

Relay

RA30Arc Sensor

RA30Arc Sensor

Sensores

instalados no

compartimento

do TC

Sensores

instalados na

câmara de

terminação dos

cabos

RA23 e relé de sobrecorrente

proporcionam tripping do

disjuntor

• RA23 projetado para interface

com relé de sobrecorrente

• As saídas são alimentadas nas

entradas binárias do relé de

sobrecorrente

• O relé de sobrecorrente é

necessário para executar o

tripping do disjuntor e alarme de

supervisão

• O tripping de arco também pode

ser implementado sem qualquer

intertravamento de uma função

de sobrecorrente


Sistema de proteção contra arco elétrico

Módulo RA20

Sensor de arco

Componentes ReyArc - Aplicação comum

Monitor de arco

Módulo RA20

Design compacto

Montagem simples

Dois contatos de

desligamento de alta

velocidade

Opções de alimentação

auxiliar para conexão

AC ou DC

Sensores

instalados na

câmara do TC

Sensores

instalados na

câmara de

terminação dos

cabos

RA20 e relé de sobrecorrente

proporcionam tripping do

disjuntor

RA20

Trip CB

Overcurrent

Relay

RA30Arc Sensor

RA30Arc Sensor

Trip

Bus CBSensores

instalados na

câmara do Disj.

Tripping do RA20 pode ser

combinado com o relé de

sobrecorrente


Sensor de arco elétrico 7XG3130 RA30

7XG3130 – RA30

Detecção dianteira 180º

Detecção de luz de arco

direta e refletida

Permite posicionar o

sensor dentro ou fora do

compartimento

Opção para cabo blindado

Reforço metálico

Instalação do sensor

Design robusto e

compacto para fácil

instalação

Cobertura do

compartimento do

TC

Cobertura do

compartimento do

barramento


Sensor de arco elétrico 7XG3130 RA30

Instalação do sensor

Módulo selado,

adequado para

ambientes agressivos

Cobertura do

compartimento do

barramento

Cobertura da câmara

do disjuntor


Caso de uso:

Proteção de arco elétrico com ReyArc


• Industria alimentícia de grande porte – região sul

• Ocorrência de arco voltaico em painel de média tensão com

danos em outros equipamentos do sistema de alimentação da

planta

Situação – Desafios

• Instalação de sistema de proteção

seletivo e detecção de arcos voltaicos

com monitores ReyArc RA20

• Circuito dividido em zonas de proteção,

diminuindo a indisponibilidade do

sistema em caso de faltas

Solução

• Investimento mínimo e seguro:

• Sistema de alta velocidade para

eliminação de curto circuito interno

• Redução dos danos e prejuízos

causados por arcos e faltas

• Maior segurança para as equipes de

operação e manutenção

Benefícios

Prejuízos incorridos:

850.375

625.375

225.000

Valores estimados em R$

Danos materiais

3 painéis MT

totalmente danificados

Prejuízos

econômicos

Linha de produção

parada por 3 dias

+ Risco humano!


Caso de uso:

Proteção de arco elétrico com ReyArc


Atuação do sistema de proteção e detecção em curto circuito


Muito obrigado!

Pedro Ivo Dantas Corrêa

Engenharia de Aplicação

[email protected]

(11) 97068-7994

Energy Management

Digital Grid Products

www.siemens.com/energy-automation-products


proteção contra arcos elétricos: benefícios da implantação ... · •proteção de barramento...

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