Ensinando Elétrica  | Dicas e Ensinamentos

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A função do Relé termico

A função do Relé bimetálico é atuar desligando o motor antes que o limite de deterioração seja
atingido. O relé assume a proteção contra sobrecarga das cargas elétricas (motores), dos
condutores de alimentação e dos outros dispositivos de manobra.

Os relés térmicos bimetálicos de sobrecarga são construídos com a função de proteção do
sistema elétrico de potência (motores) contra sobrecarga de longa duração, falta de fase e/ou
falta de tensão. São passíveis também de auxiliar na identificação de defeitos, de atuar
disparando alarmes, sinalizações e de abrir disjuntores.

Estes dispositivos de proteção objetivam evitar o aquecimento elevado da fiação interna do
motor quando ocorre uma circulação de corrente acima da tolerada nos seus enrolamentos.
Este aquecimento acarreta a redução da vida útil do motor e também desgasta a isolação dos
seus enrolamentos internos. 


Nota: neste trabalho, a nomenclatura completa para o relé térmico bimetálico de sobrecarga
será simplificada para relé de sobrecarga.

Principio de funcionamento

Os relés de sobrecarga têm seu princípio de funcionamento baseado na diferente dilatação de
dois elementos metálicos (lâminas), que possuem diferentes coeficientes de dilatação térmica.
As lâminas bimetálicas são envolvidas por uma bobina pela qual passa a corrente de carga.

Na ocorrência de uma falta de fase, sobrecarga ou queda de tensão acentuada,
consequentemente ocorre um aumento da corrente elétrica. Tal corrente provoca na bobina um
aquecimento, e por transferência de calor (efeito joule) o par de lâminas também é aquecido.
As lâminas unidas rigidamente (soldadas) uma à outra, então aquecidas neste momento,
dilatam-se diferentemente, provocando modificações no seu comprimento e forma. 

O aquecimento das lâminas é provocado pela corrente, que ultrapassou valores determinados. 

O aquecimento excessivo de uma das duas extremidades do par bimetálico irá provocar o
curvamento da sua outra extremidade, acarretando em um pequeno movimento físico,
aproveitado para acionar (movimentar) os contatos do relé.

NOTA: As lâminas do relé de sobrecarga são denominadas de bimetal, par bimetálico ou par
termoelétrico.

Partes constituintes do relé de sobrecarga

Botão embutido e giratório. Ajusta a corrente nominal da carga. Acionado com uma
chave fenda ou Philips.

Botão VERDE, pressionável → RESET←. Botão embutido, de arrastar →TEST←.
Ambos formam o conjunto de teste para verificar se o relé está em condições normais
de atuação. O botão de TEST ao ser acionado, com o auxilio de uma ferramenta de
pequeno porte, mostra a letra T, no visor. Nesta condição, os dois contatos auxiliares
do relé são invertidos, ou seja, o aberto se fecha e o fechado se abre. Para retornar os
contatos às posições de repouso originais, pressiona-se o botão verde, RESET. Esta
ação se faz sem a necessidade da abertura da tampa protetora do relé.

Botão VERMELHO, pressionável →STOP←. Pressionando-se este botão o contato
auxiliar NC 95 – 96 seremos invertidos, ou seja, se abrirá. É um botão que testa
mecanicamente a inversão do contato NF do relé. Não atua sobre o contato NA.

Botão destrava H ou A. O relé é ajustado pela fábrica para religamento manual (H) e
com bloqueio contra religamento automático. Nesta situação, para ligar novamente a
carga devemos acionar manualmente o botão de reset (verde) do relé bimetálico. A
letra H (hand) indica posição manual e a letra A indica posição automática.

Terminal A2 para bobina do contator. Usado quando o relé bimetálico for acoplado
fisicamente aos contatos do contator, omitindo o terminal A2 da bobina. Para outras
opções de fixação do relé (painéis, trilhos) este terminal não é utilizado ou é
inexistente.

Um contato auxiliar ou de comando NC ou NF – Contato tipo fechado em repouso,
com numeração 95 - 96. 

Um contato auxiliar ou de comando NO ou NA – Contato tipo aberto em repouso, com
numeração 97 - 98.

Três contatos principais ou de carga NO ou NA – contatos abertos que dão sequência
aos três pares bimetálicos. Recebem as três fases para a alimentação da carga e
quando acionados, conduzem sua corrente nominal. Identificados pelos algarismos
1,3,5 ou as letras L1,L2,L3 (linha) para a entrada da alimentação e 2,4,6 ou T1,T2, T3
(terminal) para a saída até carga. 

Vantagens do relé de sobrecarga sobre os fusíveis:

O relé de sobrecarga compensa automaticamente as mudanças de
temperatura ambiente, porque o seu funcionamento depende da temperatura
dos seus elementos térmicos.
O relé térmico pode ser ajustado, dentro de determinada faixa de corrente.
O relé pode ser testado.
O relé possui certa inércia, não operando durante a partida.
Os fusíveis são de difícil ajuste.


Nota: Os relés bimetálicos, como elementos de proteção que são, são identificados pela letra
maiúscula F e numerados em sequência, a partir do algarismo 1.


Como calcular Correção de Fator de Potencia 8 Passos

Você está prestes a começar a calcular a Correção de Fator de Potência. Isso lhe permite calcular a potência aparente, a potência real, a potência reativa e seu ângulo de fase. Considere a equação de um triângulo reto. Então para calcular o ângulo, você precisa saber as leis do cosseno, seno e tangente. Você também precisará saber o teorema de Pitágoras ( c² = √(a² + b²) ) para calcular as magnitudes dos lados do triângulo. Você também precisará saber em qual unidade a potência está. A potência aparente é medida em Volt-Ampére (VA). A potência real é medida em Watts e a potência reativa é medida em unidades chamadas de Volt-Ampére-Reativo (VAR). Há várias equações para calcular esses valores e todas serão citadas nesse artigo. Agora você tem a base do que você está tentando calcular.

1
Calcule a impedância. (Finja que a impedância está no mesmo lugar que a potência aparente na foto acima). Então, para encontrar a impedância, você precisa usar o teorema de Pitágoras c² = √ (a² + b²).


    Calculate Power Factor Correction Step 2.jpg
  1. 2
    Portanto, a Impedância Total (representada por um Z) é igual à Potência Real elevada ao quadrado mais a Potência Reativa elevada ao quadrado e depois tire a raiz quadrada da resposta.
    • ( Z = √(60² + 60²) ). Então se você colocar na sua calculadora científica você receberá a resposta de 84.85Ω. ( Z = 84.85Ω ).
  2. Calculate Power Factor Correction Step 3.jpg
    3
    Encontre seu ângulo de fase. Agora você tem a hipotenusa, que é a sua impedância. Você também tem o seu lado adjacente que é a potência real e você tem o seu lado oposto que é a potência reativa. Para encontrar o ângulo, você deve usar qualquer uma das leis ditas anteriormente. Por exemplo, nós usamos a Lei da Tangente, que é o lado oposto dividido pelo lado adjacente (Reativa/Real).
    • Você deve ter uma equação que fique assim: (60/60 = 1)
  3. Calculate Power Factor Correction Step 4.jpg
    4
    Tire o inverso da tangente e obtenha o Ângulo de Fase. O inverso da tangente é um botão na sua calculadora. Agora você tem o inverso da tangente da equação no passo anterior e isso lhe dará o ângulo de fase. Sua equação deve ficar assim: tan ‾ ¹ (1) = Ângulo de Fase. Então a sua resposta deve ser 45°.
  4. Calculate Power Factor Correction Step 5.jpg
    5
    Calcule a sua Corrente total (Amps). Sua corrente está em amps, também representada como um “A”. A fórmula usada para calcular a corrente é a Voltagem dividida pela Impedância, o que numericamente fica algo como: 120V/84.85Ω. Agora você tem uma resposta aproximadamente 1.141A. ( 120V/84.84Ω = 1.141A ).
  5. Calculate Power Factor Correction Step 6.jpg
    6
    Agora você deve calcular a sua potência aparente que é representada por um “S”. Para isso, você não precisa calcular o teorema de Pitágoras, porque a sua hipotenusa foi considerada sua impedância. Lembrando que a potência aparente é na unidade de Volt-ampére, nós podemos calcular usando a seguinte fórmula: Voltagem ao quadrado dividido por sua total impedância. Sua equação deve ficar: 120V²/84.85Ω. Você deve ter a resposta de 169.71VA. ( 120²/84.85 = 169.71 )
  6. Calculate Power Factor Correction Step 7.jpg
    7
    Agora você deve calcular a potência real que é representada como “P”. Para calcular a potência real você deve ter encontrado a corrente, que você fez no passo quatro. A potência real, que está em Watt, é calculada multiplicando a corrente ao quadrado (1.141²) pela resistência (60Ω) no seu circuito. Você deve ter uma resposta de 78.11 watts. Sua equação deve ficar assim: 1.141² x 60 = 78.11
  7. Calculate Power Factor Correction Step 8.jpg
    8
    Calcule o seu Fator de Potência! Para calcular seu fator de potência, você precisa da seguinte informação: Watts e Volt-ampéres. Você já calculou essa informação nos passos anteriores. Seu Watt é igual a 78.11W e seus Volt-ampéres é igual a 169.71VA. A fórmula para o fator de potência, também representada por Fp, é Watts dividido por Volt-ampéres. Você deve ter uma equação dessa forma: 78.11/169.71 = .460
    • Isso também pode ser expresso em porcentagem, portanto, você multiplica .460 por 100, dando um fator de potência de 46%.
    • Esse é apenas um exemplo básico de como calcular um ângulo de fase e fator de potência. Há circuitos muitos mais complicados, incluindo a potência capacitiva e resistências mais altas e reactância.
    • Quando for calcular sua impedância, use a função da tangente inversa e não apenas a função da tangente regular. Isso lhe dará um ângulo de fase incorreto.

  8. Fonte Original: Wikihow

Como instalar chuveiro elétrico 220Volts ou 127Volts

Oi Pessoal respondendo os pedidos dos internautas resolvemos criar esse artigo " faça você mesmo " como instalar seu chuveiro elétrico.

Como trocar/instalar um chuveiro elétrico

Dicas para não passar apuros nos dias de frio.

Nos dias frios de inverno, depois que você entra no banho e se acostuma com aquela água quentinha, nem dá mais vontade de sair debaixo do chuveiro, não é mesmo? Mas quando esse chuveiro elétrico que proporciona um banho tão relaxante pifa, o que fazer?

O chuveiro elétrico transforma energia elétrica em térmica. Nos dias frios as pessoas utilizam a posição inverno na temperatura do aparelho com mais frequência, exigindo mais potência. Por isso, maior é a chance do seu aparelho estragar em pleno inverno.

Mas nada de pânico nessa hora. Você sabia que trocar chuveiro pode ser mais simples do que parece? Felipe Vieira do Blog Ensinando Elétrica, conta que a melhor dica para  uma pessoa leiga no assunto trocar um chuveiro é desligar a chave geral que fica na frente da casa ou nas garagens dos prédios. Antes de colocar a mão na massa, mais uma dica importante: “Nunca mexa em eletricidade quando estiver molhado, descalço, com chaves que não tenham um bom isolamento nos cabos (emborrachados)”, alerta Felipe.

Com alguns cuidados, você mesmo pode colocar um aparelho novo e curtir um bom banho de água quente novamente.

Confira esse passo a passo:

Você vai precisar de: chave de fenda, fita veda-rosca, fita isolante e, é claro, um chuveiro elétrico novo!

1- Desligue o disjuntor do banheiro na caixa de distribuição de luz. Nas instalações mais modernas, há uma tomada ao lado do chuveiro. Neste caso, desligue apenas essa tomada.

2- Certifique-se que as torneiras do chuveiro estão bem fechadas. Para garantir, feche o registro de água. Retire a fita isolante de todos os fios do chuveiro.

3- Com uma chave de fenda, desconecte os fios que ligam o chuveiro à rede elétrica. São 3 fios: dois para a rede elétrica e um fio terra (fio obrigatoriamente verde que serve para evitar choques no banho, pois a água é condutora de eletricidade).

4- Desrosquei e o chuveiro antigo do cano. Nessa hora, segure com uma das mãos o cano que sai da parede, para evitar que ele quebre.

5- Passe a fita veda-rosca no cano que sai da parede e no aparelho novo (passe 8 voltas de fita no sentido horário) e instale o novo chuveiro. A fita veda-rosca evita vazamentos.

6- Com a ajuda da chave de fenda, parafuse os novos fios no conector de fios (aperte bem porque se ficar pouco apertado o fio esquenta e derrete ou desliga o disjuntor). Use fita isolante para vedar todas as conexões. A fita isolante evita choques.

E no final coloque a mangueirinha.

Importante: Antes de ligar a chave geral, abra o chuveiro e deixe a água fria escorrer por um minuto para não queimar a nova resistência. Confira se não há vazamentos por má vedação.

Lembrando as dicas importantes de segurança:

- Nunca mexa na rede elétrica se estiver com o corpo molhado.
- Use tênis ou sandálias com sola de borracha quando mexer com aparelhos elétricos. Nunca trabalhe descalço.
- Se ficar na dúvida, contrate um profissional da área.

Na Pratica


Chuveiro elétrico
Chuveiro elétrico
Atenção: a voltagem do chuveiro escolhido deve ser a mesma do que a do local de instalação (127V, 220V)
    Acompanha
  • Mangueira
  • Chuveirinho
  • Suporte para mangueira
  • Cano para chuveiro (em alguns modelos)
  • Redutor de pressão
Sempre confira o manual que acompanha o produto caso tenha dúvidas

Antes de começar

Feche o registro de alimentação do banheiro
Abra o registro do chuveiro para eliminar possíveis resíduos da tubulação. Depois, feche.
Desligue a chave geral de energia elétrica ou os disjuntores.
Verifique com a chave teste se não passa mais corrente
Verifique se o disjuntor e a bitola do fio de alimentação elétrica estão de acordo com a potência da ducha conforme especificado no manual do fabricante
Certifique-se de que o fio terra do aparelho esteja conectado a um sistema de aterramento

1. Prepare o chuveiro

Passe fita veda rosca na rosca de entrada de água do chuveiro.
Prepare o chuveiro

2. Instale o redutor de pressão

Em condições de alta pressão, o redutor garante a pressão adequada ao funcionamento do chuveiro. Se for necessário, instale-o. Ele vem com o produto.
Instale o redutor de pressão

3. Encaixe o chuveiro

Posicione a rosca de entrada de água da ducha no ponto de saída de água da parede. Rosque-a no sentido horário deixando a saída de água da ducha voltada para baixo.
Encaixe o chuveiro

4. Conecte os fios

Conecte os fios de alimentação da ducha aos fios da rede elétrica e isole-os com fita isolante ou conectores elétricos.
Conecte os fios

5. Encaixe os acessórios

Encaixe a mangueira, chuveirinho e suporte do chuveirinho.
FEncaixe os acessórios

6. Deixe fluir água

Antes de ligar o disjuntor, deixe fluir água pela ducha por alguns minutos.
Deixe fluir água

7. Ligue a energia e o chuveiro

Ligue a energia elétrica. Agora, você já pode usar o chuveiro posicionando o seletor de temperatura para a posição desejada.
Ligue a energia e o chuveiro
Abaixo você pode visualizar como deve ser o circuito em 220V utilizando 2 fases e 1 terra, para circuitos 127V é necessario 1 fase 1 neutro e 1 terra.

Como Instalar Geradores

Toda instalação onde se utiliza o grupo gerador como fonte alternativa de energia elétrica necessita, obrigatoriamente, de uma chave reversora ou comutadora de fonte. Somente nos casos onde o grupo gerador é utilizado como fonte única de energia, pode-se prescindir da utilização deste dispositivo. Tem a finalidade de comutar as fontes de alimentação dos circuitos consumidores, separando-as sem a possibilidade de ligação simultânea. Para isso, as chaves comutadoras de fonte são construídas de diversas formas e dotadas de recursos que vão desde o tipo faca, manual, até as mais sofisticadas construções com controles eletrônicos digitais, comandos e sinalizações locais e remotas, passando pelos tipos de estado sólido, de ação ultra-rápida.

A concepção mais simples de chave reversora seria o contato reversível, conhecido como SPDT (Single Pole Double Trhrow) utilizado nos relés. Nos grupos geradores, a chave reversora, geralmente, é de três pólos (nos grupos geradores trifásicos). A opção manual, tipo faca, aberta, fabricada para operação sem carga, ainda encontra aplicações, seguindo-se os modelos para montagem em painel e as de acionamento elétrico, automáticas, constituídas por pares de contatores ou disjuntores motorizados com comandos à distância para abertura e fechamento.

As chaves reversoras com comandos elétricos, na sua extensa maioria, são constituídas por pares de contatores ou disjuntores motorizados. As chaves dedicadas, isto é, construídas com a finalidade específica de efetuar a comutação das fontes, não são muito conhecidas, especialmente no Brasil, onde não há fabricante que ofereça esta opção aos montadores de grupos geradores.

A não utilização da chave reversora pode causar sérios riscos às instalações e às pessoas,
da seguinte forma:

a)       Queima de equipamentos, no momento do retorno da energia fornecida pela concessionária, caso o grupo gerador esteja funcionando sem chave reversora e o disjuntor geral encontrar-se INDEVIDAMENTE ligado;

b)       Riscos para as pessoas e possibilidades de incêndios provocados por descargas elétricas sobre materiais combustíveis, como conseqüência do evento citado no item anterior;

c)        Energização indevida da rede elétrica da concessionária, podendo vitimar eletricistas que estejam trabalhando na rede ou no quadro de medição;

d)       O acionamento da chave reversora (se manual) somente deve acontecer com os equipamentos desligados (sem carga).

Todas as concessionárias de energia exigem que as chaves reversoras sejam dotadas de intertravamento mecânico. Adicionalmente, nas chaves com acionamento elétrico, são utilizados contatos auxiliares para fazer o intertravamento elétrico.

Para os sistemas com reversão de carga em transição fechada (em paralelo com a rede) há exigências específicas que devem ser atendidas, conforme estabelecido nos contratos de fornecimento e de uso e conexão, firmados entre as concessionárias e as unidades consumidoras.

As concessionárias de energia determinam que os circuitos de emergência supridos por grupos geradores devem ser instalados independentemente dos demais circuitos, em eletrodutos exclusivos. Não é permitida qualquer interligação destes circuitos com a rede alimentada pela concessionária. Os grupos geradores devem ser localizados em áreas arejadas, protegidos de intempéries e isolados do contato com pessoas leigas, principalmente crianças. Recomendam, ainda, a observância às normas técnicas, em especial a NBR-5410 da ABNT, em conformidade com o Decreto 41019 de 26/02/57 do Ministério das Minas e Energia e resolução Nº 456 da ANEEL sobre as condições gerais de fornecimento de energia.

O conceito básico é:

Chaves de transferência
chave reversora

Chave reversora manual de três posições:
0 = (Centro) desligada
I = Fonte 1
II = Fonte 2


Abaixo, um diagrama típico de instalação do grupo gerador:



Na maioria das aplicações, o grupo gerador é utilizado como fonte de emergência para atender apenas cargas essenciais, casos em que há um circuito de emergência em separado dos consumidores não essenciais:

chave de transferencia

Também podemos dividir o circuito de emergência, de forma que, havendo disponibilidade de energia da fonte de emergência, estabelecemos prioridades para os circuitos alimentados.

cicuito de emergência


Usualmente, adota-se como base do sistema de transferência a solução do par de contatores montados lado a lado:

Chave reversoraChave reversora

A trava mecânica impede que os dois contatores possam ser fechados simultaneamente. Além disso, as bobinas dos contatores K1 e K2 são intertravadas eletricamente por meio de contatos ou relés auxiliares, de forma que impossibilite a alimentação de uma se a outra estiver energizada. Adicionalmente, podemos acrescentar lâmpadas de sinalização para indicar o estado da chave de transferência:

Chave reversora

transferência automática


Nos sistemas automáticos, as funções liga e desliga rede e gerador são executadas por contatos de relés comandados pelo sistema de controle.

Na entrada do grupo gerador é indispensável um meio de desconexão e proteções contra curto-circuito. As empresas de telecomunicações exigem que, tanto o lado da rede quanto o do grupo gerador sejam protegidos com blocos de fusíveis de ação retardada. Os disjuntores termomagnéticos, quando utilizados, devem ter tempo de desconexão de 5 Hz, ou seja, cerca de 80 ms.

Para tornar o sistema automático, devemos acrescentar um dispositivo sensor da rede, capaz de perceber as falhas de tensão ou freqüência e fechar um contato para comando da partida do grupo gerador. Este(s) sensor(es) deve(m) ter seus parâmetros ajustáveis, incluindo um tempo de confirmação da falha, para evitar partidas do grupo gerador em decorrência de picos instantâneos de tensão. Deve monitorar o retorno da rede à normalidade e acionar um contato para retransferência da carga, devendo, a partir daí, o sistema de controle permitir o funcionamento do grupo gerador em vazio para resfriamento, antes de acionar o dispositivo de parada. Quando não incluídos no sistema de controle, sensores de tensão e freqüência para o grupo gerador também devem ser previstos. O monitoramento ideal é sobre as três fases, sendo freqüente o uso de sensores monofásicos no lado do grupo gerador, principalmente. Em geral, ajusta-se os sensores para variações de 20% de tensão e 5% de freqüência, para mais ou para menos, e um tempo de confirmação de dois a cinco segundos.

Por definição, os sensores de tensão e freqüência executam as seguintes funções de relés ANSI:
N° ANSIFunção
27Subtensão. Relé que atua quando a sua tensão de entrada é inferior a um valor predeterminado.
59Sobretensão. Relé que atua quando a sua tensão de entrada for maior que um valor predeterminado.
81Relé de freqüência. Dispositivo que opera quando a freqüência (ou sua taxa de variação) está fora de limites determinados.

A maioria dos fornecedores de grupos geradores utiliza estes dispositivos como parte integrante dos seus sistemas de controle ou USCA´s, de fabricação própria. No mercado, podem ser encontrados diversos fornecedores destes dispositivos, tanto analógicos quanto digitais, alguns dotados de múltiplas funções integradas.
chave de transferencia automatica
Eventualmente, a função 81 poderá não ser utilizada para a rede, baseando-se no pressuposto de que não ocorrem variações de freqüência da rede. Entretanto, dependendo do local da instalação, estas variações podem ocorrer.

Em muitas aplicações, são utilizados disjuntores com comandos motorizados em substituição aos contatores. Alguns fornecedores disponibilizam conjuntos montados, com opção de adição de componentes definidos pelo cliente. Por exemplo:

Montagem
Opcionais
Transferência automática
  • Alavanca de Carregamento manual das molas.
  •  Botão mecânico de fechamento.
  •  Botão mecânico de desligamento.
  •  Indicador mecânico de molas carregadas.
  •  Relé de fechamento.
  •  Relé de abertura.
  •  Motor elétrico com redutor para carregar as molas de fechamento.
  •  Micro-switch para telessinalizar o carregamento das molas de abertura.
  •  Contatos auxiliares.
  •  Bloqueio da chave até que o defeito seja sanado, só podendo voltar a operar assim que seja dado o RESET manual.
  •  Dispositivo eletrônico de retardo (200 ms).
  •  Relé antibombeamento.
  •  Relé de subtensão.
  •  Bloqueio mecânico tipo Yale e cadeado.
  •  Bloqueio da chave até que o defeito seja sanado, só podendo voltar a operar assim que seja dado RESET elétrico.
  •  Contador mecânico de manobras.
  • Proteção à terra - 51N - Ground Sensor.
  • Outros acessórios, dependendo se os disjuntores são de execução fixa ou extraível


FUNÇÕES DO SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA AUTOMÁTICA


transferencia automatica

Nos controles digitais, estas funções estão inclusas e apenas os pontos de ligação dos contatos de comando são acessíveis.

Considerando a possibilidade de manutenção ou reparos no sistema de transferência, é conveniente a instalação também de uma chave de bypass. Esta chave, permite que as cargas sejam alimentadas diretamente pela rede ou pelo grupo gerador, sem utilizar a chave de transferência, permitindo que esta possa ser desativada temporariamente ou removida para reparos. A utilização deste componente requer detalhamento do projeto junto ao usuário para definir a seqüência de operação desejada, a fim de eliminar os riscos de paralelismo acidental das fontes. É possível estabelecer o bypass só para a rede, para o grupo gerador ou para ambos alternativamente, dependendo da configuração desejada. No caso das chaves dedicadas, o bypass pode ser com ou sem interrupção da alimentação das cargas de emergência. Alguns fornecedores disponibilizam este item como opcional.


CHAVES DEDICADAS

Entende-se como chaves de transferência dedicadas àquelas construídas especificamente para comutação entre duas fontes de energia, diferentemente da concepção anterior com base em contatores ou disjuntores. Basicamente, é um mecanismo que combina as ações de massa e campo magnético para impulsionar os contatos no sentido de uma das fontes ao mesmo tempo em que desconecta a outra, sem possibilidade de paralelismo acidental. As concepções utilizadas variam de um para outro fabricante. A Cummins Power Generation, uma das mais conceituadas marcas, utiliza um atuador linear bi-direcional para a mudança de contatos entre as fontes, além de prever o intertravamento elétrico dos comandos e oferecer diversos recursos de supervisão e controle microprocessados.

Chave de transferencia


A Hubbell oferece um tipo de chave dedicada similar, porém com o mecanismo de acionamento diferente.
Chave de transferencia
  1.  - Contatos da entrada de rede
  2.  - Contatos da entrada de grupo gerador;
  3.  - Terminais de ligação da entrada de gerador;
  4.  - Terminais de saída para a carga;
  5.  - Conexões de campo;
  6.  - Controle de transferência;
  7.  - Contatos auxiliares de grupo gerador;
  8.  - Relé de controle de transferência;
  9.  - Conjunto de acionamento;
  10.  - Contatos auxiliares de rede;
  11.  - Dispositivo de teste (opcional);
  12.  - Conexões de campo;
  13.  - Terminais de entrada da rede;

PROBLEMAS DA TRANSFERÊNCIA

Cada circuito consumidor tem características próprias, resultantes dos dispositivos alimentados. Um edifício comercial difere fundamentalmente de uma indústria com a mesma capacidade instalada. Enquanto no edifício predominam cargas de iluminação, elevadores, pequenos no-breaks, computadores e ar condicionado, na indústria a carga predominante, provavelmente, será de motores elétricos.

Quando ocorre uma falta de energia, o grupo gerador de emergência dotado de sistema de transferência automática é acionado e no intervalo médio de 10 a 15 segundos assume as cargas. Este intervalo é suficiente para que os motores em funcionamento parem de girar e todos os circuitos se desenergizem. Entretanto, quando do retorno da concessionária, o sistema aciona o desligamento  do gerador e o ligamento da rede, um após o outro, num intervalo médio de 100 a 200 ms. Isto faz com que, ao ser religada a rede, os motores, por inércia, ainda estão girando praticamente na mesma rotação. O mesmo ciclo acontece nas transferências onde se utilizam grupos geradores nos horários de ponta, quando no início se transfere a carga da rede para o gerador e no final, quando ocorre a transferência inversa. Os motores em movimento, sem receber energia,  geram tensão que percorre o circuito em sentido inverso, no intervalo de transferência, que irá se contrapor à fornecida pela fonte que assume a carga, produzindo um surto capaz de trazer perturbações e queima de equipamentos. Quando há este tipo de problema, a solução é fazer a transferência num intervalo de tempo programado, desligando-se uma fonte e aguardando um tempo suficiente para que todos os motores parem, antes de efetuar o ligamento da fonte substituta. A isto,  habitualmente chamamos de transferência com transição programada.

Para os edifícios comerciais com muitos elevadores, uma alternativa freqüentemente adotada é incluir no sistema um relé programado para fechar um contato durante o tempo suficiente para que todos os elevadores sejam desligados no andar térreo (ou no mais próximo de onde se encontram), permanecendo desligados até que a transferência se realize. Esta providência é interessante porque, no caso da transferência da rede para o gerador, permite que os elevadores sejam acionados um após o outro, reduzindo assim o surto de corrente de partida que ocorreria com a partida simultânea de todos os elevadores ao mesmo tempo. Esta função é um item opcional nas chaves Cummins Power Generation.

Uma outra forma de efetuar a transferência sem perturbações é a transição fechada, em paralelo com a concessionária, que pode ser instantânea ou com rampa de carga. Para adotar esta solução, é necessário consultar a concessionária e, conforme o caso, aditar o contrato de conexão e uso, para prever esta função. É a forma mais conveniente para quem utiliza grupos geradores para geração nos horários de ponta.

A transferência instantânea significa aplicação de carga brusca e a rampa de carga só pode ser utilizada nas transferências com as duas fontes presentes e normais. No caso de uma falta de energia, a entrada do grupo gerador na condição de emergência é feita em barramento morto, assumindo todas as cargas que estiverem ligadas, instantaneamente.

Existem chaves que efetuam a transferência em transição fechada com um tempo de paralelismo menor do que 5 graus elétricos (0,00023 seg). Como as proteções normalmente exigidas pelas concessionárias têm tempos de atuação de 100 ms, estas se tornam desnecessárias, porém, podem ser exigidas, a seu critério, por condições contratuais.


chave de transferencia
chave bypass
Chave de transferência automática ASCO série 7000 microprocessada e com bypass de isolação, montagem extraível.Transferência em transição fechada dentro do intervalo de 5 graus elétricos.

Podem ser exigidas as seguintes proteções ANSI, além de outras consideradas desejáveis pela concessionária:
Nº ANSI
FUNÇÃO
27
Relé de Subtensão - Relé que atua quando a sua tensão de entrada é menor do que um valor predeterminado
32
Relé Direcional de Potência - Relé que atua quando um fluxo de potência circula no sentido contrário ao predeterminado.
47
Relé de Seqüência de Fase de Tensão - Relé que atua para um valor de tensão polifásica na seqüência de fase estabelecida.
59
Relé de Sobretensão - Relé que atua quando sua tensão de entrada for maior do que um valor predeterminado.
81
Relé de freqüência - Dispositivo que opera quando a freqüência (ou taxa de variação) está fora de limites predeterminados.

Os contatores ou disjuntores recebem a designação ANSI 52 - Disjuntor de Corrente Alternada = Dispositivo de manobra e proteção capaz de estabelecer, conduzir e interromper correntes alternadas em condições normais do circuito, assim como estabelecer, conduzir por tempo especificado e interromper correntes alternadas em condições anormais especificadas do circuito, tais como as de curto-circuito.

CHAVES ESTÁTICAS
Resultado da tecnologia dos semicondutores, atualmente são comercializadas chaves de transferência sem contatos móveis, baseadas em retificadores controlados de silício (SCR).

São utilizadas, principalmente, nos sistemas UPS (Uninterruptible Power Suppliers) ou no-breaks estáticos e atualmente começam a encontrar aplicações nas instalações de grupos geradores. A transferência com chave estática ocorre em transição aberta, isto é com interrupção de 2 a 4 ms. Esta interrupção é imperceptível e não detectada pelos equipamentos consumidores.

O SCR é um diodo que opera como um circuito aberto quando nenhuma corrente é aplicada ao GATE. Um sinal aplicado ao GATE fecha o circuito e faz com que ele se mantenha fechado, conduzindo do ANODO para o CATODO, enquanto permanecer o sinal. Uma vez removido o sinal, ele irá parar de conduzir quando a corrente circulante atingir o valor zero. Usando esta propriedade, é possível construir um sistema com controle eletrônico gerando o sinal para o gate e montar uma chave comutadora de fontes onde é possível determinar o momento em que uma ou outra fonte será ativada ou desativada.

chave de transferencia

Sistemas microprocessados adicionados aos controles adotados, implementam a utilização desta solução. Entretanto, neste tipo de transferência a carga é aplicada subitamente, na sua totalidade, ao grupo gerador.

TRANSFERÊNCIA COM RAMPA DE CARGA

É feita na condição de transição fechada, em paralelo com a rede, durante um tempo programado. O sistema de transferência necessita monitorar, por meio de transformadores de corrente, a energia circulante e atuar sobre o sistema de combustível do motor. Sua utilização requer proteções definidas pela concessionária local.

transferencia automatica

A transferência com rampa de carga é feita sincronizando o grupo gerador com a rede e, em seguida, comandando o fechamento das chaves de paralelismo (52). O paralelismo, feito por um sincronizador automático, controla tensão e freqüência do grupo gerador e verifica a seqüência de fases. No caso de falha da rede e entrada do grupo gerador na condição de emergência, teríamos a seqüência:

transferencia em rampa

No caso da partida do grupo gerador com a rede presente (horário de ponta):

transferencia em rampa

O sistema deve supervisionar o fluxo de corrente e manter a dosagem do combustível para que, no momento do fechamento de 52G o grupo gerador não entre em carga nem seja motorizado pela rede. Uma vez fechado 52G, tem início o processo de transferência de carga numa taxa programada com incremento em kW por segundo e o limite não pode exceder a potência do grupo gerador.
Em geral, o mesmo sistema pode ser utilizado para suprimento de energia em regime de peak shaving. Isto é, o grupo gerador permanece em paralelo com a rede suprindo a energia que exceder à demanda prefixada para a rede. As configurações de operação são oferecidas em diversas modalidades e praticamente todos os fornecedores atualmente dispõem de sistemas digitais que podem ser configurados para atender às necessidades do cliente.
O grupo gerador poderá também ser utilizado em paralelo com a rede para geração de potência reativa (KVAr). Neste caso, o sistema de controle deverá ser programado para operar sob fator de potência constante e fazer variar a excitação do alternador, gerando mais ou menos potência reativa. Para a geração de potência ativa o sistema atua sobre o governador de rotações, fornecendo mais ou menos combustível, mantendo a rotação constante e variando a quantidade de kW fornecidos às cargas.
PARA COMPRA DE CHAVE DE TRANSFERÊNCIA, CONSULTE O FABRICANTE DO SEU GRUPO GERADOR.


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