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REGULADORES DE TENSÃO

Trabalho apresentado como parte de avaliação para a disciplina de Geração de Energia - UTFPR/Curitiba em 19/02/2014.
by

Fabiana Paula Hoffmann da Silva

on 19 February 2014

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Transcript of REGULADORES DE TENSÃO

Alunas:
ANA CARLA CORDEIRO
FABIANA PAULA HOFFMANN DA SILVA

DISCIPLINA: GERAÇÃO DE ENERGIA
PROFESSOR: DR. GILBERTO MANOEL ALVES
REGULADORES DE TENSÃO
Ministério da Educação
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Campus – Curitiba
INTRODUÇÃO

Esta apresentação tem como objetivo principal familiarizar tópicos importantes no estudo dos reguladores de tensão utilizados em geradores de Usinas Hidrelétricas.
O regulador é um dispositivo elétrico de controle que mantém a tensão do gerador num regime constante e ideal, mesmo com variações bruscas de carga;

É utilizado para compensar a queda de tensão de linha;

São autotransformadores elevadores/abaixadores com comutador de tensão sob carga.

Vídeo 1
Vídeo 2
APLICAÇÕES
Sumário
Vídeo
REFERÊNCIAS
É utilizado para abaixar ou elevar a tensão;
Podendo ser operado de forma manual ou automático:

Limitador de sobre-excitação;

Limitador de sub-excitação;

Capacidade de fornecer potência de 9,2 KW , com tensão de 110 Vcc e corrente de 90A em Corrente Contínua.
Simbologia
Figura 01 - Simbologia típica.
Fonte: Adaptado pelas autoras.
Definição
Função
Manual :
realizada no painel de controle do regulador;
Automática:
o mecanismo de controle do regulador ajusta os tapes.

(V2/V1) = (N2/N1) = n
Se V2 > V1, temos o aumento da tensão, ao contrário a diminuição.
Com as alterações de tensões os reguladores se ajustam através da mudança
de relação de transformação do transformador:


Figura 02- autotransformador.
Fonte: Adaptado pela Autora.
Função
Figura 04 -Simbologia típica de um regulador 32 degraus.
Fonte: Adaptado pelos Autoroes (2014).
Aplicação
Figura 05 - Simbologia típica de um regulador auto-booster.
Fonte: Adaptado pela Autora (2014).
Normalmente são utilizados os reguladores por degraus que é um equipamento em que a tensão e/ou o ângulo de fase do circuito regulado são controlados em degraus, por meio de derivações, sem interrupção da carga.

São capazes de aumentar ou diminuir a tensão que chega aos seus terminais.

Aplicação
O regulador auto-booster, que é um equipamento que tem por característica interferir no nível de tensão em apenas um sentido, podendo ser regulado apenas para baixar ou elevar a tensão, sendo utilizado com mais frequência como elevador de tensão.

DERIVAÇÃO
Ligação feita em qualquer ponto de um enrolamento, de modo a permitir a mudança na relação de tensões.

TENSÃO NOMINAL DE UM ENROLAMENTO
Tensão de um enrolamento à qual são referidas as características de operação e desempenho.

TENSÃO NOMINAL DE UM REGULADOR DE TENSÃO POR DEGRAUS OU POR INDUÇÃO
Tensão para a qual o regulador é projetado e que serve de base para a avaliação de suas características de desempenho.

Terminologia
Terminologia
POTÊNCIA NOMINAL DO REGULADOR DE TENSÃO

Num regulador monofásico: produto da corrente nominal, sob carga contínua, pela faixa de regulação, em kV, para Elevar ou Diminuir. A potência nominal é expressa em Kva;

Num regulador trifásico: produto determinado para um regulador de tensão monofásico, multiplicado por 3 .

Terminologia
POTÊNCIA PASSANTE DO REGULADOR DE TENSÃO

Num regulador monofásico: produto da corrente nominal, sob carga contínua em ampère, pela tensão nominal em kV;

Num regulador trifásico : produto determinado para um regulador de tensão monofásico, multiplicado por 3.

Terminologia
TENSÃO NOMINAL DO ENROLAMENTO SÉRIE DE UM REGULADOR DE TENSÃO POR DEGRAUS OU POR INDUÇÃO

Tensão entre os terminais do enrolamento série resultante da aplicação da tensão nominal ao regulador, quando o mesmo se encontrar na posição de máxima variação de tensão e fornecendo a potência nominal com fator de potência 0,8 indutivo.

Terminologia
FAIXA DE REGULAÇÃO NOMINAL DE UM REGULADOR DE TENSÃO
Valor a ser somado ou subtraído da tensão nominal do regulador. A faixa de regulação nominal pode ser expressa em "por unidade", porcentagem da tensão nominal ou em kV.

PERDAS TOTAIS
Soma das perdas em vazio com as perdas em carga. A potência de ventiladores, bombas de óleo, resistores de aquecimento e outros equipamentos auxiliares não é incluída nas perdas totais. Quando especificado, devem ser fornecidos dados sobre as perdas de tais equipamentos auxiliares.

Terminologia
PERDAS EM VAZIO
Perdas devidas à excitação do regulador. Incluem as perdas no núcleo, perdas dielétricas e perdas nos enrolamentos devidas à corrente de excitação e à corrente de circulação em enrolamentos ligados em paralelo. Tais perdas variam com a tensão de excitação.

CORRENTE DE EXCITAÇÃO
Corrente que mantém a excitação do núcleo do regulador. Pode ser expressa em ampère "por unidade" ou porcentagem da corrente nominal do enrolamento do regulador no qual esta é medida.

Terminologia
PERDAS EM CARGA DO REGULADOR DE TENSÃO
Perdas consequentes da passagem, pelo regulador, da potência solicitada pela carga. Incluem as perdas na resistência dos enrolamentos devidas à corrente de carga, e as perdas adicionais, devidas ao fluxo de dispersão.

ENROLAMENTO SÉRIE
Enrolamento destinado a limitar a corrente na posição de curto, assim como, na posição assimétrica. Não deve introduzir uma queda de tensão significativa ao circuito. Também denominado de reator ou enrolamento de balanço.

Terminologia
IMPEDÂNCIA DE CURTO-CIRCUITO DO REGULADOR DE TENSÃO

Tensão que faz circular a corrente nominal, sob frequência nominal, através de um enrolamento do regulador, quando outro enrolamento é curto-circuitado. Os enrolamentos respectivos estão ligados como para operação em tensão nominal.
terminologia
IMPEDÂNCIA DE CURTO-CIRCUITO DO REGULADOR DE TENSÃO

Tensão que faz circular a corrente nominal, sob frequência nominal, através de um enrolamento do regulador, quando outro enrolamento é curto-circuitado. Os enrolamentos respectivos estão ligados como para operação em tensão nominal.
Classificação
Classificamos os reguladores segundo três principais critérios:
parâmetros elétricos
parâmetros construtivos
parâmetros de utilização
Parâmetros Elétricos:

1. Tensão de regulação;
2. Corrente nominal do regulador;
3. Potência;
4. Número de Fases;
5. Tipo de Tensão elétrica;
6. Frequência.

Classificação
Parâmetros Construtivos:

1.Regulador de Tensão por degraus;
2.Regulador de Tensão por indução;
3.Regulador em líquido isolante
4.Regulador seco;
5.Regulador para interior;
6.Regulador para exterior.

Classificação
Classificação
Parâmetros Construtivos:

7. Regulador tipo poste;
8. Regulador tipo estação;
9. Regulador tipo estabilizador;
10. Regulador eletrônico ou de estado sólido.

Parâmetros Utilização:

1.Regulador para subestações elevadoras;
2.Regulador para subestações de distribuição;
3.Regulador para linha de distribuição;
4.Regulador para aparelhos elétricos;
5.Regulador para circuitos eletrônicos (corrente contínua e estado sólido).

Classificação
Constituição
Figura 06- Partes componentes Regulador auto - booster.
Fonte: CEEE.

Tampa e Tanque:
Chapas de aço com espessura mínima de 2,65 mm, laminadas a quente, conforme NBR 6650 e NBR 6663.

Alças de Suspensão :
permitem que os reguladores sejam suspensos sem causar danos.



Constituição
Ferragens :
todas as ferragens, exceto as de aço inoxidável, devem ser zincadas por imersão a quente, conforme a NBR-6323.

Juntas de Vedação :
feitas de elastômero deve possuir temperatura compatível com a classe do material isolante dos reguladores.





Constituição
Buchas:
São os dispositivos que permitem a passagem dos condutores dos enrolamentos ao meio externo. São constituídos basicamente por: corpo isolante; condutor passante: de cobre eletrolítico ou latão; terminal: de latão ou bronze; vedação: de borracha e papelão hidráulico.






Constituição
Constituição
Figura 08 - Identificação das Buchas.
Fonte : CEEE-D (2013).

Constituição
Figura 07 - Disposição dos Terminais do Regulador de Tensão.
Fonte: CEEE-D (2013).

Constituição
Caixa de Terminais:
preferencialmente fixada na tampa;

Caixa de Controle:
deve ser fixada ao tanque dos reguladores por meio de parafusos;



Constituição
Líquido Isolante :
mineral isolante, parafínico ou naftênico;

Comutador de Derivações em Carga :
O comutador deve ser construído de tal maneira a evitar a interrupção do fornecimento de energia durante as operações de comutação;


Constituição
Enrolamentos:
Imerso no óleo os enrolamentos dos reguladores devem ser construídos com condutores e/ou laminas de cobre ou alumínio;

Núcleo:
Imerso no óleo e é projetado e construído de modo a permitir o seu reaproveitamento em caso de manutenções;




Constituição
Placa de indentificação :
fixada na parte lateral encontra-se a placa de identificação. A placa deve ser feita em
aço inoxidável ou alumínio anodizado
, de maneira que assegure perfeita visualização dos dados.


Figura 09 - Placa de identificação.
Fonte: ITB equipamentos elétricos.

É basicamente um autotransformador, com a diferença que a parte do enrolamento pertencente à saída é provida de derivações;

A regulação da tensão é conseguida pela redução
ou aumento do número de espiras através
das derivações, por meio de um
sistema mecânico;

Tendo o regulador de tensão um comportamento semelhante ao de um autotransformador ele mantém as ligações dos seus dois enrolamentos tanto eletricamente como magneticamente.



funcionamento
funcionamento
O controle é feito de automática ou por fase;

Através de um relé que percebe a variação de tensão e envia um comando para o motor fazer as
comuntações de Tap’s necessárias:
aumentando ou diminuindo
a tensão de saída.

Figura 10 - Circuito de Controle de um Regulador de Tensão.
Fonte : Resener (2008).


Se ligado em Série: autotransformador Elevador;

Se ligado em Paralelo: auto-transformador Abaixador.

Figura 11 - Transformador elevador.
Fonte: Coutinho (2012).

funcionamento
funcionamento
Figura 12 – Transformador abaixador.
Fonte: Coutinho (2012).

Na mudança de derivações ocorre uma interrupção,
que é ajustada com : incorporação de dois
dedos de contatos Para que não haja
um curto circuito na espira, os
contatos são isolados.

Figura 13 – Regulador de degraus – funcionamento.
Fonte: Coutinho (2012).

funcionamento
Para que não haja um curto circuito na espira, os contatos
são isolados por um outro autotransformador
preventivo conhecido como
reator ponte.

Figura 14 – Regulador de degraus – reator ponte.
Fone: Coutinho (2012).

O enrolamento série é divido em 8 partes, devido a ação da derivação central do reator ele será divido em 16 partes iguais.

Para que o regulador de tensão também tenha a função de abaixador de tensão utilizada-se uma chave reversora que inverte a polaridade
do enrolamento em série. Portanto o
regulador terá ao total
32 degraus.

funcionamento
Figura 15 – Regulador de degraus – chave do regulador.
Fonte: Coutinho (2012).

Alguns dados são requeridos para a especificação a respeito dos reguladores de tensão : são dividos em
39 itens
e
4 categorias (campos característicos)
.

Os 4 campos característicos são:
1.Características do sistema
2.Características do regulador
3.Características do controle e mecanismo
4.Características do conjunto
Especificação
ENSAIOS DE TIPO
:

Tensão suportável nominal de impulso atmosférico;
Fator de potência do isolamento;
Elevação de temperatura;
Exatidão do dispositivo de controle;
Curto-circuito;
Nível de ruído;
Tensão de radio interferência;

ENSAIOS DE TIPO:

Ensaios aplicáveis ao comutador de derivações em carga conforme NBR 8667;
Estanqueidade da caixa de controle conforme NBR 6146;
Análise cromatográfica dos gases dissolvidos no óleo isolante;
Descargas parciais;
Ensaios aplicáveis ao relé regulador de tensão.


ENSAIOS DIELÉTRICOS:

Ensaio de tensão suportável nominal à frequência industrial;
Ensaio de tensão induzida;
Ensaio de tensão suportável nominal de impulso atmosférico.



ENSAIOS DE RECEBIMENTO
:

Inspeção visual;
Resistência elétrica dos enrolamentos;
Relação de tensões;
Polaridade;
Perdas em vazio;
Corrente de excitação;
Impedância de curto-circuito e perdas em carga.

Ensaios
Ensaios
Ensaios
Ensaios
ENSAIOS DE RECEBIMENTO:

Tensão suportável nominal à frequência industrial;
Tensão induzida;
Resistência do isolamento;
Estanqueidade e resistência à pressão;
Verificação do funcionamento dos acessórios e componentes;
Tensão suportável à frequência industrial no dispositivo de controle, acessórios e componentes;
Verificação do esquema de pintura.

Ensaios
Localização:
é determinada a partir do perfil de tensão do alimentador de modo que o sistema opere dentro das faixas recomendadas, levando-se em consideração o crescimento da carga.

Escolha do Regulador de Tensão:

Faixa de Regulação:
é necessário que a faixa de regulação escolhida seja suficiente para corrigir as variações de tensão no ponto de instalação e ainda compensar a queda de tensão no alimentador.



Potência Nominal:
a potência calculada de um RT monofásico é o produto da corrente de carga em Ampères (A) pela faixa de regulação em quilo-Volts (kV).

Instalação
Figura 16 - Banco de Reguladores de Tensão.
Fonte: COPEL.
Tipos de ligação:

Conexão em Delta Aberto :
Esta ligação é vantajosa quando se tratar de ligação em cascata, com isso coloca-se 2 reguladores em cada ponto da cascata, economizando 1 regulador.

Figura 17 - Conexão Delta Aberto.
Fonte: COPEL - NTC 8 135 (p. 4, 2010).
Instalação
Instalação
Figura 18 - Conexão em estrela Aterrado.
Fonte: Toshiba.
Instalação
Instalação
Instalação
Definida de acordo com catálogo e especificação do fabricante.

Procedimentos básicos em inspeções:
Verificar acionamento manual e bloqueio de máximo e mínimo.
Tensão de referência.
Buchas.
Para-raios.
Indicador de nível de óleo.
Válvula de drenagem do óleo.
Retirar amostra do óleo isolante.
Manutenção
NBR 11809
Título: Reguladores de Tensão.
Objetivo: Fixar condições exigíveis para os reguladores de tensão; inclusive os acessórios (Conectores terminais das buchas, indicador de nível de óleo).
Comitê: ABNT/CB-03 – ELETRICIDADE.
Data: 02/1991.

NBR 5389
Título: Técnicas de ensaios elétricos de alta-tensão.
Objetivo: Esta Norma tem por objetivo definir os termos para as aplicações gerais e específicas, fixar requisitos gerais sobre os objetos sob ensaio e procedimentos de ensaio, prescrever os métodos para geração e medição das tensões e correntes de ensaio, prescrever os procedimentos de ensaio e prescrever os métodos para avaliação de resultados de ensaio e estabelecer critérios para aceitação ou rejeição.
Comitê: ABNT/CB-03 – ELETRICIDADE.
Data: 30/04/1992.

NBR 5389

Normas
Normas
Título: Tintas – Determinação da aderência.
Objetivo: Esta Norma prescreve os métodos para determinação da aderência em tintas, pelo método A (corte em X) e pelo método B (corte em grade).
Comitê: ABNT/CB-43 Corrosão.
Data: 29/09/2009.

Título: Transformadores de potência. Parte 4: Guia para ensaio de impulso atmosférico e de manobra para transformadores e reatores.
Objetivo: Esta parte da ABNT NBR 5356 fornece orientação e comentários explicativos sobre os procedimentos existentes de ensaio de tensão suportável nominal de impulso atmosférico e de manobra, em transformadores e reatores para sistemas de transmissão e distribuição de energia elétrica, suplementando as disposições das normas tipo especificação e método de ensaio pertinentes. As diferenças entre os procedimentos aplicáveis a transformadores e reatores são indicadas quando for o caso.
Comitê: ABNT/CB-03 – ELETRICIDADE.
Data: 17/12/2007.






Preços
Os preços apresentados foram fornecidos pela empresa Super Watts Indústria Elétrica Ltda.

instalação
Conexão em Delta Fechado:
Usando esse tipo de ligação, a faixa de regulação é aproximadamente 50% maior do que a faixa de cada regulador individual. Isto é, quando instalados três reguladores monofásicos com ± 10 % de regulação, em delta fechado, a faixa de regulação do banco trifásico é aproximadamente 15%.

Tipos de ligação:

Conexão em Estrela Aterrado:
A recomendação é que se o banco de reguladores for ligado em estrela, necessariamente a fonte seja também em estrela, para que a corrente de neutro devido à possíveis desequilíbrios de carga do banco tenha caminho fechado para a terra e, portanto para a fonte.

Figura 19 - Conexão Delta Fechado.
Fonte: COPEL - NTC 85 135 (p 5, 2010).
ABNT. Especificação Técnica – Regulador de tensão monofásico para distribuição. Normas Técnicas ABNT. Disponível em: <http://www.target.com.br/normas nbr11809-reguladores-tensao.htm>. Acesso em: 05 de nov. 2012.
ALVES, M. L. Módulo de Alocação Otimizada de Reguladores de Tensão e Bancos de Capacitores em Alimentadores de Distribuição. 2005. 130 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2005.
CEEE. Especificação da Distribuição. – Reguladores de Tensão. CEEE – companhia estadual de energia elétrica, 2001.
CEEE. Especificação de Distribuição – Regulador de Tensão. CEEE – companhia estadual de energia elétrica, Rio Grande do Sul. 2008.
CELG. NTC 29 – Norma técnica da CELG (companhia energética de Goiás) de 2005.
CELTINS REDE ENERGIA. Critérios básicos para projetos de redes aéreas de distribuição rural. NTD-07. Disponível em: <http://www.celtins.com.br/files/2012 /06/47832_ntd-071.pdf>. Acesso em: 28 jan. 2014.
CEMAR. Especificação Técnica - Regulador de Tensão. CEMAR – 2006.
COPEL. Manual de Instruções Técnicas – MIT. PASTA: Contratação e Fiscalização de Obras e Serviços de Distribuição. TÍTULO: Manutenção de Redes e Linhas de Distribuição. MÓDULO: Atividades de Manutenção de Redes e Linhas. ÓRGÃO EMISSOR: SED/DOMS. NÚMERO: 163204. COPEL - companhia paranaense de energia elétrica, 2011.
COPEL. Manual de instruções Técnicas – MIT. PASTA: Operação e Manutenção de Redes de Distribuição TÍTULO: Operação de Redes de Distribuição. PASTA: Operação e Manutenção de Redes de Distribuição. MÓDULO: Operação de Equipamentos em Subestações 34,5/13,8 kV. ÓRGÃO EMISSOR: SED/DOMS. NÚMERO: 160808. COPEL - companhia paranaense de energia elétrica, 2010.
COPEL. Manual de Instruções Técnicas - MIT. PASTA: Projetos e Orçamentos de Obras de Distribuição. TÍTULO: Elaboração de Orçamentos de Obras de Distribuição. MÓDULO: Participação Financeira do Consumidor. ORGÃO EMISSOR: SED / DNGO, NÚMERO: 162803. COPEL - companhia paranaense de energia elétrica, 2012.
COPEL. NTC 841100 – Norma Técnica da COPEL - companhia paranaense de energia – NTC DE 2009 – Projeto de Redes de Distribuição Compacta Protegida.
COPEL. NTC 858 135 – Norma técnica da COPEL (companhia paranaense de energia) DE 2012. Montagem de Redes de Distribuição - Equipamentos Especiais – COPEL, 2012.
COUTINHO, Glauton M. Sistemas Elétricos. Disponível em URLL: http://www.ulbrapvh.edu.br/cursos/sist.eletricos/downloads/Glauton_Magalhaes_Coutinho.pdf. Acesso em 23 agos. de 2012.
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DME. Banco Regulador de Tensão. Especificação Técnica. Disponível em: http://www.dme-pc.com.br/arquivos/edital_1385117942_anexoviii-et07-02-182.pdf. Acesso em 28 jan. 2014.
FECOERGS. ETD 007.01.66. Reguladores de Tensão. FECOERGS Padronização. Disponível em: <http://www.fecoergs.com.br/anexos/materiais_equipa mentos/007-01-66_REGULADORES.pdf>. Acesso em 28 jan. 2014.
FELBER, A. L. Regulação de tensão em subestações de distribuição de energia elétrica. Dissertação - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica - Universidade Federal de Itajubá, 2010
FILHO, João M. Manual de Equipamentos Elétricos - vol. 2. Rio de Janeiro: LTC, 1993.
GOEKING, Weruska. Eletricidade e desenvolvimento. Portal O Setor Elétrico. São Paulo, 48. ed., jan. 2010. Disponível em: <http://www.osetoreletrico.com.br/web/com ponent/content/article/58-artigos-e-materias-relacionadas/232-eletricidade-e-desen volvimento.html>. Acesso em: 11 fev. 2014.
ITB - EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS. Manual de instruções: regulador de tensão monofásico. 2006.
LIMA, Roberth dos Santos. Padronização de projetos elétricos de pequenas centrais hidrelétricas. Itajubá, dez 2002. Disponível em: <http://www.cerpch.unifei. edu.br/arquivos/dissertacoes/padronizacao-de-projetos-eletricos-de-pequenas-centra is -hidreletricas.pdf>. Acesso em: 28 jan. de 2014.
NOGUEIRA, CARLOS A. Alocação Ótima de Reguladores de Tensão em Redes de Distribuição de Energia Elétrica. Programa de Mestrado em Engenharia Elétrica, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação da UNICAMP, 2010.
PELICIA, MARCOS M. PROJETO E IMPLEMENTAÇÃO DE UM REGULADOR DE TENSÃO LOW DROPOUT UTILIZANDO TECNOLOGIA CMOS. 2002. Dissertação (como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Engenharia Elétrica) - Universidade Estadual de Campinas Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Departamento de Semicondutores, Instrumentação e Fotônica, Campinas, Maio de 2002.
RESENER, MARIANA. Alocação e ajuste ótimo de reguladores de tensão em sistemas de distribuição. Projeto de diplomação. Porto Alegre. 2008.
SEL – SCHWEITZER ENGINEERING LABORATORIES. Reguladores de tensão.
TOSHIBA INFRESTRUTURA AMERICA LATINA. Manual de instruções para reguladores de tensão monofásicos. 2012.
UFSC. Sistemas de excitação de geradores síncronos. Capítulo 5. Disponível em: <http://www.labspot.ufsc.br/~simoes/dincont/dc-cap5.pdf>. Acesso em: 28 jan. 2014.
IV CONGRESSO DE PESQUISA E INOVAÇÃO DE REDE NORTE E NORDESTE DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA, p. 79-87, 2011, Natal. Anais Eletrônicos: Engenharia IV. Natal: UTFPR, 2011. Disponível em: < http://www2.ifrn.edu.br/connepi/public_html/engenharia-iv.pdf>. Acesso em: 13 de fev. 2014.

Geração de energia

Olhais para suspensão da parte Ativa :
são dois olhais soldados à tampa principal dos reguladores para suportar o peso da parte ativa.

Sistemas de Resfriamento :
os reguladores são imersos em um líquido isolante com resfriamento natural.

Constituição
Terminal de Aterramento :
São dois terminais de aterramento.

Conectores Terminais :
São do tipo "clamp type” são encaixados nas buchas e devem ser estanhados, de modo a permitir a conexão de condutores de cobre ou alumínio.Os conectores terminais das buchas de fonte e carga devem ser providos de meios para conexão do pára-raios "bypass“.




Constituição

Pára-Raios “By-Pass”:
Os reguladores devem possuir pára-raios "by-pass", instalados entre as buchas de fonte e carga, para proteção do enrolamento série contra surtos de tensão.Os pára-raios devem ter resistores não lineares de óxido metálico (ZnO).






Constituição
Constituição

Painel de Controle:
instalado no interior da caixa de controle, deve ser montado de modo a permitir fácil acesso;

Detector de Fluxo Reverso:
utilizados para permiti-lo regular a tensão com o fluxo de potência em ambos os sentidos, normal e reverso.

Constituição
Válvula de Drenagem :
deve ser localizada na parte inferior do tanque;

Indicador de Posição :
instalado junto ao tanque ou na caixa de comando dos reguladores, permitindo fácil acesso para leitura;

Constituição
Indicador de Nível de Óleo :
é um dispositivo do tipo visor com marcação de óleo a 25°C, deve ser localizado lateralmente no tanque dos reguladores;

Radiador :
auxiliam na troca de calor com o ambiente, são zincadas por imersão à quente.


ENSAIOS DO ÓLEO ISOLANTE:

Rigidez dielétrica;
Teor de água;
Fator de perdas dielétricas ou fator de dissipação.
Tensão interfacial;
Índice de neutralização;
Densidade a 20/40°C;
Ponto de fulgor;
Ponto de anilina.



Ensaios
NBR 11003
NORMAS
NBR 5356-4
NBR IEC 60529
Regulador monofásico - 100A 15kv - R$ 16.000,00
Regulador monofásico - 200A 15kv - R$ 21.000,00
Regulador trifásico - 15kv 3.000kVA - R$ 70.000,00
Regulador trifásico - 15kv 5.000kVA - R$ 85.000,00

PRINCIPAIS FABRICANTES
• SIEMENS – Regulador de Tensão Eletrônico
• REIVAX – Regulador de Tensão Digital RTX
• GRAMEYER – Regulador de Tensão controle Manual

SISTEMA DE EXCITAÇÃO
SISTEMA DE EXCITAÇÃO
SISTEMA DE EXCITAÇÃO
Estabelece tensão interna do gerador síncrono.
Tabela 2 - Principais Fabricantes.
Fonte: Autoras (2014).
Figura 19 - Sistema básico de excitação.
Fonte: UFSC.
Há 5 configurações típicas de sistema de excitação:

1. Sistemas Clássicos;
2. Excitatriz de Campo Rotativo com Retificadores Estáticos;
3. Sistema de Excitação sem Escovas;
4. Excitação Estática utilizando Tiristores;
5. Excitação sem Escovas utilizando Tiristores.
Figura 20 - Excitatriz principal com controle do reostato de campo.
Fonte: UFSC.
Sistema Clássico
Usam-se excitatrizes corrente contínua diretamente acopladas ao eixo do gerador para geradores até 50 MW e excitatrizes corrente contínua de baixa velocidade, acionadas através de engrenagens pelo eixo do gerador, até geradores de 275 MW.
Tornaram-se inconvenientes pelos seguintes motivos:

Altas correntes
de excitação a
baixa tensão
, exigindo muitas escovas;

Dificuldades
inerentes
ao comutador,
provocando
faiscamento
durante súbitas variações de carga;

Dificuldades de acoplar grandes máquinas corrente contínua ao eixo do gerador
, que gira a
altas velocidades
no caso de turbogeradores.

LIMITADORES
CONCLUSÃO
PERGUNTAS
1. Quais são os três tipos de ligações realizadas nos reguladores de tensão monofásicos?
R: ...

2. Observando as combinações possíveis de potência ativa e reativa na operação de um gerador síncrono, esboce o diagrama de capabilidade típica que represente os limites de subexcitação, sobre-excitação e da corrente estatórica:
R: ...
3. Esboce o Sistema de Excitação Típico:
R: ...

4. Quais são os tipos de RT’s existentes e o qual é mais utilizado?
R: ...
RESPOSTAS
2. Observando as combinações possíveis de potência ativa e reativa na operação de um gerador síncrono, esboce o diagrama de capabilidade típica que represente os limites de subexcitação, sobre-excitação e da corrente estatórica:
R: o trecho LMO representa o limite para a faixa subexcitada – limite de estabilidade; o trecho PQ representa o limite para a faixa sobre-excitada – limite de temperatura do enrolamento do rotor; o trecho NOP representa o limite para a faixa de corrente estatórica – limite de temperatura do enrolamento do estator.

3. Esboce o Sistema de Excitação Típico:
R:

4. Quais são os tipos de RT’s existentes e o qual é mais utilizado?
R: Existem basicamente três tipos de RT’s: auto-booster, Line-Drop Compensation (LDC) e 32 degraus. O mais utilizado é o 32 degraus do tipo A e B.

Os reguladores de tensão
podem ser considerados um item de
segurança
para o consumidor e para as UHE’s e PCH’s, pois sua finalidade é manter as redes de distribuições e subestações com a tensão de saída constante independente da tensão de entrada, impedindo assim que haja uma oscilação na tensão e consequentemente prejuízo aos usuários.
As vantagens que se tem nos reguladores de tensão são basicamente as seguintes:

Redução das perdas na distribuição;
Controle da tensão terminal da máquina, dentro dos limites prescritos;
Regula a divisão de potência reativa entre máquinas que operam em paralelo, particularmente quando estas estão em barra comum, gerando a mesma tensão terminal, isto é, sem transformador;
Controla de perto a corrente de campo, para manter a máquina em sincronismo com o sistema, quando esta opera a fator de potência unitário ou adiantado;

CONCLUSÃO
CONCLUSÃO
Quanto maior é a velocidade de ação do regulador maior é a estabilidade do sistema de potência.
As vantagens que se tem nos reguladores de tensão são basicamente as seguintes:

Aumenta a excitação sob condições de curto-circuito no sistema, para manter a máquina em sincronismo com os demais geradores do sistema;
Amortece oscilações de baixa frequência que podem trazer problemas de estabilidade dinâmica.
Figura 24 - Diagrama de capabilidade típico de uma máquina síncrona operando como gerador.
Fonte: Siemens (2005)

Limitador de subexcitação: LMO
Limitador de sobre-excitação: PQ
Limitador da corrente estatórica: NOP
Figura 25 - Limitação da mínima excitação
Fonte: Siemens (2005)


Figura 27 - Limitação de sobre-excitação e da máxima corrente de excitação.
Fonte: Siemens (2005)


Limitador de subexcitação: LMO
Limitador dA CORRETE ESTATÓRICA: NOP
Representa o limite para a faixa subexcitada, ou seja, o
limite de estabilidade.
Limitador de sobre-excitação: PQ
O trecho PQ é o limite ditado pela elevação da
temperatura do rotor.
Figura 26 - Limitação de sobre-excitação.
Fonte: Adaptado de Siemens (2005)


O limitador da corrente estatórica assegura a limitação temporizada em pontos do diagrama definidos pelo trecho NOP.
A função principal do limitador de corrente estatórica é
evitar sobreaquecimento do enrolamento estatórico
, que pode ser causado por elevada potência reativa associada à elevada potência ativa.
1. Quais são os três tipos de ligações realizadas nos reguladores de tensão monofásicos?
R: Ligados em delta aberto, ligados em delta fechado e ligados em estrela aterrados.
Excitatriz de Campo Rotativo com Retificadores Estáticos
Figura 21 - Sistema de excitação usando retificador estático.
Fonte: UFSC.

Este sistema de retificação estática possui algumas vantagens como:


Resposta rápida
por meio da alta frequência e tensão constante da excitatriz e da atuação do regulador de tensão sobre o disparo dos tiristores;
 O retificador de excitação montado em uma série de cubículos permite a desconexão do mesmo no lado alternado ou contínuo sem interferência com os demais.
Estrutura modular permite manutenção dos retificadores operando
;
 Eliminação do comutador e escovas associadas à excitatriz de c.c.

Sistema de Excitação sem Escovas
Figura 22 - Sistema de excitação sem escovas.
Fonte: UFSC.

O grande desafio foi adaptar os retificadores
e seus dispositivos de proteção à intensidade dos
esforços centrífugos do sistema
, mas com o desenvolvimento tecnológico dos retificadores a semicondutores tornou-se possível a fabricação de retificadores resistentes aos esforços rotacionais empregados.

A desvantagem desse sistema:

Lentidão de resposta
no sistema de excitação
se comparado
com o sistema que
utiliza tiristores.
A vantagem é que:
 Como o sistema
não utiliza escovas
, há apenas a necessidade de
manter os mancais lubrificados.

Excitação Estática Utilizando Tiristores
Figura 23 - Excitação estática com tiristores.
Fonte: UFSC.

O uso de tiristores reduziu consideravelmente o tempo de resposta do sistema de excitação e a transistorização do sistema de regulação de tensão melhorou as qualidades de ‘
‘field forcing’’
(força do campo).
Vantagens:
 A rapidez de resposta do sistema é devida ao fato de que os únicos retardamentos existentes são na filtragem da tensão terminal e no disparo dos tiristores, sendo que um valor típico de atraso para este último equipamento é 3.3ms a 50Hz;
 Diminuyição do problema mecânico de alinhamento de eixos e mancais.

Desvantagem:
 Continuam os problemas com os anéis deslizantes do rotor do gerador.
Excitação sem Escovas Utilizando Tiristores
Vantagem de um sistema sem escova aliado à rapidez do sistema com tiristores foi que se pensou em utilizar um sistema sem escovas com tiristores, projeto ainda em concluído.



Os principais empecilhos da montagem são: os esforços centrífugos sobre os tiristores e equipamento associado, como fazer o disparo de tiristores rotativos e a supressão do campo, quando for necessário.

1. INTRODUÇÃO
2. SIMBOLOGIA
3. DEFINIÇÃO
4. FUNÇÃO APLICAÇÕES
5. TERMINOLOGIA
6. CLASSIFICAÇÃO
7. CONSTITUIÇÃO E FUNCIONAMENTO
8. ESPECIFICAÇÃO
9. ENSAIOS
10. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO
11. NORMAS
12. PREÇOS E PRINCIPAIS FABRICANTES
13. SISTEMA DE EXCITAÇÃO
14. LIMITADORES
15. CONCLUSÃO
16. PERGUNTAS
17. REFERÊNCIAS
CURITIBA - 2014
Fonte :http://ciencia.hsw.uol.com.br/redes-eletricas7.htm
Fonte: http://187.0.209.234/minasgerais/Lists/Noticias/DispForm2.aspx
Título: Graus de proteção para invólucros de equipamentos elétricos.
Objetivo: Esta norma estabelece definições para os graus de proteção providos para os invólucros dos equipamentos elétricos.
Comitê: ABNT/CB-03 – ELETRICIDADE.
Data: 30/03/2005.
NORMAS
LEGENDA:

Os reguladores de tensão para média e alta tensão possuem 3 buchas, denominadas:

"S"
ou
"F":
bucha de entrada (fonte)
"L"
ou
"C":
bucha de saída (carga)
"SL"
ou
"FC":
bucha comum (comum, normalmente aterrada)
Figura 03 - Aplicações.
Fonte: Adaptado pelos autores (2014).
(...)
Tabela 1 - Redução da Faixa de Regulação.
Fonte: CPFL Energia (p. 11, 2008).
IMPORTANTE TER UM CHECK LIST TEMPORIZADO ...
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