Diagramas eletricos Unifilares

DIAGRAMAS ELÉTRICOS UNIFILARES

Autores: Ângelo Roberto Moreira dos Santos Fonseca George Gomes Galindo

DIAGRAMAS ELÉTRICOS UNIFILARES

Este é um material de uso restrito aos empregados da PETROBRAS que atuam no E&P. É terminantemente proibida a utilização do mesmo por prestadores de serviço ou fora do ambiente PETROBRAS. Este material foi classificado como INFORMAÇÃO RESERVADA e deve possuir o tratamento especial descrito na norma corporativa PB-PO-0V4-00005“TRATAMENTO DE INFORMAÇÕES RESERVADAS". Órgão gestor: E&P-CORP/RH

DIAGRAMAS ELÉTRICOS UNIFILARES Autores: Ângelo Roberto Moreira dos Santos Fonseca George Gomes Galindo Ao final desse estudo, o treinando poderá: • Reconhecer a simbologia relacionada aos diagramas unilares; • Reconhecer o que são dispositivos de manobra e de comando; • Compreender os objetivos e os procedimentos da análise de falhas.

Programa Alta Competência

Este material é o resultado do trabalho conjunto de muitos técnicos da área de Exploração & Produção da Petrobras. Ele se estende para além dessas páginas, uma vez que traduz, de forma estruturada, a experiência de anos de dedicação e aprendizado no exercício das atividades prossionais na Companhia. É com tal experiência, reetida nas competências do seu corpo de empregados, que a Petrobras conta para enfrentar os crescentes desaos com os quais ela se depara no Brasil e no mundo. Nesse contexto, o E&P criou o Programa Alta Competência, visando prover os meios para adequar quantitativa e qualitativamente a força de trabalho às estratégias do negócio E&P. Realizado em diferentes fases, o Alta Competência tem como premissa a participação ativa dos técnicos na estruturação e detalhamento das competências necessárias para explorar e produzir energia. O objetivo deste material é contribuir para a disseminação das competências, de modo a facilitar a formação de novos empregados e a reciclagem de antigos. Trabalhar com o bem mais precioso que temos – as pessoas – é algo que exige sabedoria e dedicação. Este material é um suporte para esse rico processo, que se concretiza no envolvimento de todos os que têm contribuído para tornar a Petrobras a empresa mundial de sucesso que ela é. Programa Alta Competência

Agradecimentos Agradecemos a Deus, às nossas famílias e à equipe do Alta Competência pela oportunidade de participar da construção desse material didático.

Como utilizar esta apostila

Esta seção tem o objetivo de apresentar como esta apostila está organizada e assim facilitar seu uso. No início deste material é apresentado o objetivo geral, o qual representa as metas de aprendizagem a serem atingidas.

ATERRAMENTO DE SEGURANÇA

Autor

Ao final desse estudo, o treinando poderá: • Identicar procedimentos adequados ao aterramento e à manutenção da segurança nas instalações elétricas; • Reconhecer os riscos de acidentes relacionados ao aterramento de segurança; • Relacionar os principais tipos de sistemas de aterramento de segurança e sua aplicabilidade nas instalações elétricas.

Objetivo Geral

O material está dividido em capítulos. No início de cada capítulo são apresentados os objetivos específicos de aprendizagem, que devem ser utilizados como orientadores ao longo do estudo.

1 o l u t í p a C

Riscos elétricos e o aterramento de segurança

Ao final desse capítulo, o treinando poderá:

Objetivo Específico

• Estabelecer a relação entre aterramento de segurança e riscos elétricos; • Reconhecer os tipos de riscos elétricos decorrentes do uso de equipamentos e sistemas elétricos; • Relacionar os principais tipos de sistemas de aterramento de segurança e sua aplicabilidade nas instalações elétricas.

No nal de cada capítulo encontram-se os exercícios, que visam avaliar o alcance dos objetivos de aprendizagem. Os gabaritos dos exercícios estão nas últimas páginas do capítulo em questão.

Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança

Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança

1.4. Exercícios

1.7. Gabarito

1) Que relação podemos estabelecer entre riscos elétricos e aterramento de segurança?

1) Que relação podemos estabelecer entre riscos elétricos e aterramento de segurança?

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________ 2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que abordam os cuidados e critérios relacionados a riscos elétricos. Correlacione-os aos tipos de riscos, marcando A ou B, conforme, o caso:

O aterramento de segurança é uma das formas de minimizar os riscos decorrentes do uso de equipamentos e sistemas elétricos. 2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que abordam os cuidados e critérios relacionados a riscos elétricos. Correlacione-os aos tipos de riscos, marcando A ou B, conforme, o caso: A) Risco de incêndio e explosão (B)

B) Risco de contato

“Todas as partes das instalações elétricas devem ser projetadas e executadas de modo que seja possível prevenir, por meios seguros, os perigos de choque elétrico e todos os outros tipos de acidentes.”

Para a clara compreensão dos termos técnicos, as suas

Para a clara compreensão dos termos técnicos, as suas denições estão disponíveis no glossário. Ao longo dos textos do capítulo, esses termos podem ser facilmente identicados, pois estão em destaque. Nesse processo, o operador tem importante papel, pois, ao interagir diariamente com os equipamentos elétricos, pode detectar imediatamente alguns tipos de anormalidades, antecipando problemas e, principalmente, diminuindo os riscos de choque elétrico por contato indireto e de incêndio e explosão.

3.1. Problemas operacionais Os principais problemas operacionais vericados em qualquer tipo de aterramento são: • Falta de continuidade; e • Elevada resistência elétrica de contato. É importante lembrar que Norma Petrobras N-2222 dene o valor de 1Ohm, medido com multímetro DC (ohmímetro), como o máximo admissível para resistência de contato.

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3.4. Glossário Choque elétrico – conjunto de perturbações de natureza e efeitos diversos, que se manifesta no organismo humano ou animal, quando este é percorrido por uma corrente elétrica. Ohm – unidade de medida padronizada pelo SI para medir a resistência elétrica. Ohmímetro – instrumento que mede a resistência elétrica em Ohm.

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Caso sinta necessidade de saber de onde foram retirados os insumos para o desenvolvimento do conteúdo desta apostila, ou tenha interesse em se aprofundar em determinados temas, basta consultar a Bibliografia ao nal de cada capítulo.

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1.6. Bibliografia CARDOSO ALVES, Paulo Alberto e VIANA, Ronaldo Sá. Aterramento de sistemas elétricos - inspeção e medição da resistência de aterramento. UN-BC/ST/EMI – Elétrica, 2007. COELHO FILHO, Roberto Ferreira.Riscos em instalações e serviços com eletricidade. Curso técnico de segurança do trabalho, 2005. Norma Petrobras N-2222. Projeto de aterramento de segurança em unidades marítimas. Comissão de Normas Técnicas - CONTEC, 2005. Norma Brasileira ABNT NBR-5410.Instalações elétricas de baixa tensão. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005. Norma Brasileira ABNT NBR-5419. Proteção de estruturas contra descargas atmosféricas. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005.

Ao longo de todo o material, caixas de destaque estão presentes. Cada uma delas tem objetivos distintos. A caixa “Você Sabia” traz curiosidades a respeito do conteúdo abordado de um determinado item do capítulo.

É atribuído a Tales de Mileto (624 - 556 a.C.) a primeira observação de um fenômeno relacionado com a eletricidade estática. Ele teria esfregado um fragmento de âmbar com um tecido seco e obtido um comportamento inusitado – o âmbar era capaz de atrair pequenos pedaços de palha. O âmbar é o nome dado à resina produzida por pinheiros que protege a árvore de agressões externas. Após sofrer um processo semelhante à fossilização, ela se torna um material duro e resistente.

“Importante” é um lembrete das questões essenciais do conteúdo tratado no capítulo.

IMPORTANTE! É muito importante que você conheça os tipos de pig de limpeza e de pig instrumentado mais utilizados na sua Unidade. Informe-se junto a ela!

Já a caixa de destaque “Resumindo” é uma versão compacta dos principais pontos abordados no capítulo. RESUMINDO...

Recomendações gerais • Antes do carregamento do pig , inspecione o interior do lançador; • Após a retirada de um pig, inspecione internamente o recebedor de pigs; • Lançadores e recebedores deverão ter suas

Em “Atenção” estão destacadas as informações que não devem ser esquecidas.

ATENÇÃO É muito importante que você conheça os procedimentos específicos para passagem de pig em poços na sua Unidade. Informe-se e saiba quais são eles.

Todos os recursos didáticos presentes nesta apostila têm como objetivo facilitar o aprendizado de seu conteúdo. Aproveite este material para o seu desenvolvimento prossional!

Sumário Introdução

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Capítulo 1 - Introdução aos diagramas unifilares Objetivos 1. Introdução aos diagramas unilares 1.1. Simbologia 1.2. Símbolos literais de identicação de elementos de circuitos 1.3. Símbolos grácos

19 21 24 24 26

1.3.1. Elementos de símbolos 1.3.2. Natureza de corrente e de tensão 1.3.3. Funcionamento dependente de uma grandeza característica 1.3.4. Tipos de materiais 1.3.5. Efeito ou dependência 1.3.6. Dispositivos e métodos de controle 1.3.7. Conexões à terra e à massa, equipotencialidade 1.3.8. Diversos

27 28 29 30 30 31 32 33

1.4. Símbolos grácos de produção e conversão de energia elétrica 1.4.1. Enrolamentos conectados interiormente 1.4.2. Tipos de máquinas 1.4.3. Transformadores e reatores 1.4.4. Conversores de potência 1.4.5. Pilhas e acumuladores

1.5. Símbolos grácos de equipamentos de manobra e controle e de dispositivos de proteção 1.5.1. Contatos com duas ou três posições 1.5.2. Comutadores unipolares 1.5.3. Interruptores de posição 1.5.4. Interruptores funcionando sob efeito de temperatura 1.5.5. Contatos que atuam sob efeito de variação de velocidade, comutadores de mercúrio e de nivelamento 1.5.6. Dispositivos mecânicos de conexão/manobra 1.5.7. Órgãos de controle de relés eletromecânicos 1.5.8. Fusíveis e interruptores fusíveis

1.6. Código numérico de funções dos dispositivos de manobra, controle e proteção de sistemas elétricos 1.6.1. Tabela ANSI

33 34 35 35 36 36

37 38 39

40 40 41 41 42 43

43 46

1.7. Exercícios 1.8. Glossário 1.9. Bibliograa 1.10. Gabarito

48 51 53 54

Capítulo 2 - Diagramas unifilares típicos em plataformas marítimas Objetivo 2. Diagramas unilares típicos em plataformas marítimas 2.1. Sistema de geração principal 2.2. Sistemas de geração auxiliar e de emergência 2.2.1. Sistemas de geração auxiliar 2.2.2. Sistemas de geração de emergência

2.3. Sistemas de distribuição de energia 2.3.1. Distribuição de grandes cargas em alta tensão 2.3.2. Distribuição de cargas em baixa tensão

2.4. Sistemas ininterruptos de energia 2.5. Exercícios 2.6. Glossário 2.7. Bibliograa 2.8. Gabarito

57 59 59 61 61 63

65 65 70

73 75 77 79 80

Capítulo 3 - Introdução a comandos elétricos Objetivos 3. Introdução a comandos elétricos 3.1. Dispositivos de manobra 3.2. Dispositivos de comando ou dispositivos auxiliares 3.3. Comandos elétricos e CLP – Computador Lógico Programável 3.4. Seqüência de funcionamento de um comando elétrico utilizando CLP, ECOS e relés microprocessados 3.5. Exercícios 3.6. Glossário 3.7. Bibliograa 3.8. Gabarito

83 85 85 86 86 90 94 96 97 98

Capítulo 4 - Análise de falhas elétricas Objetivos 4. Análise de falhas elétricas 4.1. Identicação de uma falha no sistema por um técnico de operação 4.2. Exercícios 4.3. Glossário 4.4. Bibliograa 4.5. Gabarito

99 101 102 105 107 108 109

Introdução

N

o final do século XIX, a energia elétrica alterou significativamente o processo de industrialização. O uso dessa nova constituição de energia alterou os padrões de vida das populações, proporcionando novas formas de iluminação, comunicação, operação de motores e máquinas, e interferindo, sobretudo, nos processos industriais relacionados a essa conquista tecnológica. Os equipamentos industriais, na sua maioria, são alimentados por energia elétrica, através de ligações elétricas chamadas de circuitos elétricos. O diagrama elétrico representa gracamente as relações funcionais entre os componentes de um sistema elétrico. Muitas dessas informações são fundamentais e relevantes para a manutenção da operacionalidade da produção em plantas de processamento de gás e óleo. Um diagrama unilar representa uma simplicação necessária dos diagramas elétricos, pois grande parte das informações elétricas são primordiais para uma análise na visão operacional. O conceito de comandos elétricos e proteções elétricas a eles associadas são revisados com o objetivo de facilitar o entendimento do processo de análise de falhas e a seqüência de ações. Esse procedimento é essencial para permitir a correção de possíveis falhas nos equipamentos das plataformas de petróleo.

RESERVADO

17

RESERVADO

1 o l u t í p a C

Introdução aos diagramas unifilares

Ao final desse capítulo, o treinando poderá: • Explicar o que é e qual a importância do diagrama unilar; • Identicar os diferentes símbolos grácos usados nos diagramas unilares.

RESERVADO

Alta Competência

20

RESERVADO

Capítulo 1. Introdução aos diagramas unifilares

1. Introdução aos diagramas unifilares

A

maior parte dos equipamentos existentes em uma área industrial tem como fonte de energia a eletricidade. Dessa forma, o acionamento de um dado equipamento, através de um circuito elétrico, permitirá que um trabalho especíco se realize, contribuindo para o processo ao qual se destina. Um sistema elétrico típico é formado por estações geradoras conectadas através de linhas de distribuição até as cargas. Entre a estação geradora e a carga temos diferentes componentes com as mais variadas nalidades. A melhor maneira de representarmos esses circuitos elétricos e os equipamentos associados a eles é através dos diagramas elétricos. IMPORTANTE!

Os diagramas elétricos de uma planta de processo, contudo, são complexos e contêm informações desnecessárias para uma análise simplicada da dinâmica operacional dos equipamentos. Por isso, é adotada uma representação simplicada, denominada diagrama unifilar, unifilar, onde os componentes do sistema são representados por símbolos. Nesse tipo de representação, cada linha única equivale a um circuito, surgindo assim o conceito de diagrama unilar, unilar, ou seja, diagrama de “um o”. Então, detalhes especícos da complexidade do diagrama elétrico são omitidos em favor de uma visão otimizada do sistema elétrico, permitindo, assim, a percepção das interações entre os equipamentos de uma planta de processo e, conseqüentemente, facilitando o saneamento mais ágil de falhas operacionais.

RESERVADO

21

Alta Competência

A compreensão plena de todas as funcionalidades e especicidades de cada componente do diagrama unilar e dos equipamentos associados exige o domínio de conhecimentos próprios de um curso técnico de formação em eletricidade. Entretanto, é fundamental a identicação dos componentes e equipamentos constantes em congurações de sistemas típicos em plataformas de petróleo da Petrobras. Essas informações são importantes para que, em um dado processo ou equipamento, seja possível identicar os componentes elétricos associados, permitindo uma análise preliminar de defeito ou falha. As equipes de manutenção, a partir da sinalização do problema, irão aprofundar a pesquisa, identicação e resolução dos problemas sinalizados pela equipe de operação. Em um diagrama unilar, o sistema trifásico é representado por um sistema monofásico, indicando as partes componentes por símbolos padronizados.

22

A importância do diagrama unilar é fornecer, de maneira concisa, os dados mais signicativos de um sistema de potência, bem como a sua topologia. O esquema a seguir mostra, à esquerda, a representação unifilar, simplificada, obtida a partir de um circuito trifilar, representado à direita.

Ramal distribuidor F1

F2

F3

Fusíveis

C1 Chave

Relé térmico

R1

M1 3~

M1

Motor

Exemplo simplicado representando um diagrama unilar e um trilar

RESERVADO


Diversos tipos de informações podem ser obtidos, dependendo de cada problema analisado, a partir da “leitura” de um diagrama unilar. No estudo da proteção de um sistema, por exemplo, a informação da localização dos relés e disjuntores no circuito é absolutamente relevante. A seguir, apresentamos um exemplo típico de um diagrama unilar, contendo diversos componentes de um circuito, tais como: chaves de manobra, dispositivos de medição, dispositivos de proteção, dispositivos de comando e outros equipamentos. Exemplo de um diagrama unifilar simplificado

T1

Q1 P3

/>

P1 A

T2

V T3

P2

F1,2,3 Q4

Q3

Q2 / >

F6,7,8

F3,4,5

F12,13,14

F9,10,11 K4

K1

Q5

F18

K2

Q6 K5

K6 />

F21

K3 F15,16,17

F20

F19

G1 M 3~

M 3~

M 3~

M 3~

Os dispositivos são representados por símbolos literais (letras) e símbolos gráficos. T1 = Transformador de alimentação T2 = Transformador de medição para corrente T3 = Transformador de medição para tensão Q1 = Disjuntor de entrada Q2 = Disjuntor para distribuição Q3 = Secionador sob carga de distribuição Q4 = Secionador-fusível para manobra e proteção na distribuição Q5 = Secionador para manobra direta e carga Q6 = Disjuntor de entrada para ramal de motor P1 = Amperímetro para medição de corrente P2 = Voltímetro para medição de tensão F1,2,3 = Fusíveis para proteção na distribuição F3,4, 5 até F12,13,14 = Fusíveis retardados dos ramais de motores F15,16,17 = Fusíveis ultra-rápidos para proteção dos componentes eletrônicos de potência F18 até F21 = Relés de sobrecarga para proteção dos motores K1 a K5 = Contatores para manobra dos motores G1 = Partida suave (soft-starter ) M = Motores e outros RESERVADO

23

Alta Competência

Portanto, podemos perceber a importância que a simbologia tem para a representação adequada dos diagramas unilares.

1.1. Simbologia Os símbolos têm por função representar algo através de analogia gráca. Portanto, a simbologia utilizada nos diagramas unilares tem por objetivo facilitar a interpretação de esquemas e diagramas de circuitos elétricos, permitindo a identicação dos componentes, equipamentos ou dispositivos que estejam representados por meio de símbolos grácos ou literais.

24

A simbologia aqui apresentada foi estabelecida por diferentes normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), entretanto, é importante ressalvar que esses símbolos não são os únicos a serem utilizados em diagramas unilares. O treinando deverá consultar o projeto de sua Unidade para vericar a norma que orientou a produção do diagrama unilar. Dessa maneira, será mais fácil identicar quais símbolos foram utilizados nesse diagrama especíco.

1.2. Símbolos literais de identificação de elementos de circuitos A Norma NBR 5280 – Símbolos literais de identificação de elementos de circuito – estabelece que os símbolos literais devem ter letra maiúscula inicial para identicar o elemento que pode ser seguida de números, letras ou combinação alfanumérica para particularizar cada componente do circuito. Essa norma tem por objetivo facilitar a interpretação de esquemas e diagramas de circuitos, permitindo a identicação de seus elementos quando relacionados em uma lista de materiais. Ela recomenda que todos os novos projetos utilizem os símbolos estabelecidos e ressalta que os símbolos, nela tratados, não se aplicam aos circuitos já em uso.

RESERVADO


Símbolo

Componente

Exemplos

Conjuntos e subconjuntos

Equipam laser e maser. Combinações diversas.

Transdutores

Sensores termoelétricos, células termoelétricas, células fotoelétricas, transdutores a cristal, microfones fonocaptores, gravadores de disco etc.

C

Capacitores

Componente que armazena energia em um campo elétrico, acumulando um desequilíbrio interno de carga elétrica.

D

Elementos binários, dispositivos de temporização, dispositivos de memória

Elementos combinados, mono e biestáveis, registradores, gravadores de fita ou de disco.

E

Miscelânea

Dispositivos de iluminação, de aquecimento.

F

Dispositivos de proteção

Fusíveis, pára-raios, disparadores, relés etc.

G

Geradores, fontes de alimentação

Geradores rotativos, alternadores, conversores de freqüência, soft-starter , baterias, osciladores etc.

H

Dispositivos de sinalização

Indicadores acústicos e ópticos.

K

Relés, contatores

Contatores de potência e auxiliares.

L

Indutores

Bobinas de indução e de bloqueio.

M

Motores

N

Amplificadores, reguladores

Componentes analógicos, amplificadores de inversão, magnéticos, operacionais, por válvulas, transistores.

P

Equipamentos de medição e de ensaio

Instrumentos indicadores, registradores e integradores, geradores de sinal, relógios.

Q

Dispositivos de manobra para circuitos de potência

Disjuntores, secionador, interruptores etc.

R

Resistores

Reostatos, potenciômetros, termistores, resistores em derivação, derivadores etc.

S

Seletores, chaves

Dispositivos e botões de comando e de posição (fim-de-curso) e seletores.

Transformadores

Transformadores de distribuição, de potência, de potencial, de corrente, autotransformadores.

A B

T

RESERVADO

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Alta Competência

Símbolo

26

Componente

Exemplos

U

Moduladores, conversores

Discriminadores, demoduladores, codificadores, transmissores telegráficos etc.

V

Válvulas eletrônicas, semicondutores

Válvulas, válvulas sob pressão, diodos, transistores, tiristores etc.

W

Antenas, guias de transmissão e de onda

Jampers , cabos, barras coletoras, acopladores dipolos, antenas parabólicas.

X

Terminais, tomadas e plugues

Blocos de conectores e terminais, jaques etc.

Y

Dispositivos mecânicos operados mecanicamente

Freios, embreagens, válvulas pneumáticas etc.

Z

Cargas corretivas, transformadores diferenciais. Equalizadores, limitadores

Rede de balanceamento de cabos, filtros a cristal etc.

ATENÇÃO Os símbolos literais assinalados em negrito na tabela anterior são aqueles mais comuns dentro da rotina dos técnicos de operação.

1.3. Símbolos gráficos A Norma NBR 12519 - Símbolos gráficos de elementos de símbolos, símbolos qualitativos e outros símbolos de aplicação geral - estabelece a simbologia normalmente utilizada para gerar representações em diagramas. A aplicação dessa norma deve ser acompanhada da leitura de normas complementares como: • NBR 12522: Descargas atmosféricas; • NBR 12528: Símbolos grácos de transmissão em telecomunicações;

RESERVADO


• IEC 27: Equipamentos elétricos para atmosferas explosivas; • IEC 364 – 4: Aparelhos de proteção e condições para desconexão; • IEC 375: Instalação elétrica em navios; • IEC 445: Identicação de equipamentos terminais e terminais de precisão; • IEC 617-12: Símbolos grácos de diagramas em campos eletrotecnológicos; • ISO 128: Desenhos técnicos e princípios gerais de apresentação. 1.3.1. Elementos de símbolos

27 Esses são símbolos qualitativos que podem representar quadros de cargas, motores elétricos, painéis etc. Símbolo

Forma 1

Descrição

Forma 2

• Item; • Equipamento; • Unidade funcional.

Forma 3

Nota: símbolos ou legendas apropriados para serem inscritos ou adicionados no símbolo para indicar o item, equipamento ou função.

Forma 1

• Invólucro. Notas: a utilização do símbolo de invólucro é opcional. Um invólucro pode, de outra forma, ser utilizado: a) Se um invólucro for construído para assegurar uma proteção especial, pode ser indicado por uma nota;

Forma 2

b) Pode ser omitido se não trouxer confusão. Deve ser desenhado, se houver uma conexão ligada a ele. Se necessário, o símbolo de invólucro pode ser decomposto em várias partes.

RESERVADO

Alta Competência

Símbolo

Descrição

• Fronteira para delimitar círculos. Notas: a) É utilizada para indicar os constituintes associados fisicamente ou funcionalmente. b) Qualquer combinação de traços curtos e longos pode ser usada.

• Blindagem. Nota: a) A blindagem pode ser desenhada em qualquer forma conveniente.

1.3.2. Natureza de corrente e de tensão

28

São símbolos utilizados para indicar os tipos e valores de tensão, freqüência do sistema, tipo de aterramento e número de condutores de um dado circuito. Símbolo

Descrição • Corrente contínua.

Forma 1

Notas: a) A tensão pode ser indicada à direita do símbolo e o tipo sistema, à esquerda; b) A forma 2 pode ser usada se a forma 1 gerar dúvidas na sua aplicação.

Forma 2

2M - 220/110 V

Exemplo: • Corrente contínua, três condutores incluindo um condutor médio, 220/110 V entre cada condutor e o condutor médio. OBS: 2M pode ser substituído por 2 + M. • Corrente alternada. Notas: a) O valor numérico da freqüência ou da faixa de freqüência pode ser adicionado ao lado direito do símbolo.

60 Hz 100 Hz ... 600Hz

Exemplo: • Corrente alternada 60Hz. • Corrente alternada numa banda de freqüência de 100 kHz a 600 kHz.

RESERVADO


Símbolo

3N

60 Hz 400/230 V

3N

60 Hz/TN-S

Símbolos para diferentes faixas de freqüência

Descrição b) O número de fases e a existência de um neutro podem ser indicados no lado esquerdo do símbolo. Exemplo: • Corrente alternada trifásica com neutro 60 Hz, 400 V (230V entre fase e neutro). OBS: 3N pode ser substituído por 3 + N. c) Se necessário, indicar o sistema de acordo com a designação estabelecida na IEC 354-3; a designação correspondente deve se adicionada. Exemplo: • Corrente alternada trifásica com neutro 60 Hz, sistema tendo um ponto diretamente aterrado e condutores neutro e de proteção separados completamente. Nota: Os símbolos seguintes podem ser usados quando for necessário distinguir, num mesmo diagrama, as diferentes faixas de freqüência.

+

• Polaridade positiva.

-

• Polaridade negativa.

N

• Neutro. Nota: este símbolo para condutor neutro é dado na norma IEC 445.

1.3.3. Funcionamento dependente de uma grandeza característica São símbolos que representam grandezas caracterizadas pela comparação entre valores como tensão, corrente, impedância etc. Símbolo > <

Descrição • Funcionamento quando o valor da grandeza característica é maior do que o valor ajustado. • Funcionamento quando o valor da grandeza característica é menor do que o valor ajustado.

RESERVADO

29

Alta Competência

Símbolo

=0 0

≈

Descrição • Funcionamento quando o valor da grandeza característica é maior do que um dado ajuste superior ou menor do que um dado ajuste inferior inferior.. • Funcionamento quando o valor da grandeza característica torna-se zero. • Funcionamento quando o valor da grandeza característica difere de zero de uma quantidade muito pequena, e comparada com o valor nominal.

1.3.4. Tipos de materiais

30

materiais devem ser representado Os tipos de materiais devem representadoss por símbolos inseridos em retângulos. Eles podem ser indicados tanto pelo uso de símbolos químicos quanto por símbolos qualicadores. Algumas vezes um símbolo é associado a outro(s). Nesse caso, os retângulos podem ser omitidos. Caso haja necessidade, você poderá consultar a ISO 128 e utilizar os símbolos para materiais que constam nela. Símbolo

Descrição • Material não-especicado. • Material sólido. • Material semicondutor semicondutor.. • Material isolante.

1.3.5. Efeito ou dependência Representam equipamentos que envolvam atuações relacionadas com determinado elemento físico tal como efeito térmico, eletromagnético, temporal etc.

RESERVADO


Símbolo

Descrição • Efeito térmico. • Efeito eletromagnético. • Efeito ou dependência de campo magnético. • Efeito de retardo (temporização).

1.3.6. Dispositivos e métodos de controle Indicam a forma de acionamento e sua inuência no controle de outros dispositivos. Símbolo

Descrição

31

• Controle operado manualmente (símbolo geral). • Controle operado manualmente; acesso restrito. rest rito. • Chave de emergência. • Controle operado por volante. • Controle operado por pedal. • Controle operado por alavanca. • Controle manual removível. • Controle operado por chave. • Controle operado por manivela. • Controle operado por tambor tambor,, rolete ou rodízio. • Controle operado por ressalto. Nota: Se necessário, um desenho mais detalhado do ressalto pode ser mostrado. Isto se aplica também a um dispositivo linear linear..

RESERVADO

Alta Competência

Símbolo

Descrição • Perl do ressalto. ress alto. • Desenvolvimento do perl do ressalto. • Controle do ressalto e rolete. • Controle operado por energia mecânica armazenada. • Controle hidráulico ou pneumático de ação simples. • Controle hidráulico ou pneumático de ação simples. • Controle eletromagnético. • Controle operado por proteção eletromagnética de sobrecorrente.

32

• Controle operado por atuador térmico, por exemplo, exem plo, proteção térmica de sobrecorrente. M

• Controle operado por motor elétrico. • Controle operado por relógio elétrico.

1.3.7. Conexões à terra e à massa, equipotencialidade Representam os pontos do circuito em que os equipamentos estão conectados a um potencial elétrico em comum. Símbolo

Descrição • Terra (símbolo geral). Nota: Informações suplementares podem ser dadas para definir a categoria ou propósito da terra, se isso não for evidente.

• Terra de proteção. Nota: Este símbolo pode ser usado para indicar a conexão de terra tendo uma função de proteção prote ção especificada, por exemplo, para a proteção contra choque elétrico, no caso de uma falha.

RESERVADO


Símbolo

Descrição • Massa (Chassis). Nota: Os traços podem ser completamente ou parcialmente omitidos se não houver ambigüidade. Se os traços são completamente omitidos, o traço representando a massa deve ser mais espesso.

• Equipotencialidade.

1.3.8. Diversos São usados para representar características gerais de situações não padronizadas. No exemplo a seguir, temos o símbolo de um conversor de grandezas físicas.

33 Símbolo

Descrição • Conversor (símbolo geral). Nota: a) Se a direção da conversão não é evidente, pode-se indicá-la por uma echa num dos lados do símbolo; b) Um símbolo ou legenda indicando a quantidade de entrada e de saída, forma de onda etc, pode ser inserido em cada metade do símbolo geral para mostrar a natureza da conversão. Ver NBR 12522 e NBR 12528; c) A linha diagonal deste símbolo geral pode ser simplificada sob a forma de uma barra inclinada para indicar a função de conversão. Ver NBR 12529 e IEC 617-12.

1.4. Símbolos gráficos de produção e conversão de energia elétrica O objetivo dessa simbologia é estabelecer os símbolos gráficos de produção e conversão de energia elétrica. A aplicação da Norma NBR 12522 - Símbolos gráficos de produção e conversão de energia elétrica - responsável pela padronização desses símbolos, deve ser acompanhada da consulta a documentos complementares como as normas:

RESERVADO

Alta Competência

• NBR 5356: Transformadores de potência; • NBR 12519: Símbolos grácos de elementos de símbolos, símbolos qualicativos e outros; • NBR 12521: Símbolos grácos de componentes passivos; • IEC 375 : Instalações elétricas em navios. 1.4.1. Enrolamentos conectados interiormente Representam a forma como os enrolamentos de equipamentos estão ligados internamente. Símbolo

34

Descrição • Enrolamento trifásico em triângulo. Nota: Esse símbolo pode também ser usado para representar enrolamentos multifásicos conectados.

• Enrolamento trifásico em triângulo aberto. • Enrolamento trifásico em estrela. Nota: Esse símbolo pode também ser usado para representar enrolamentos multifásicos conectados em estrela pela adição de um algarismo indicando o número de fases.

ATENÇÃO A NBR 5356 - Especicação de transformadores de potência - também indica o modo de representação da conexão dos enrolamentos de transformadores.

RESERVADO


1.4.2. Tipos de máquinas São símbolos que indicam a existência de máquinas elétricas como motores, geradores e conversores. Símbolo

Descrição • Máquina (símbolo geral). Nota: O asterisco deve ser substituído por um dos seguintes símbolos literais: C = Conversor síncrono; G = Gerador; GS = Gerador síncrono; M = Motor; MG = Máquinas que podem operar como gerador ou motor; MS = Motor síncrono.

• Motor de indução trifásico com rotor em curto circuito ou em gaiola.

• Motor de indução monofásico com rotor em curto circuito ou em gaiola, com os terminais de fase auxiliar externos.

1.4.3. Transformadores e reatores São símbolos que representam as duas formas de representação dos transformadores e reatores. Símbolo

Descrição

Forma 1 • Transformador com dois enrolamentos. Nota: As polaridades instantâneas das tensões podem ser indicadas na forma 2 do símbolo.

Forma 2

RESERVADO

35

Alta Competência

Símbolo

Descrição • Reator.

• Transformador de corrente; • Transformador de impulso.

1.4.4. Conversores de potência Representam conversores indicando a grandeza elétrica a ser convertida. Símbolo

Descrição • Conversor de corrente contínua.

36

• Reticador.

• Inversor.

1.4.5. Pilhas e acumuladores Elementos representativos de fontes de tensão contínua, tais como: pilhas, baterias e acumuladores em geral. Símbolo

Descrição • Elemento de pilha ou acumulador. Nota: a) O traço longo refere-se ao pólo positivo. O traço curto refere-se ao pólo negativo. O traço curto pode ser reforçado; b) Esse símbolo pode ser usado para designar uma bateria, se não houver risco de dúvidas. Caso contrário, há necessidade de se indicar a tensão ou o número e o tipo dos elementos.

RESERVADO


Símbolo Forma 1

Forma 2

Descrição • Bateria de acumulador ou pilhas. Nota: O traço longo refere-se ao pólo positivo. O traço curto refere-se ao pólo negativo. O traço curto pode ser reforçado.

1.5. Símbolos gráficos de equipamentos de manobra e controle e de dispositivos de proteção A norma NBR 12523 - Símbolos gráficos de equipamentos de manobra e controle e de dispositivos de proteção - estabelece a simbologia utilizada para representar gracamente equipamentos como contatos, comutadores, interruptores, disjuntores etc. No uso dessa norma, devem ser consultadas as normas: • NBR 5175: Código numérico das funções dos dispositivos de manobra, controle e proteção de Sistemas de Potência; • NBR 12519: Símbolos grácos de elementos de símbolos, símbolos qualicativos e outros símbolos de aplicação geral; • IEC 27: Conceito Fieldbus intrinsecamente seguro (FISCO); • IEC 113-4: Guia para elaboração de diagramas, grácos e tabelas para eletrotécnica; • IEC117-3: Símbolos grácos utilizados em eletrotécnica; • ISO 31: Quantidades e unidades ( International Organizacion for Standartization, 1992). Cada símbolo representa a função de um contato ou de um instrumento e não necessariamente a estrutura física do dispositivo simbolizado.

RESERVADO

37

Alta Competência

Em grande parte dos símbolos dos dispositivos, principalmente de proteção, pode ser adicionado um pequeno círculo representando uma função de aplicabilidade especíca. Algumas vezes esse círculo é imprescindível para que o símbolo seja compreendido. 1.5.1. Contatos com duas ou três posições Representam a condição do contato quando o equipamento está em repouso. Símbolo

Descrição

Forma 1 • Contato de fechamento (contato normalmente aberto). Nota: este símbolo é igualmente usado como símbolo geral de interruptor.

38

Forma 2

• Contato de abertura (contato normalmente fechado). • Contato de duas direções sem cruzamento (abertura antes do fechamento). • Contato de duas direções com posição intermediária de abertura.

Forma 1 • Contato de duas direções com cruzamento (fechamento antes da abertura).

Forma 2

RESERVADO


Símbolo

Descrição • Contato com dois fechamentos.

• Contato com duas aberturas.

1.5.2. Comutadores unipolares Representam contatos em que o acionamento ocorre por um tipo especíco de ação mecânica. Símbolo

Descrição

39

• Contato de fechamento com controle manual (símbolo geral).

• Comutador de fechamento operado pela ação de “empurrar” (com retorno automático).

• Comutador de fechamento operado pela ação de “puxar” (com retorno automático).

• Comutador rotativo de fechamento (sem retorno automático).

RESERVADO

Alta Competência

1.5.3. Interruptores de posição São símbolos que indicam a posição de um equipamento ou componente dele em uma determinada referência. Símbolo

Descrição • Interruptor de posição, fechamento de contato.

• Interruptor de posição, contato de abertura.

• Interruptor de posição, com dois circuitos distintos, acionado mecanicamente nos dois sentidos.

40

1.5.4. Interruptores funcionando sob efeito de temperatura Indicam interruptores que mudam de posição sob inuência de uma determinada temperatura, previamente denida. Símbolo

Descrição • Interruptor funcionando sob efeito da temperatura, contato de fechamento. Nota: O símbolo θ pode ser substituído pelos valores da temperatura de funcionamento.

• Interruptor funcionando sob efeito da temperatura, contato de abertura. OBS: A nota anterior se aplica aqui da mesma forma.

• Interruptor atuado por efeito térmico direto, contato de abertura.

RESERVADO


1.5.5. Contatos que atuam sob efeito de variação de velocidade, comutadores de mercúrio e de nivelamento Interruptores que mudam de estado de acordo com a alteração de inclinação ou de inércia. Símbolo

Descrição • Interruptor à inércia (acionado por uma desaceleração brusca).

• Comutador a mercúrio, três terminais; • Comutador a nivelamento, três terminais.

41 1.5.6. Dispositivos mecânicos de conexão/manobra São símbolos que indicam o tipo de dispositivos mecânicos ou de manobra em um dado circuito elétrico. Símbolo

Descrição

• Contator com contato de fechamento.

• Contator com abertura automática.

• Contator com contato de abertura.

RESERVADO

Alta Competência

Símbolo

Descrição • Disjuntor.

• Secionador.

• Secionador de duas direções, com posição de isolamento intermediária.

• Interruptor-secionador.

42

• Interruptor-secionador com abertura automática.

1.5.7. Órgãos de controle de relés eletromecânicos Normalmente representa uma bobina responsável pelo acionamento de um relé ou de uma contatora. Símbolo Forma 1

Forma 2

Descrição • Órgão de controle de relé (símbolo geral). Nota: Um órgão de controle de um relé, comportando vários enrolamentos, pode ser representado pela inclusão de um número apropriado de traços inclinados ou pela repetição desses símbolos.

RESERVADO


1.5.8. Fusíveis e interruptores fusíveis Símbolo que representa um dos dispositivos de proteção de curtocircuito e equipamentos de manobra que podem estar associados. Símbolo

Descrição • Fusível (símbolo geral).

• Fusível interruptor.

43

• Fusível secionador.

• Fusível interruptor-secionador.

1.6. Código numérico de funções dos dispositivos de manobra, controle e proteção de sistemas elétricos A tabela de códigos numéricos da norma NBR 5175 - Código numérico das funções dos dispositivos de manobra, controle e proteção de sistemas de potência, contém uma numeração padronizada que permite a identicação de componentes e funções de proteção e comando em diagramas elétricos. A aplicação dessa norma deve ser feita a partir da consulta às normas complementares NBR 5459 - Manobra e proteção de circuitos e NBR 5465 - Eletrotécnica e eletrônica; relés elétricos; terminologia. A numeração da norma NBR 5175 substitui uma tabela com função semelhante estabelecida pela American National Standards Institute denominada tabela ANSI. A numeração a seguir pode representar o papel desempenhado pelo dispositivo em um equipamento ou pode indicar uma grandeza elétrica ou não - que o dispositivo é sensível. RESERVADO

Alta Competência

44

Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

Denominação Elemento Mestre. Relé de tempo de partida e fechamento. Relé de verificação de intertravamento. Contator mestre. Dispositivo de parada. Dispositivo de partida. Dispositivo de anodo. Dispositivo desligador de circuito de controle. Dispositivo de reversão. Chave de seqüência das unidades. Reservado para aplicação futura. Dispositivo de velocidade síncrona. Dispositivo de rotação síncrona. Dispositivo de sub-velocidade. Dispositivo equalizador de velocidade ou freqüência. Dispositivo de carga para bateria. (Na tabela ANSI esse código está “Reservado para aplicação futura”). Chave de contorno ou de descarga. Dispositivo de aceleração ou desaceleração. Dispositivo de transição partida/ funcionamento. Válvula operada eletricamente. Relé de distância. Disjuntor equalizador. Dispositivo de controle de temperatura. Relé de sobreexcitação ou Volts por Hertz. Dispositivo de sincronização ou de verificação de sincronismo. Dispositivo térmico do equipamento. Relé de subtensão. Detector de chama. (Na tabela ANSI esse código está “Reservado para aplicação futura”). Secionador. Relé anunciador. Dispositivo de excitação separada. Relé direcional de potência. Chave de posição. Dispositivo mestre de seqüência. Dispositivo para posicionamento de escovas ou de curto-circuito de anéis coletores. Dispositivo de verificação de polaridade ou da tensão de polarização. Relé de subcorrente ou subpotência.

RESERVADO


Nº 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69

Denominação Dispositivo de proteção de mancal. Monitor de condição mecânica. (Na tabela ANSI esse código está “Reservado para aplicação futura”). Relé de campo. Disjuntor de campo. Dispositivo (contator) de funcionamento. Dispositivo manual de transferência ou seletor manual. Relé de partida seqüencial da unidade. Monitor de condição atmosférica. (Na tabela ANSI esse código está “Reservado para aplicação futura”). Relé de corrente de seqüência negativa. Relé de tensão de seqüência de fase. Relé de seqüência incompleta. Relé térmico de equipamento. Relé instantâneo de sobrecorrente. Relé de sobrecorrente de CA de tempo definido ou inverso. Disjuntor de CA. Relé de excitação de gerador de CC. Reservado para aplicação futura. (A tabela ANSI associa esse código ao disjuntor para corrente contínua de alta velocidade). Relé de fator de potência. Relé de aplicação de campo. Dispositivo de curto-circuito ou de aterramento. Relé de falha de retificação. Relé de sobretensão. Relé de equilíbrio de tensão ou de corrente. Reservado para aplicação futura. (A tabela ANSI associa esse código ao Relé de balanço de corrente). Relé de tempo de parada ou de abertura. Relé de pressão. Relé detector de terra. Regulador de fluxo ou vazão. Dispositivos de atuação intermitente. (A tabela ANSI associa esse código ao Relé de supervisão de número de partidas). Relé direcional de sobrecorrente de CA. Relé de bloqueio de abertura. Dispositivo de controle permissível.

RESERVADO

45

Alta Competência

Nº 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79

46

Denominação

Reostato. Relé de nível. Disjuntor de CC. Contator de resistor de carga. Relé de alarme. Mecanismo de mudança de posição. Relé de sobrecorrente de CC. Transmissor de pulsos. Relé de medida de ângulo de fase ou de sincronismo. Relé de religamento de CA. Relé de fluxo. 80 (Na tabela ANSI esse código está “Reservado para aplicação futura”). 81 Relé de freqüência. 82 Relé de religamento de CC. 83 Relé de controle seletivo ou de transferência. 84 Mecanismo de acionamento. 85 Relé de recepção por onda portadora ou fio piloto. 86 Relé de bloqueio de operação. 87 Relé diferencial. 88 Motor ou motor-gerador auxiliar. 89 Secionadora com acionamento elétrico. 90 Dispositivo de regulação. 91 Relé direcional de tensão. 92 Relé direcional de tensão e potência. 93 Contator de variação de campo. 94 Relé de abertura ou permissão de abertura. 95 a 99 Usado para aplicações especícas.

1.6.1. Tabela ANSI A tabela da norma NBR 5175 - Código numérico das funções dos dispositivos de manobra, controle e proteção de sistemas de potência - foi proposta como uma versão para uma tabela similar denominada tabela ANSI. Contudo, é importante ressaltar que existem algumas funções diferentes indicadas para um mesmo código quando consideramos as duas tabelas. Alguns códigos numéricos da tabela ANSI, indicados como “deixados para aplicações futuras”, aparecem denidos na norma NBR 5175 por outras funções. Para o técnico de

RESERVADO


operação que lida com um diagrama elétrico é sempre fundamental saber qual das duas referências foi utilizada na construção do diagrama unilar em questão. A tabela ANSI oferece ainda funções complementares que não são indicadas na tabela da Norma 5175. A seguir apresentamos essas funções: 50 N 50G 50BF

Sobrecorrente instantâneo de neutro.

51N

Sobrecorrente temporizado de neutro (tempo definido ou curvas inversas).

51G 51Q 51V 51C 59Q 59N

64

67 N 67 G 67Q

Sobrecorrente instantâneo de terra (comumente chamado 50GS). Relé de proteção contra falha de disjuntor (também chamado de 50/62 BF). Sobrecorrente temporizado de terra (comumente chamado 51GS e com tempo definido ou curvas inversas). Relé de sobrecorrente temporizado de seqüência negativa com tempo definido ou curvas inversas. Relé de sobrecorrente com restrição de tensão. Relé de sobrecorrente com controle de torque. Relé de sobretensão de seqüência negativa. Relé de sobretensão residual ou sobretensão de neutro (também chamado de 64G). Relé detector de terra. Os diagramas unifilares devem indicar se este elemento é alimentado por Transformador de Corrente (TC) ou por Transformador de Potencial (TP), para que se possa definir corretamente. Se for alimentado por TC, também pode ser utilizado como uma unidade 51 ou 61; Se for alimentado por TP, pode-se utilizar uma unidade 59N ou 64G. A função 64 também pode ser encontrada como proteção de carcaça, massacuba ou tanque, sendo aplicada em transformadores de força até 5 MVA. Relé de sobrecorrente direcional de neutro (instantâneo ou temporizado). Relé de sobrecorrente direcional de terra (instantâneo ou temporizado). Relé de sobrecorrente direcional de seqüência negativa.

RESERVADO

47

Alta Competência

1.7. Exercícios 1) O que são os diagramas unilares? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________

2) Correlacione os símbolos literais (D, F, G, H, K, L, M, Q, R, S, T e X) com os componentes que eles representam, seguindo o exemplo da primeira linha, onde a letra “A” é utilizada para simbolizar conjuntos e subconjuntos. ( A ) Conjuntos e subconjuntos

48

( )

Elementos binários, dispositivos dispositivos de memória

( ( ( ( ( ( ( ( ( ( (

Transformadores Geradores, fontes de alimentação Relés, contatores Resistores Indutores Dispositivos de manobra para circuitos de potência Dispositivos de sinalização Seletores, chaves Dispositivos de proteção Motores Terminais, tomadas e plugues

) ) ) ) ) ) ) ) ) ) )

de

temporização,

RESERVADO


3) Complete as lacunas: Os circuitos elétricos e os equipamentos associados a eles são representados por ____________________________ . A representação de todas as informações elétricas de uma planta de processo em um único esquema impede uma análise adequada da dinâmica operacional dos equipamentos. Por isso, é adotada uma ______________________________ , onde os componentes do sistema são representados por símbolos. Uma representação, onde cada linha única é capaz de representar um diagrama elétrico, pode ser denominada _______________________________ , ou seja, diagrama de “um o”. A simbologia permite interpretar ____________________________ ______ e ________________________________ , bem como permitir a identicação de qualquer componente, equipamento, que pode ser representado por símbolos _____________________________ ou ______________________________.

RESERVADO

49

Alta Competência

4) Relacione os símbolos apresentados na primeira coluna com as descrições da segunda coluna. Utilize os termos do banco de descrições a seguir: Terra / Equipamento ou unidade funcional / Reator / Conversor de corrente contínua / Material sólido / Elemento de pilha / Motor de indução trifásico, com motor em curto-circuito ou em gaiola Símbolos

Descrição

50

5) Explique o que é o código numérico de funções. _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________

RESERVADO


1.8. Glossário ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. ANSI - American National Standards Institute. Instituto Nacional Americano de Padronização. CA - tensão que troca de polaridade constantemente, provocando nos circuitos um uxo de corrente ora em um sentido, ora em outro. Capacitor - dispositivo elétrico utilizado para introduzir capacitância num circuito. CC - tensão contínua, ou seja, a tensão que mantém a eletricidade em uma só direção e sempre constante. Comutador - dispositivo que realiza a transferência das ligações de um conjunto de condutores para outro conjunto. Contator - dispositivo de manobra com acionamento magnético com vários contatos elétricos que podem ser normalmente “aberto” e “fechado”. Disjuntor - dispositivo destinado a desligar automaticamente um circuito elétrico sempre que ocorrer sobretensão da corrente. Equipotencialidade - propriedade de um conjunto de pontos que possuem o mesmo potencial. Excitação - produção de uxo magnético em um circuito magnético, por meio de corrente num circuito elétrico. Impedância - resistência à passagem da corrente alternada por meios resistivos e/ ou indutivos. Indutor - dispositivo elétrico utilizado para introduzir indutância num circuito. Intertravamento - sistema de segurança em que um acionamento depende da autorização de outro componente do comando elétrico. Literal - código expresso por letras. NBR - Norma Brasileira. Relé - dispositivo auxiliar de comando, de baixa corrente, com o acionamento magnético contendo vários contatos elétricos que podem ser normalmente “aberto” e “fechado”. Resistor - dispositivo elétrico utilizado para introduzir resistência em um circuito. Secionador - dispositivo capaz de desligar completamente um dispositivo elétrico ou circuito de outros dispositivos ou circuitos.

RESERVADO

51

Alta Competência

Sobrecorrente - corrente elétrica acima do valor nominal suportável. Sobreexcitação - produção de excesso de uxo magnético em um circuito magnético, por meio de corrente elétrica. TC - Transformador de Corrente. Terra - a massa condutora da Terra, cujo potencial elétrico, em qualquer ponto, é convencionalmente considerado igual a zero. TP - Transformador de Potencial. Transdutor - dispositivo que converte ou transfere sinais, dos quais pelo menos uma das formas é elétrica.

52

RESERVADO


1.9. Bibliografia ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. Código numérico das funções dos dispositivos de manobra, controle e proteção de sistema de potência, NBR-5175. 1988. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. Símbolos literais de identificação de elementos de circuito: simbologia, NBR 5280/83. 1983. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. Símbolos gráficos de elementos de símbolos, símbolos qualitativos e outros símbolos de aplicação geral, NBR-12519. 1992. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. Símbolos gráficos de produção e conversão de energia elétrica, NBR-12522. 1992. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. Símbolos gráficos de equipamentos de manobra e controle e de dispositivos de proteção, NBR12523. 1992. BRASIL. Ministério do Trabalho e Emprego - MTE. Segurança em instalações e serviços em eletricidade. Norma Regulamentadora Nº 10. Brasília, 2004.

RESERVADO

53

Alta Competência

1.10. Gabarito 1) O que são os diagramas unilares? Para facilitar a análise dos diagramas elétricos é adotada uma representação simplificada, denominada diagrama unifilar, onde os componentes do sistema são representados por símbolos. Nesse tipo de simbologia cada linha única equivale a um circuito, surgindo assim o conceito de diagrama unifilar, ou seja, diagrama de “um fio”. 2) Correlacione os símbolos literais (D, F, G, H, K, L, M, Q, R, S, T e X) com os componentes que eles representam, seguindo o exemplo da primeira linha, onde a letra “A” é utilizada para simbolizar conjuntos e subconjuntos.

54

(A)

Conjuntos e subconjuntos

(D)

Elementos binários, dispositivos de temporização, dispositivos de memória

(T)

Transformadores

(G)

Geradores, fontes de alimentação

(K)

Relés, contatores

(R)

Resistores

(L)

Indutores

(Q)

Dispositivos de manobra para circuitos de potência

(H)

Dispositivos de sinalização

(S)

Seletores, chaves

(F)

Dispositivos de proteção

(M)

Motores

(X)

Terminais, tomadas e plugues

3) Complete as lacunas: Os circuitos elétricos e os equipamentos associados a eles são representados por diagramas elétricos. A representação de todas as informações elétricas de uma planta de processo em um único esquema impede uma análise adequada da dinâmica operacional dos equipamentos. Por isso, é adotada uma representação simplificada, onde os componentes do sistema são representados por símbolos. Uma representação, onde cada linha única é capaz de representar um diagrama elétrico, pode ser denominada diagrama unifilar, ou seja, diagrama de “um o”. A simbologia permite interpretar esquemas e diagramas de circuitos elétricos, bem como permitir a identicação de qualquer componente, equipamento, que pode ser representado por símbolos gráficos ou literais.

RESERVADO


4) Relacione os símbolos apresentados na primeira coluna com as descrições da segunda coluna. Utilize os termos do banco de descrições a seguir: Terra / Equipamento ou unidade funcional / Reator / Conversor de corrente contínua / Material sólido/ Elemento de pilha/ Motor de indução trifásico, com motor em curto-circuito ou em gaiola Símbolos

Descrição Equipamento ou unidade funcional Material sólido Terra

Motor de indução trifásico, com motor em curto-circuito ou em gaiola

Conversor de corrente contínua

Reator

Elemento de pilha ou acumulador 5) Explique o que é o código numérico de funções. É uma tabela de códigos numéricos proposta pela norma NBR 5175 contendo uma numeração padronizada que permite a identificação de componentes e funções de proteção e comando em diagramas elétricos.

RESERVADO

55

RESERVADO

Diagramas unifilares típicos em plataformas marítimas

2 o l u t í p a C

Ao final desse capítulo, o treinando poderá: • Identicar a simbologia usada na representação dos dispositivos e equipamentos em sistemas de geração e de distribuição.

RESERVADO

Alta Competência

58

RESERVADO

Capítulo 2. Diagramas unifilares típicos em plataformas marítimas

2. Diagramas unifilares típicos em plataformas marítimas

O

s diagramas unilares podem expressar diversos tipos de sistemas. Entre eles, podemos citar os sistemas de geração principal, os sistemas de geração (auxiliar e emergência) e o sistema de distribuição de energia.

2.1. Sistema de geração principal Na maioria das plataformas, a energia elétrica é produzida por meio de geradores acionados por turbinas a gás ou motores diesel. No exemplo a seguir, podemos vericar, em destaque, parte de um diagrama unilar típico de uma unidade marítima de grande porte contendo um turbogerador com a potência de 25 MW. Nesse exemplo, podemos observar: o tipo de aterramento utilizado, a potência do gerador, o tipo de excitação do gerador, o tipo de máquina primária do gerador elétrico (turbina), as proteções atuantes, os Transformadores de Potencial (TP) e Transformadores de Corrente (TC), os transdutores e suas ligações etc. A identicação dos símbolos poderá ser feita a partir da NBR 12519 Símbolos grácos de elementos de símbolos, símbolos qualicativos e outros símbolos de aplicação geral - NBR 12523 - Símbolos grácos de equipamentos de manobra e controle e de dispositivos de proteção e de outras normas complementares.

RESERVADO

59

Alta Competência

2 5 RS-GE-514001A

TGCP/ECOS

TF-RS-GE-51001A

0,1323

13800-240V 50KVA

30 74

50/5A NOTE 20

64 C

7 3 E T O N

27

PN-GE-514001A-02 67

A 1500/5A 20VA-CLO.5

50 GN

50 GN

(3)

1500/5A 5P20-20VA

(3)

1500/5A 5P20-20VA

(3)

1500/5A 20VA-CLO.5

0 2 E T O N

(3)

1500/5A 20VA-CLO.5

1

8 3 E T O N

58 A

GE-514001 A

V

30 74

G 1 0 2 5 - 0 1 2 0 E 0 T 4 O 1 N 5 N P O T

3

25000KW G

TURBINE

A

F

32

V

40

V 46

0,5 UF

60

(3)

6

(3)

AVR

13800-120V

A

51 V

3

15 KV 10 KA

39 (3) 67

(F)

4

49

W

(V)

CT

TO ECOS

38

13800-120V

(3)

25

60

(3)

NOTE 10

59 NOTE 23

TO ECOS

PN-GE-514001A-01

TGCP/ECOS

30 74

TGCP/ECOS

30 74

TRIP TURBINE

NOTE 12

NOTE 15

TGCP - PN-GE-514001A

(1) Conjunto turbina e gerador elétrico. (2) Resistência de aterramento do gerador / sistema. (3) Relé de proteção microprocessador com suas respectivas funções ativas. (4) Transdutores para comunicação com o sistema de automação - ECOS. (5) Conjunto de proteção do aterramento do gerador / sistema. (6) Sistema de excitação do gerador elétrico (regulador automático de tensão - AVR, TP, excitatriz, reticador, gerador de imã permanente etc.).

RESERVADO


2.2. Sistemas de geração auxiliar e de emergência Em caso de falha do sistema de geração principal, os sistemas de geração auxiliar e/ou de emergência são acionados para prover energia elétrica até que os sistemas essenciais de segurança e os equipamentos auxiliares necessários à partida dos geradores principais sejam restabelecidos. 2.2.1. Sistemas de geração auxiliar Entre as cargas que são alimentadas pelo gerador auxiliar na partida, citamos: as bombas de circulação de água de resfriamento, sistema de iluminação, sistema ininterrupto de energia (UPS), compressão de ar e, logicamente, os motores de partida dos turbogeradores (TG). A seguir, destacamos parte de um diagrama unilar típico de uma unidade marítima contendo um gerador auxiliar movido a diesel gerando em 13,8 kV com a potência nominal de 1,6 mW. A simbologia usada no diagrama permite reconhecer: a potência do gerador, o tipo de excitação utilizada, o tipo de máquina primária do gerador elétrico (motor diesel), o esquema de ligação simplicado entre o relé digital com suas respectivas proteções ativas e suas conexões com outros componentes do sistema, os TPs e TCs, transdutores e suas ligações, painéis associados etc.

RESERVADO

61

Alta Competência

2 / 4 1 0 X 1

PN-GE-514002A-02 (3)

1 2 0 m P - m 2 4 0 - # C A / 6 3 4 X 0 1

7

046A-01-P09 1x5/C#10mm2 046A-01-P10 1x5/C#10mm2

1

GE-514002A 1600kw B V

30 74

G

EXC

RTD

3

32

A

40

46

W

0,5 UF

51 V

(3) (3)

13,8 kv

39

PN-GE-514002A-01

87 2

6

62

49

m m 0 1 4 0 - 2 # A C 6 / 4 1 0 X 3

38 60

25

59

PN-GE-514002A-04

NOTE 23

5

30 74

100-5A 1,2-C25

(3)

(3)

2

30 74

100-5A 10-B100 13800-120V

>

AGCP/ECOS

PN-DS-GE-514002A

13800-120V >

>

67 G

FROM CIS’s ESO SUBSYSTEM

(2)

AGCP - PN-GE-514002A >

2

2

046A-01-P08 1X3/C#2.5mm2

NOTE 15

13800-120V

>

4

DIESEL ENGINE TRIP

>

1 m 0 m F - 0 1 4 2 0 - # C A / 6 1 4 0 X 3

2 2 0 m P - m 1 0 0 - 1 # A / C 6 3 4 x 0 1

3 2 0 m P - m 1 5 . 0 - 2 A # C 6 / 4 7 0 x 1

1 2 0 m P - m 1 0 0 - 1 # A / C 6 5 4 x 0 1

1-20mA TO AGCP f(55-65 Hz) 1-20mA TO AGCP

(1) Conjunto motor diesel e gerador elétrico. (2) TPs e TCs de medição e proteção. (3) Relé de proteção microprocessado e suas respectivas funções ativas e sua interface com outros componentes do sistema. (4) Proteção (TRIP) do motor diesel. (5) Indicação da comunicação entre relé, sistema de excitação, sistema supervisório (ECOS) e controle automático de geração (AGCP). (6) Transdutores para comunicação com a ECOS. (7) Sistema de excitação do gerador elétrico (AVR, TP, excitatriz, reticador, gerador de imã permanente etc.).

RESERVADO


2.2.2. Sistemas de geração de emergência O gerador de emergência é o responsável pela alimentação do painel de fornecimento de energia essencial da plataforma. Este gerador fornece energia para um painel de baixa tensão de onde se distribuem as cargas de emergência necessárias para o controle de lastro e sustentação da vida a bordo. O sistema de geração de emergência é composto em sua essência por, pelo menos, um gerador a diesel. A grande vantagem do gerador a diesel em relação ao turbogerador é que ele pode ser acionado rapidamente, alimentando de forma imediata os sistemas de emergência. A seguir, apresentamos, em destaque, uma configuração típica de um gerador de emergência acionado por motor diesel. Nesse diagrama identificamos: as ligações dos componentes do sistema com a proteção do gerador; o disjuntor de conexão com o barramento, com o relé associado (e suas respectivas funções de proteção); a forma de aterramento do gerador; a seletividade lógica; os componentes associados ao sincronismo do gerador com o sistema elétrico, dispositivo de proteção contra arco voltaico etc.

RESERVADO

63

Alta Competência

8

} 2

7 }

1

}

6 }

3 4

64

9

5 10

(1) Conjunto gerador elétrico e seu respectivo sistema de excitação. (2) Resistor de aterramento. (3) Dispositivo de monitoramento ótico de arco voltaico. (4) Relé digital com indicação das funções de proteção ativas. (5) TP. (6) TC. (7) Relé com funções de proteção para o gerador. (8) Relé de sincronismo entre o gerador e o barramento de emergência. (9) Disjuntor de alimentação do barramento de emergência. (10) Indicador de seletividade lógica.

RESERVADO


2.3. Sistemas de distribuição de energia Os sistemas de distribuição de energia podem ser feitos em diversos níveis de tensão. Esses níveis são denidos levando-se em consideração a potência de cada equipamento e também outras importantes variáveis técnicas e econômicas consideradas na fase de projeto da planta industrial. 2.3.1. Distribuição de grandes cargas em alta tensão a) Distribuição em alta tensão - CA Em plataformas de grande porte que possuem diversos níveis de tensão são utilizados transformadores que ajustam os níveis de tensão ideais para cada tipo de carga. Assim, podemos encontrar, por exemplo: • Transformadores de 13,8 kV para 4,16 kV; • Transformadores de 13,8 kV para 0,48 kV; • Transformadores de 4,16 kV para 0,48 kV. O diagrama unilar a seguir representa a conguração típica de um transformador utilizado em unidades marítimas. Podemos observar nesse diagrama unilar: a indicação das tensões envolvidas, a potência do transformador, o tipo de ventilação, a identicação dos componentes (TAG), a impedância do transformador, o TP, o TC, as proteções atuantes, o aterramento de neutro do transformador entre outros dispositivos.

RESERVADO

65

Alta Competência

4 13800 - 120

6 (2)

(3)

(2)

N.C. 5201.G

Typical protection 86

NOTE 15 27

A

51

50

3

(3) 50 CS

NOTE

18

2

(1)

7

SPARE MOTOR

1

66 TF - 514201A 12000/15000 kVA (AN/AF)

TF - 514 202A 2000 kVA 13.8 - 0,48 kV Z = 8,37% 59 G

NOTE 45

13.8-4.16kV z-8.35% DB - 514201A 2500A

59 G

5 FROM UI 22

NOTE 45

480V 3PH

138 Ω /2 A

160 Ω /15 A

60Hz

Typicalprotection

5202.A

220-120V 2PH

86 NOTES 15 AND 42

51

50 (3)

A

BUS

A

(1) Transformador. (2) Disjuntor (AT) extraível com relé e suas respectivas funções ativas. (3) Disjuntor com dispositivo de aterramento seguro. (4) TP protegido por fusíveis. (5) Aterramento do neutro do transformador/sistema. (6) Disjuntor de interligação de barras. (7) Indicação de cubículo reserva (aplicações futuras).

RESERVADO


b) Cargas motóricas em alta tensão Os projetos de sistemas elétricos para cargas motóricas de alta tensão consideram tensões da ordem de 13.8 kV, em geral, para cargas acima de 1.000 kW como: grandes bombas de transferência de óleo, compressores de gás, bombas de injeção de água, bombas para alimentação de equipamentos a uma distância física considerável (Bombeio Centrífugo Submerso - BCS). A seguir, é ilustrada parte de um diagrama unilar destacando a conguração típica de motores de grande porte. Sendo equipamentos de grande valor econômico e de complexidade de manutenção, quando comparados aos motores convencionais e de pequeno porte, exigem a utilização de um maior número de funções de proteção e monitoramento. No diagrama unilar, podemos visualizar: o motor elétrico com seu respectivo sensor de temperatura (RTD) e resistência de aquecimento, o mancal do motor com seu respectivo sensor de temperatura, o relé microprocessador com suas funções habilitadas, a interface com o Sistema Supervisório (ECOS), o tipo e forma de atuação do disjuntor, o dispositivo de aterramento seguro, as lâmpadas de sinalização, entre outros.

RESERVADO

67

Alta Competência

20 VAC

6

E R L E C T I B A U E C H

-

UPS SY TEM

W

G

B

R

Typical for 13.8k V motors

5

R R E O T T A O E M H

3

A

50

51

46

48

66

37

49

(3)

R )

7

NOTE 15 86

4 30 74

R )

87

27

47

50 GS

81

59

38

49

ECOS

(1)

4

NOTES 27 AND 31 ECOS 2 R

NOTE 39

(3) C O

39

(3) (3)

From essential lighting painel 220 vac

M RTD

RTD

VIBR

68 1

2

(1) Motor elétrico com sensor de temperatura (RTD) e resistor de aquecimento. (2) Mancal com sensor de temperatura (RTD). (3) Circuito de alimentação da resistência de aquecimento do motor. (4) Interface com a ECOS. (5) Relé microprocessador com funções de proteção habilitadas. (6) Lâmpadas de sinalização. (7) Disjuntor extraível com dispositivo de aterramento seguro.

?

VOCÊ SABIA?

É prática em projetos de sistemas elétricos considerar tensões da ordem de 4,16 kV, em geral, para faixa de cargas entre 150 kW e 1.000 kW.

RESERVADO


Podemos visualizar a seguir que a conguração típica de cargas, nesse nível de tensão, não difere muito, pois os equipamentos apresentam as mesmas características e grau de importância do anteriormente citado. Da mesma forma, no diagrama unilar, podemos visualizar: o motor elétrico com seu respectivo sensor de temperatura (RTD) e resistência de aquecimento, o mancal do motor com seu respectivo sensor de temperatura, o relé microprocessador com suas funções habilitadas, a interface com o sistema supervisório de comando (ECOS), o contator com fusíveis associados, o dispositivo de aterramento seguro, as lâmpadas de sinalização, comando local, entre outros. 1

Typical for 4.16k V Motors

7

e r l c e t i b a u e h C

w

G

B

R

6

2 MCC

r r e o t t o a e M h

(3)

c

4160-120V

(2)

ECOS

(3)

R

46

48

66

37

47

49

27

81

59

87

38

49

50 GS

R

(3)

86

30 74

(2)

Note 15

A

Note 32

5

(1)

Notes 27 and 31

ECOS

(3)

From essencial lighting panel

(3)

220 VAC

4

M

C O

RTD

3

RTD

Motor rating >

750 kW

(1) Contator extraível com fusível associado. (2) TP 4160/120 V, protegido por fusíveis. (3) Proteção Surge Arrester . (4) Comando liga/desliga com comunicação para ECOS. (5) Relé microprocessador com atuação no contator e comunicação com a ECOS. (6) Contator com dispositivo de aterramento seguro. (7) Circuito de alimentação e sinalização da resistência de aquecimento do motor.

RESERVADO

69

Alta Competência

2.3.2. Distribuição de cargas em baixa tensão Com exceção das grandes cargas, toda a distribuição é feita em tensões industriais da ordem de 480 V, para cargas indutivas e resistivas, como: motores, aquecedores elétricos etc. a) Cargas motóricas de 50 kW a 150 kW Como são equipamentos de menor valor econômico e de menor complexidade de manutenção em relação aos motores de grande porte, são providos de um número menor de funções de proteção, tendo em vista que são motores convencionais e de pequeno porte e não é lucrativo instalar arranjos de proteção mais sosticados. Segue exemplo de uma conguração típica: 2

70 Tection relay

3

To protection relay Note 44

e r l c e i t b a u e C h

(3)

5

(2)

Notes 28 and 35

INST

Y 0

W

1

(3) R

R

B

480-120v

(2) R

G

46

48

49

37

47

50 GS

R

86 Notes 15

74

Notes ECOS

(1)

220 vac essential light panel

kW kW

41

Notes 27 and 31 ECOS M

Motor rating

c o

56 kW 150 kW

4

(1) Circuito de sinalização e comando local com comunicação com a ECOS. (2) Disjuntor magnético com sinalização para a ECOS. (3) Relés com funções ativadas e comunicação com a ECOS. (4) Motor com sua respectiva resistência de aquecimento. (5) TP 440/120 V, protegido por fusíveis.

RESERVADO


b) Cargas motóricas menores que 50 kW e outras cargas Observe que a carga motórica, no diagrama a seguir, está sendo protegida por um disjuntor magnético (proteção contra curtocircuito) e um relé térmico (proteção contra sobrecarga). Já a carga não motórica está sendo protegida por disjuntor termo-magnético (proteção contra sobrecarga e curto-circuito). Podemos vericar também os comandos e sinalizações com interface com a ECOS e outros componentes do sistema elétrico em questão. 1

71

3

6

2

5

7

4

(1) Disjuntor comandado pela ECOS. (2) Conjunto extraível, contendo disjuntor magnético (proteção curto-circuito), contator e relé térmico (sobrecarga). (3) Conjunto extraível, contendo disjuntor termo-magnético (proteção de curto-circuito e sobrecarga) e contator. (4) Motor com resistência de aquecimento. (5) Cargas em geral (tomadas, painéis especícos de equipamento etc.). (6) Transformador de comando. (7) Aterramento do cubículo.

RESERVADO

Alta Competência

c) Cargas de iluminação Os painéis de iluminação fornecem tensão da ordem de 110/220 CA para todos os circuitos de iluminação específicos. Possuem transformadores que ajustam as tensões industriais para iluminação. A seguir, ilustramos uma configuração típica por meio do diagrama unifilar: FOR GENERAL LOADS - 220/120 VAC AND 24 VDC PN-514015A - 220V 3 PHASE 60 HZ

2

PN-514015B - 220V 3 PHASE 60 HZ

1

TYPICAL FOR EACH MODULE

NOTE 21

220 VAC - 60HZ - 3 PHASE ISC = 10kA 1/s - 17kA PEAK

220 VAC - 60HZ - 3 PHASE ISC = 10kA 1/s - 17kA PEAK

T2 220-208/120V 17.5kVA

T1

4

72

220-208/ 120V 17.5kVA

ISC = 10kA /1s - 17kA PEAK 208/120v - 3 PHASE + 1 NEUTRAL BUS (NOTE 19)

3

NOTE 4

ISC = 10kA /1s - 17kA PEAK 208/120v - 3 PHASE + 1 NEUTRAL BUS (NOTE 19) NOTE 4

PN-514026

(1) Intertravamento mecânico de disjuntores. (2) Indicação do painel a montante. (3) Indicação do painel a jusante com disjuntores para circuitos especícos. (4) Transformador de 220/120 V.

d) Distribuição 125 CC / 48 CC / 24 CC / 12 CC A distribuição de baixa tensão em corrente contínua é usual para alimentar: • Sistemas de backup de lubricação de máquinas e sistemas de segurança que necessitem de acionamento com energia de baterias; • Equipamentos de telefonia e telecomunicações; • Instrumentos analógicos e digitais, transmissores e indicadores locais, como pressostatos, termostatos, chaves de nível e de uxo etc.;

RESERVADO


• Existem unidades que possuem o sistema de alimentação de proteção elétrica em corrente contínua. A seguir, temos um exemplo de diagrama unilar típico de sistema de corrente contínua, com banco de baterias e reticadores. PN-514009/PN-514010- 480V-3 PHASE - 60HZ NOTE 32

C

CB-GE-542002A/B

2

NOTES 20 AND 32 BATTERY CHARGER 24VDC NOTE 17

73 VOLTAGE DROP

NOTE 18

D100ES

3 1 24 VDC A

BATTERY

BT-GE-542002A/B NOTES 7

PLC

LOADS OF CONTROL PANEL AND INSTRUMENTS

(1) Banco de baterias. (2) Carregador de baterias (reticador). (3) Sensor com indicação de corrente (amperímetro).

2.4. Sistemas ininterruptos de energia São sistemas capazes de manter o fornecimento de energia elétrica para os consumidores, mesmo em caso de falha da alimentação principal. Os sistemas críticos são alimentados por UPS com capacidade de várias horas de sustentação de carga. Esses sistemas podem ser em corrente contínua ou alternada. São semelhantes aos sistemas no-break .

RESERVADO

Alta Competência

A seguir, visualiza-se um UPS em tensão alternada, contendo: intertravamentos mecânicos e elétricos, reticadores, inversores, transformadores, banco de baterias, chaves estáticas, dispositivos de proteção, entre outros. 1

PN-514012A - 480V-3 PHASE -60HZ

PN-514012B - 480V-3 PHASE -60HZ

E

7

NOTE 5

UPS-810002A

UPS-81002B

IN=170 kVA

OUT=70 kVA

TRB2

LINK

LINK

480-380V

IN=170 kVA

REMOVABLE

REMAVABLE

TRA2

OUT=70 kVA

480-380W

170kVA

170kVA

D1 CB-A

6

D2

TRA1

TRB1

480-220V

480-220W

70kVA

70kVA

CB-B

2 D13 IN-A

4

K

D14

NOTE 25

IN-B

D8

D7

TRA3

D5

TRB3

D6

223-220V

223-220V 70kVA

70kVA D3

74 BT-810002A

3

1125Ah/10h 360VDC NOTE 7

5

D4

BT-810002B PN-514023A

1125Ah/10h

PN-5140238

NOTE 26

NOTE 30

NOTE 30

360VDC

NOTE 26

NOTE 7 ECOS

D9 220VAC- 60HZ - 3 PHASE

ECOS

F

NC ISC - 10kA /1s - 17kA PEAK

NOTE 4 N.O.

D11

ISC - 10kA /1s - 17kA PEAK

D12

D10 NC 220VAC- 60HZ - 3 PHASES

NOTE 4

N.O.

NOTE 26

(1) Intertravamento elétrico. (2) Intertravamento tipo kirk . (3) Banco de baterias. (4) Inversor CC/CA. (5) Chave estática (comutação rápida). (6) Reticador CA/CC. (7) Transformador.

RESERVADO


2.5. Exercícios 1) Complete as lacunas: O gerador de emergência é o responsável pela alimentação do ________________________________ da plataforma. Este gerador fornece energia para um painel de ________________________ de onde se distribuem as ____________________________ necessárias para o controle de lastro e sustentação da vida a bordo. O _______________________________________ é composto em sua essência por, pelo menos, um gerador a diesel. A grande vantagem do gerador diesel é que ele pode ser acionado rapidamente, em relação ao ___________________________________ , alimentando imediatamente os sistemas de emergência. 2) Relacione os termos com suas denições.

75

a) Sistema de geração principal; b) Sistema ininterrupto de energia - UPS; c) Sistemas de geração auxiliar e de emergência. ( ) São acionados para prover energia elétrica para os sistemas essenciais, de segurança e para os equipamentos auxiliares necessários à partida dos geradores principais. ( ) São sistemas capazes de manter o fornecimento de energia elétrica para os consumidores, mesmo em caso de falha da alimentação principal. ( ) Na maioria das plataformas, a energia elétrica é produzida através de geradores acionados por turbinas a gás ou motores diesel.

RESERVADO

Alta Competência

3) Identique os componentes representados pelos fragmentos dos diagramas unilares representados à esquerda da tabela. Partes de diagramas unifilares

Componentes

GE - 514002A 1600 kw B V

Motor diesel

G RTD

1 2 0 V C A

76

D

480-120V (3) (2)

(2)

TF -514201A 12000/15000 kVA (AN/AF) 13.8-4.16 kV Z-8.35%

31 ECOS

C O

C

(3) NOTE 32

RESERVADO


2.6. Glossário AGCP - Controle Automático de Geração. Arco voltaico - condução em gás automantida para a qual a maioria dos portadores de carga são elétrons liberados por emissão eletrônica primária. AT - Alta Tensão. AVR - Regulador Automático de Tensão. Barramento - condutor de corrente elétrica de grande capacidade, geralmente utilizado em painéis elétricos. BCS - Bombeio Centrífugo Submerso. CA - tensão que troca de polaridade constantemente, provocando nos circuitos um uxo de corrente ora em um sentido, ora em outro. Carga motórica - carga relacionada a um conjunto de motores elétricos. CC - tensão contínua, ou seja, a tensão que mantém a eletricidade em uma só direção e sempre constante. Contator - dispositivo de manobra com acionamento magnético com vários contatos elétricos que podem ser normalmente “aberto” e “fechado”. Disjuntor - dispositivo destinado a desligar automaticamente um circuito elétrico sempre que ocorrer sobretensão da corrente. ECOS - Sistema Supervisório de Comando. Excitação - produção de uxo magnético em um circuito magnético, por meio de corrente num circuito elétrico. Impedância - resistência à passagem da corrente alternada por meios resistivos e/ ou indutivos. Intertravamento - sistema de segurança em que um acionamento depende da autorização de outro componente do comando elétrico. NBR - Norma Brasileira. Pressostato - instrumento usado para monitorar e controlar pressão de meios líquidos ou gasosos e é empregado em um amplo campo de aplicação. Relé - dispositivo auxiliar de comando, de baixa corrente, com o acionamento magnético contendo vários contatos elétricos que podem ser normalmente “aberto” e “fechado”.

RESERVADO

77

Alta Competência

Resistor - dispositivo elétrico utilizado para introduzir resistência em um circuito. RTD - Respectivo Sensor de Temperatura. Seletividade lógica - funções organizadas de forma a permitir a execução da lógica do comando elétrico. Surge arrester - proteção contra transitórios de sobretensão.

TAG - etiqueta de identicação do equipamento. TC - Transformador de Corrente. TP - Transformador de Potencial. Transdutor - dispositivo que converte ou transfere sinais, dos quais pelo menos uma das formas é elétrica. Turbogerador (TG) - gerador elétrico acionado por turbina.

78

UPS - sistema ininterrupto de energia.

RESERVADO



RESERVADO

79

Alta Competência

2.8. Gabarito 1) Complete as lacunas: O gerador de emergência é o responsável pela alimentação do painel de fornecimento de energia essencial essencial da plataforma. Este gerador fornece energia para um painel de baixa tensão de tensão de onde se distribuem as cargas de emergência necessárias para o controle de lastro e sustentação da vida a bordo. O sistema de geração de emergência é por, pelo menos, emergência é composto em sua essência por, um gerador a diesel. A grande vantagem do gerador diesel é que ele pode ser acionado rapidamente, em relação ao turbogerador turbogerador,, alimentando imediatamente os sistemas de emergência. 2) Relacione os termos com suas denições. a) Sistema de geração principal; b) Sistema ininterrupto de energia - UPS; c) Sistemas de geração auxiliar e de emergência.

80

(c) (b) (a)

São acionados para prover energia elétrica para os sistemas essenciais, de segurança e para os equipamentos auxiliares au xiliares necessários à partida dos geradores principais. São sistemas capazes de manter o fornecimento de energia elétrica para os consumidores, mesmo em caso de falha da alimentação principal. Na maioria das plataformas, a energia elétrica é produzida através de geradores acionados por turbinas a gás ou motores diesel.

RESERVADO


3) Identique os componentes representados pelos fragmentos dos diagramas unilares representados à esquerda da tabela. Partes de diagramas unifilares

Componentes

GE - 514002A 1600 kw B V

Motor diesel

G

Conjunto motor diesel e gerador elétrico

RTD

1 2 0 V C A

D

480-120V (3) (2)

(2)

TF -514201A 12000/15000 kVA (AN/AF) 13.8-4.16 kV Z-8.35%

TP

Transformador

81

31 ECOS

Interface com a ECOS C O

C

Contator com dispositivo de aterramento seguro

(3) NOTE 32

RESERVADO

RESERVADO

3 o l u t í p a C

Introdução a comandos elétricos Ao final desse capítulo, o treinando poderá: • Denir dispositivos de manobra e de comando; • Explicar o que são comandos elétricos e o que é CLP; • Listar as vantagens do uso de um CLP.

RESERVADO

Alta Competência

84

RESERVADO

Capítulo 3. Introdução a comandos elétricos

3. Introdução a comandos elétricos

N

o sistema elétrico representado pelo diagrama unilar, as chaves de manobras, contatores e disjuntores são acionados por meio de comandos elétricos. Por isso, iremos abordar a conceituação básica desses principais componentes.

3.1. Dispositivos de manobra Dispositivos elétricos de potência como motores, resistências, válvulas solenóides etc. necessitam ser comandados, isto é, deve ser possível ligá-los ou desligá-los conforme a necessidade. Dessa forma são utilizados dispositivos especícos com essa nalidade. Estes são conhecidos como dispositivos de manobra. Os dispositivos de manobra podem ser do tipo manual, como as chaves de potência, ou automáticos, como os contatores e relés.

Contatora (Telemechanique)

Relé térmico (weg)

RESERVADO

85

Alta Competência

Esses dispositivos de manobra são ativados pelo acionamento de uma bobina e, por isso, são conhecidos como chaves eletromagnéticas. Assim, basta energizar a bobina de um contator para acionar a carga elétrica que este porventura estiver comandando. De maneira oposta, se desenergizarmos a mesma bobina iremos desligar a carga. Entretanto, não é suciente controlar dispositivos por meio do acionamento da bobina de um contator. É necessário muitas vezes acionar as cargas em uma seqüência lógica ou em intervalos de tempo regulares. Por isso, existe a necessidade de um relacionamento lógico entre os elementos de manobra. Essa demanda levou à implementação da chamada “lógica de contato” que permite a comunicação autônoma entre dispositivos e equipamentos.

3.2. Dispositivos de comando ou dispositivos auxiliares

86

Além da necessidade de seqüenciar os acionamentos, outra necessidade existente é a de desabilitar manobras que não devem ser executadas simultaneamente com outra, sob pena de dano ou falha iminente, que poriam equipamentos e pessoas em risco. Existem dispositivos destinados a manobrar não cargas de potência, mas sim outros dispositivos de comando, ou seja, são dispositivos destinados a trabalhar com pequenas correntes e a auxiliar no estabelecimento da lógica entre os dispositivos de comandos. São, portanto, chamados de dispositivos de comando ou dispositivos auxiliares.

3.3. Comandos elétricos e CLP – Computador Lógico Programável A necessidade de manobras seqüenciais e de intertravamento, por meio de “lógica de contato”, com dispositivos exclusivamente eletromecânicos, deu origem ao que se chama de comandos elétricos. Atualmente os comandos não são mais puramente elétricos, mas envolvem alguma eletrônica, tais como: relés digitais, microprocessadores e CLP (Computador Lógico Programável). Assim, na atualidade, comandos elétricos são aqueles implementados por dispositivos de manobra e/ou comando eletromecânicos e dispositivos eletrônicos interligados por os.

RESERVADO


Na ilustração a seguir, é apresentado um diagrama que indica a lógica de controle de um CLP. +24 Vcc 3 S0

3 S1

4

4

I0

I1

I2

I3...

CLP

O0

01

02

03

05

06...

220 Vca

A1

OV

A2

Toda lógica de controle está dentro do CLP

87

A natureza discreta da atuação de um contator está relacionada a dois estados lógicos possíveis (ligado ou desligado). Por isso, podemos concluir que a representação binária de um computador ou controladores digitais é extremamente adequada para a implementação da chamada “lógica de contato”. Essa é a base dos Controladores Lógicos Programáveis ou simplesmente CLP. Sendo assim, os arranjos de contatos para ns de lógica estão sendo substituídos pelos CLPs. No esquema a seguir, é ilustrada a comparação entre um comando elétrico físico e um virtual que possuem lógicas semelhantes.

RESERVADO

Alta Competência

Diagrama elétrico de uma partida direta Comando físico

Comando virtual

1

S0 2

3 1

3

S1

K1 4

I0000

I0001

O0000

O0000

4 1

A1 K1 A2

88

Os esquemas acima representam dois comandos elétricos: um físico e um virtual. Ambos foram projetados para realizar o mesmo trabalho. O sistema de controle virtual torna o comando mais simples, eficiente e confiável.

Podemos, portanto, enumerar algumas das várias vantagens para o uso do CLP: a) Programar um CLP é muito mais fácil do que trabalhar a ação de um painel de controle por relés; b) CLPs podem ser reprogramados, enquanto comandos elétricos convencionais (relés de comando, temporizados etc.) precisam ter sua ação retrabalhada; c) Economia de espaço devido ao seu tamanho reduzido; d) Maior conabilidade; e) Comunicação com outros CLPs e microcomputadores; f) Potência elétrica requerida é menor; g) Comunicação através de rede, com relés microprocessados;

RESERVADO


h) Não produzem faísca; i) Maior exibilidade, atendendo maior número de aplicações. •

Relés de proteção microprocessados

Um relé microprocessado pode substituir vários relés de proteção e de comando, além de armazenar um histórico de eventos, que facilita muito o trabalho de análise de falhas. Os relés microprocessadores podem se comunicar entre eles por meio de redes e podem trabalhar nas funções previamente programadas. Exemplo de relé microprocessado comandando um painel com disjuntor

89

Grande quantidade de dispositivos de proteção e de comando.

O relé microprocessado sozinho é capaz de exercer a função de proteção e comando.

RESERVADO

Alta Competência

A seguir, são apresentadas algumas funções típicas dos relés microprocessados. Aplicações típicas 78J600

Proteção de alimentadores

Trip

50

51

50N

51N

49

Religamento opcional

46

Proteção de transformador Proteção de motor

87

Proteção de barras 50

51

49

46 Bloqueio I>>

Barra

50N

Trip

51N

Monitoramento do circuito de trip

79M

Trip

M

Medição

50

51

50N

51N

49

46

p u k c i P

Lista de eventos Gravação de faltas

50

51

49

46

79M 78J600

50N

90

Pickup

51N

Auto diagnóstico Comunicação Remota

78J600

3.4. Seqüência de funcionamento de um comando elétrico utilizando CLP, ECOS e relés microprocessados No desenho a seguir, apresentaremos uma visão geral do processo de atuação de um comando elétrico de acionamento de dois motores (M1 e M2) em um sistema com CLP, ECOS (Estação de Controle Operação e Supervisão), remotas, relés microprocessadores e transdutores de sinais elétricos para óticos. Os dois esquemas representam momentos diferentes no processo de atuação.

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Visão geral do processo de atuação de comando elétrico no acionamento de dois motores •

Exemplo 1: PN - XX

ECOS O

HS1

E

O

Relé

Relé

Relé

Relé

E

CLP

E

E

Conversor Ótico

O

Liga

Desliga

Botoeira

O

Painel

HS3

Rede I/O HS4

Motor 2

M

M2

Botoeira

O

Remota A

O E

E

Remota B

M

M

PN - YY

91

Status Local remoto Lig.

Painel

Deslg.

M1

Motor 1

Sequência de acionamento do motor M1 via CLP/ Remota

• Com o acionamento da botoeira HS1 (hand switch 1, liga), um sinal é enviado para o cartão de entrada digital da Remota A. Esse será enviado até o CLP por meio de rede I/O; • É importante observar que existe um conversor de sinal elétrico para ótico e vice-versa (E/O e O/E), entre as estações remotas e o CLP; • O CLP irá checar a lógica de ligação do motor M1, e se não houver nenhum impedimento, enviará um sinal para Remota B; • A Remota B, por meio de um cartão de saída digital, enviará um comando para o painel elétrico do motor M1. Esse comando fará a contatora do M1 fechar, ligando o motor M1;

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• O painel elétrico enviará sinais de conrmação (status) do funcionamento do motor M1, via cartões de entrada digital da Remota B, se o comando estiver selecionado para “REMOTO” (via ECOS) ou “LOCAL” (campo); • O mesmo uxo de comando ocorrerá quando acionarmos a botoeira HS2 (hand switch 2, desliga) do motor M1; • O sinal de status do motor M1 é enviado para o CLP por meio de rede I/O, que usará esse sinal na lógica de funcionamento do motor M1; • O mesmo sinal de partida do motor M1 pode ser enviado para o CLP por meio da ECOS (sala de controle). Para isso, é necessário que a chave “LOCAL/REMOTO esteja na posição “REMOTO”.

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Exemplo 2: PN - XX ECOS O

E

O

Relé

Relé

Relé

Relé

M

M

E

E

CLP

HS1

E

O

O

HS3

Rede I/O

M

M2

HS4

O

Remota A

O E

E

Remota B

PN - YY Status Local remoto Lig.

Deslg.

M1

Motor 1

Seqüência de acionamento do motor M1 via CLP/ relé

• Ao acionar a botoeira HS3 (hand switch 3, liga), um sinal é enviado para o cartão de entrada digital da Remota A. Essa irá enviar o sinal até o CLP por meio de rede I/O;

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• Novamente haverá conversão de sinal elétrico para ótico e vice-versa entre as estações remotas e o CLP; • O CLP irá checar a lógica de ligação do Motor M2, de acordo com o processo. Se não houver nenhum impedimento, o CLP enviará o sinal de liga para a rede de relés microprocessadores (que ca no painel elétrico) onde, entre outras cargas, está o motor M2; • O relé responsável pelo acionamento de M2 receberá o sinal de partida para esse motor. Se não houver nenhuma função de proteção atuada, o relé enviará o comando de liga para o disjuntor do motor M2; • O sinal de status do motor M2 será enviado para ECOS e para o CLP;

93 • Todas as proteções do motor elétrico M2 são monitoradas pelo relé microprocessador. Se houver qualquer ocorrência que ponha em risco o sistema elétrico, o relé microprocessador irá desligar o disjuntor do motor M2 e acionará o relé de bloqueio 86; • O mesmo uxo de comando ocorrerá quando acionarmos a botoeira HS4 (hand switch 4,desliga) do motor M1. A lógica de partida do motor descrita acima pode ser usada de forma semelhante para controlar os demais motores do painel PN-XX.

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3.5. Exercícios 1) Relacione a primeira coluna de acordo com as características da segunda. Tipos de dispositivos

( a ) Manobra

Características (

) Destinam-se a trabalhos com pequenas correntes.

(

) Podem ser do tipo manual ou automático.

(

) Necessitam ser comandados, isto é, deve ser possível ligá-los ou desligá-los conforme a necessidade.

(

) Também conhecido como dispositivos auxiliadores.

(

) Ligam ou desligam diversos equipamentos, conforme a necessidade, evitando falhas.

( b ) Comando

94

2) O que são comandos elétricos? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________

3) Qual a função de um CLP? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________

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4) Assinale com um X as vantagens para o uso do CLP. (

) Programar um CLP é muito mais fácil do que trabalhar a ação de um painel de controle por relés.

(

) CLPs podem ser reprogramados, enquanto comandos elétricos convencionais (relés de comando, temporizados etc.) precisam ter sua ação retrabalhada.

(

) Economia de espaço devido ao seu tamanho reduzido.

(

) Menor conabilidade.

(

) Comunicação com outros CLPs e microcomputadores.

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3.6. Glossário Botoeira - botão que pode ligar ou desligar um equipamento. Cartão de entrada digital - dispositivo que recebe as informações na forma digital do status/comando de campo. CLP - Controlador Lógico Programável. Contator - dispositivo de manobra com acionamento magnético com vários contatos elétricos que podem ser normalmente “aberto” e “fechado”. Disjuntor - dispositivo destinado a desligar automaticamente um circuito elétrico sempre que ocorrer sobretensão da corrente. ECOS - Sistema Supervisório de Comando. Hand switch - contato que recebe acionamento mecânico.

96

Intertravamento - sistema de segurança em que um acionamento depende da autorização de outro componente do comando elétrico. Lógica de contato - forma de linguagem entre os contatos que permite a criação de uma seqüência de eventos que determina a maneira pela qual o equipamento irá funcionar. Relé - dispositivo auxiliar de comando, de baixa corrente, com o acionamento magnético contendo vários contatos elétricos que podem ser normalmente “aberto” e “fechado”. Representação binária - linguagem digital usada pelos computadores lógicos. Transdutor - dispositivo que converte ou transfere sinais, dos quais pelo menos uma das formas é elétrica. Válvula solenóide - dispositivo eletromecânico que permite interromper, eletromagneticamente, a circulação de um fluido, através da sua abertura ou fechamento.

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RESERVADO

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3.8. Gabarito 1) Relacione a primeira coluna de acordo com as características da segunda. Tipos de dispositivos

( a ) Manobra ( b ) Comando

Características (b)

Destinam-se a trabalhos com pequenas correntes.

(a)

Podem ser do tipo manual ou automático.

(a)

Necessitam ser comandados, isto é, deve ser possível ligálos ou desligá-los conforme a necessidade.

(b)

Também conhecido como dispositivos auxiliadores.

(a)

Ligam ou desligam diversos equipamentos, conforme a necessidade, evitando falhas.

2) O que são comandos elétricos?

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Os comandos elétricos são circuitos com equipamentos elétricos destinados a comandar e controlar o funcionamento de sistemas elétricos. A demanda de comandos elétricos surgiu da necessidade de realizar manobras seqüenciais e de intertravamento com dispositivos exclusivamente eletromecânicos. Atualmente, esses comandos não são puramente elétricos, pois também envolvem a eletrônica. Portanto, atualmente, os comandos elétricos são aqueles implementados por dispositivos de manobra e/ou comando eletromecânicos e dispositivos eletrônicos interligados por fios. 3) Qual a função de um CLP? O CLP (Controlador Lógico Programável) é um microcomputador dedicado à automação de máquinas e processos, onde informações provenientes do processo (entradas) são processadas em um programa (processamento) que gera respostas para atuar no processo (saídas). 4) Assinale com um X as vantagens para o uso do CLP. ( X ) Programar um CLP é muito mais fácil do que trabalhar a fiação de um painel de controle por relés. ( X ) CLPs podem ser reprogramados, enquanto comandos elétricos convencionais (relés de comando, temporizados etc.) precisam ter sua fiação retrabalhada. ( X ) Economia de espaço devido ao seu tamanho reduzido. ( ) Menor conabilidade. ( X ) Comunicação com outros CLPs e microcomputadores.

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4 o l u t í p a C

Análise de falhas elétricas

Ao final desse capítulo, o treinando poderá: • Denir o que é análise de falhas; • Identicar a seqüência lógica de ações necessárias para a identicação e correção de falhas elétricas.

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100

RESERVADO

Capítulo 4. Análise de falhas elétricas

4. Análise de falhas elétricas

A

nalidade principal da análise de falhas é impedir que essas falhas voltem a ocorrer. A análise deve determinar os motivos que levaram à ocorrência da falha e essa informação deve ser usada para a implementação de ações corretivas que impedirão a repetição da falha estudada. Devemos também levar em consideração, para a análise de falhas, os componentes do circuito que deixem de realizar sua função ainda durante a sua vida útil. Como exemplo, podemos citar a sucessiva queima de um relé auxiliar antes do tempo de vida útil do mesmo. Nesse caso, devemos analisar se a causa dessa falha está relacionada ao fabricante do relé, a uma falha do projeto ou de montagem. A análise de falhas deve determinar as causas do problema, dando subsídios para que possamos implementar as melhorias do sistema. A análise dos eventos relacionados a uma falha pode envolver inúmeros fatores não necessariamente ligados ao sistema elétrico. Sendo assim, podemos concluir que uma falha, embora seja um evento desagradável, deve ser aproveitada para identicarmos pontos fracos em nossos sistemas. Durante a análise de uma falha, devemos nos preocupar com o causador primário da mesma. Os danos ocorridos posteriormente serão conseqüência do causador primário. Para se fazer boas análises de falhas é preciso criar um banco de dados de análise de falhas e de histórico de manutenção. Podemos citar os componentes do sistema elétrico que têm a função de proteção e que, normalmente, só entram em operação quando algum descontrole acontece. Somente nesse momento poderemos saber se o mesmo atuou corretamente. Dessa forma, apenas com um banco de dados poderemos vericar quantas vezes esse tipo de componente falhou ao longo do tempo e, assim, poderemos executar as ações preventivas para evitar que tal falha volte a ocorrer.

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101

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4.1. Identificação de uma falha no sistema por um técnico de operação A seguir, apresentaremos uma situação-problema simples relacionada com a atividade de um técnico de operação. A partir desse contexto, deveremos identicar a falha em um equipamento elétrico e vericar que ações serão tomadas. Vamos adotar o exemplo de uma moto-bomba que funciona com um dado lógico do processo em que está inserida.

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a) O técnico de operação da sala de controle verica na ECOS que a moto-bomba não entra em funcionamento. Observa que não existe nada na lógica do processo que esteja impedindo o funcionamento. O técnico de operação, ao consultar o diagrama unilar na ECOS, identica que existe uma falha elétrica na moto-bomba (sinalizada em amarelo na interface). b) O técnico de operação da sala de controle aciona o técnico de operação da área responsável pelo equipamento no campo.

Técnico de operação consultando o diagrama unilar na ECOS

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c) O técnico de operação da área irá se dirigir ao painel de controle da moto-bomba, com a nalidade de identicar qual proteção elétrica atuou, colocando a moto-bomba em falha. Esse painel é dotado de um relé microprocessador que tem a função de proteger o motor elétrico e também ligar e desligar o motor.

103 Relé de proteção microprocessador

d) Ao chegar ao painel, o técnico de operação verica que o relé de bloqueio (86) está atuado e que a função de proteção térmica (49) do relé microprocessador está sinalizada.

Avaliação de um dispositivo no painel

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e) O técnico de operação irá dar um reset no relé microprocessado, visto que a função de proteção térmica (49) é acionada por aumento de temperatura do motor, provavelmente por sobrecarga do motor. f) Em seguida irá rearmar o relé de bloqueio (86) e informará ao técnico de operação da sala de controle o motivo pelo qual a motobomba desarmou.

104

Relé de bloqueio

g) O técnico de operação da sala de controle irá analisar a causa da atuação da proteção térmica do motor antes de colocá-la novamente em operação. Vale observar que o técnico de operação, no exemplo apresentado, após fazer o reset do relé de proteção microprocessado, rearmou o relé auxiliar de bloqueio (86). Porém, existem algumas situações em que isso não poderia ser feito. Algumas funções de proteção elétrica indicam que existe um problema mais grave que requer uma averiguação mais profunda, geralmente com envolvimento do setor de manutenção, para que se evitem danos maiores aos equipamentos. Podemos citar como exemplo a função 50 (relé de sobrecorrente instantâneo), que quando ativada no relé de proteção, sinaliza um possível curto-circuito.

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4.2. Exercícios 1) Complete as lacunas: A análise de falhas tem como principal nalidade impedir a _________________________________ , devendo determinar as _________________________________ e dar subsídios para a implementação de _________________________________ para a melhoria do sistema. Também deve ser considerado o funcionamento de um _________________________________ ou de um ________________ _________________ , que não realize sua função durante a sua expectativa de vida útil. Uma falha, embora seja um evento desagradável, deve ser aproveitada para a identificação dos ______________________________ dos sistemas. Deve-se criar um banco de dados com o registro das diferentes análises das falhas e do _____________________ . Este banco é um importante indicador de ___________________________ .

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2) Organize através de uma numeração crescente a seqüência de ações coerentes para a identicação de uma falha no sistema por um técnico de operação: ( ) O técnico de operação da sala de controle aciona o técnico de operação da área responsável pelo equipamento no campo. ( ) O técnico de operação irá dar um reset no relé microprocessador, visto que a função de proteção térmica (49) é acionada por aumento de temperatura do motor, provavelmente por sobrecarga do motor. ( ) Em seguida irá rearmar o relé de bloqueio (86) e informará ao técnico de operação da sala de controle o motivo pelo qual a moto-bomba desarmou. ( ) O técnico de operação da sala de controle verica na ECOS que a moto-bomba não entra em funcionamento.

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( ) Ao chegar ao painel, o técnico de operação verica que o relé de bloqueio (86) está atuado e que a função de proteção térmica (49) do relé microprocessador está sinalizada. ( ) O técnico de operação da sala de controle irá analisar a causa da atuação da proteção térmica do motor antes de colocá-la novamente em operação. ( ) O técnico de operação da área irá se dirigir para o painel de controle da moto-bomba com a nalidade de identicar qual proteção elétrica atuou, colocando a moto-bomba em falha.

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4.3. Glossário ECOS - Sistema Supervisório de Comando. Moto-bomba - conjunto com motor elétrico e bomba-hidráulica. Relé - dispositivo auxiliar de comando, de baixa corrente, com o acionamento magnético contendo vários contatos elétricos que podem ser normalmente “aberto” e “fechado”. Sobrecorrente - corrente elétrica acima do valor nominal suportável.

107

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4.4. Bibliografia ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. Código numérico das funções dos dispositivos de manobra, controle e proteção de sistema de potência, NBR-5175. 1988. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. Símbolos literais de identificação de elementos de circuito: simbologia, NBR 5280/83. 1983. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. Símbolos gráficos de elementos de símbolos, símbolos qualitativos e outros símbolos de aplicação geral, NBR-12519. 1992. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. Símbolos gráficos de produção e conversão de energia elétrica, NBR-12522. 1992. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. Símbolos gráficos de equipamentos de manobra e controle e de dispositivos de proteção, NBR12523. 1992.

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BRASIL. Ministério do Trabalho e Emprego - MTE. Segurança em instalações e serviços em eletricidade. Norma Regulamentadora Nº 10. Brasília, 2004.

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4.5. Gabarito 1) Complete as lacunas: A análise de falhas tem como principal nalidade impedir a recorrência de falhas, devendo determinar as causas do problema e dar subsídios para a implementação de ações corretivas para a melhoria do sistema. Também deve ser considerado o funcionamento de um equipamento ou de um componente do circuito, que não realize sua função durante a sua expectativa de vida útil. Uma falha, embora seja um evento desagradável, deve ser aproveitada para a identicação dos pontos fracos dos sistemas. Deve-se criar um banco de dados com o registro das diferentes análises de falhas e do histórico de manutenção. Este banco é um importante indicador de ações preventivas. 2) Organize através de uma numeração crescente a seqüência de ações coerentes para a identicação de uma falha no sistema por um técnico de operação: (2)

O técnico de operação da sala de controle aciona o técnico de operação da área responsável pelo equipamento no campo.

(5)

O técnico de operação irá dar um reset no relé microprocessador, visto que a função de proteção térmica (49) é acionada por aumento de temperatura do motor, provavelmente por sobrecarga do motor.

(6)

Em seguida irá rearmar o relé de bloqueio (86) e informará ao técnico de operação da sala de controle o motivo pelo qual a moto-bomba desarmou.

(1)

O técnico de operação da sala de controle verica na ECOS que a motobomba não entra em funcionamento.

(4)

Ao chegar ao painel, o técnico de operação verica que o relé de bloqueio (86) está atuado e que a função de proteção térmica (49) do relé microprocessador está sinalizada.

(7)

O técnico de operação da sala de controle irá analisar a causa da atuação da proteção térmica do motor antes de colocá-la novamente em operação.

(3)

O técnico de operação da área irá se dirigir para o painel de controle da moto-bomba com a nalidade de identicar qual proteção elétrica atuou, colocando a moto-bomba em falha.

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Diagramas eletricos Unifilares

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