SISTEMA ELÉTRICO | SISTEMA ISOLADO E TRANSFORMADOR DE ATERRAMENTO
ÍNDICE 1.0
SISTEMA ISOLADO OU NÃO ATERRADO
2.0
CARACTERÍSTICAS DE SISTEMAS ELÉTRICOS NÃO ATERRADOS
3.0
RELAÇÃO DE TENSÃO E CORRENTE EM SISTEMAS NÃO ATERRADOS
4.0
ENSAIO DE SEQUÊNCIA ZERO – TRANSFORMADOR ELEVADOR
5.0
VANTAGENS DO SISTEMA COM NEUTRO ATERRADO
6.0
TRANSFORMADOR DE ATERRAMENTO
7.0
TIPOS DE TRANSFORMADORES DE ATERRAMENTO
8.0
ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA DE TRANSFORMADORES DE ATERRAMENTO
9.0
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1.0) SISTEMA ISOLADO OU NÃO ATERRADO:
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O termo sistema não aterrado é utilizado para identificar sistema em que não existe conexão intencional entre os condutores do sistema elétrico e o aterramento. Entretanto, em termos práticos sempre existe acoplamento capacitivo entre os condutores e o aterramento. O termo não aterrado é na verdade “inadequado”, desde de que todo sistema é inerentemente aterrado através de capacitâncias para a aterra, ou seja, a referência a terra é efetivada através das capacitâncias.
2.0) RELAÇÃO DE TENSÃO E CORRENTE EM SISTEMAS NÃO ATERRADOS – ISOLADOS:
Relações de Tensão e corrente: (I)
Assumindo que os condutores possuem o mesmo comprimento e são transpostos:
Utilizando as duas primeiras equações em (I) e a última de (III), monta-se o sistema de equações, cuja solução é apresentada em (V):
(II) Manipulando as equações de corrente em (I) e considerando (II): (IV) (III)
(V)
3.0) CARACTERÍSTICAS DE SISTEMAS ELÉTRICOS NÃO ATERRADOS – ISOLADOS:
1. Quando o neutro do sistema elétrico não é aterrado, uma falta em uma fase causa o aparecimento de tensão de linha no sistema, entre terra e as outras duas fases não faltosas. Normalmente é conveniente que o isolamento entre linha e terra suporte a tensão completa de linha. Equipamentos elétricos como Isoladores, Para-raios, transformadores deverão ser dimensionados para suportar tensão de linha entre seus terminais de fase.
3.0) COMPORTAMENTO DE TENSÃO E CORRENTE EM CURTO FASE-TERRA E FASE-FASE-TERRA:
3.0) CARACTERÍSTICAS DE SISTEMAS ELÉTRICOS NÃO ATERRADOS – ISOLADOS:
2. Devido a ausência de corrente ativa entre uma falta fase-terra, existe a dificuldade de localizalá, o que aumenta a probabilidade de ocorrer uma outra falta em um local qualquer do sistema elétrico. Neste caso, o dispositivo de proteção irá atuar por falta fase-fase, retirando um ou ambos alimentadores.
3.0) CARACTERÍSTICAS DE SISTEMAS ELÉTRICOS NÃO ATERRADOS – ISOLADOS:
3. Na ocorrência de faltas fase-terra nestes sistemas a corrente é somente de natureza capacitiva, de baixo valor e, portanto, de difícil detecção e de identificação do local de sua ocorrência; 4. A corrente capacitiva em geral não é suficiente para ativar os dispositivos de proteção, mas pode ser consideravelmente prejudicial se permitir fluir por um longo período; 5. Detectores de aterramento em sistemas com neutro NÃO aterrado irá indicar a existência de falta para terra, mas não irá informar a localização.
4.0) ENSAIO DE SEQUENCIA ZERO – TRANSFORMADOR ELEVADOR
Não existe circulação de corrente ativa entre fase e terra!
5.0) VANTAGENS DO SISTEMA COM NEUTRO ATERRADO:
1. Menores solicitações das isolações, pois não há possibilidade de sobretensões – se aplica para neutro solidamente aterrado; 2. Facilidade de detecção da falta fase-terra, uma vez que, com o sistema solidamente aterrado, obtemos baixo valor da impedância de sequencia zero, que é importante fator de controle do valor do curto fase-terra; 3. Redução na magnitude das sobretensões transitórias; 4. Proteção contra descarga atmosférica aprimorada; 5. Maior segurança para pessoas e equipamentos; 6. Proteção de falhas no sistema e equipamentos aprimorada; 7. Melhorar a confiabilidade do serviços. 8. Redução nos custos de manutenção, pois as faltas são mais fáceis de serem identificadas ;
6.0) TRANSFORMADOR DE ATERRAMENTO:
APLICABILIDADE: Os transformadores de aterramento são aplicados em muitas situações onde o arranjo do sistema elétrico exige que seja criado um ponto de aterramento do neutro adicional, ou simplesmente criar este ponto quando de sua inexistência;
7.0) TIPOS DE TRANSFORMADORES DE ATERRAMENTO:
CONEXÕES BÁSICAS UTILIZADAS: 1. Conexão estrela com neutro acessível no lado primário e triângulo no lado secundário:
7.0) TIPOS DE TRANSFORMADORES DE ATERRAMENTO:
CONEXÕES BÁSICAS UTILIZADAS: 1. Conexão “zigue-zague ”: a. Conexão especial que utiliza um reator trifásico com duas bobinas por fase, conectadas de forma especial, cruzada, que caracteriza o nome do transformador; b. Em termos de custo de aquisição é o que apresenta menor custo; c. Mais utilizado;
8.0) ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA DE TRANSFORMADORES DE ATERRAMENTO:
1. Tensão: Tensão de linha do sistema; 2. Corrente: Máxima corrente do neutro 3. Tempo: Normalmente projeta-se para suportar a corrente nominal por um curto tempo, como 10 ou 60s; 4. Reatância: Este valor é função da potência de curto circuito trifásica simétrica.
9.0) REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
[1] Geraldo Kindermann, “Curto-Circuito”, Segunda Edição [2] Donald Beeman, “Industrial Power Systems Handbook ”, Firs Edition [3] Paulo Fernandes Costa, Capítulo V, “Transformadores de aterramento – Parte I” [4] Bill Brown, P.E., Square D Engineering Services, “Section 6: System Grounding”
