Aparelhagem Elétrica e Proteção em Centros de Transformação

Aparelhagem e Elementos de um Centro de Transformação (CT)

Define-se como aparelhagem elétrica o conjunto de equipamentos ou aparelhos destinados a controlar um sistema elétrico.

A aparelhagem, localizada num invólucro interno ou externo do CT, tem as seguintes funções:

• Manobra do circuito.
• Transformação de energia.
• Proteção de pessoas e bens.

Para cumprir estes objetivos, o local onde a aparelhagem está instalada requer recursos adicionais, tais como:

• Instalação de terra
• Instalação de proteção contra incêndios
• Ventilação
• Instalação de iluminação

Elementos da Aparelhagem do CT

Isoladores

São peças de material isolante utilizadas para apoiar ou fixar condutores e equipamentos de manobra.

Os materiais mais comuns para isoladores em aparelhagem de interior são a esteatite e a resina epóxi, devido à sua elevada capacidade de resistir a grandes esforços mecânicos durante as manobras de abertura e fecho.

Barramentos

Consistem em barras de cobre, cujo dimensionamento é calculado com base na densidade de corrente (d = I/S), onde S é a secção em mm².

No entanto, também é crucial o cálculo mecânico para resistir às forças eletrodinâmicas que ocorrem durante um curto-circuito, as quais provocam esforços de flexão nos barramentos.

Condutores

A entrada no CT é realizada através de condutores que, dependendo da tensão, ligam a linha de entrada aos terminais ou conectores da célula.

Interruptor

É o aparelho de manobra capaz de abrir e fechar um circuito em carga, ou seja, com a sua corrente nominal. Contudo, não foi projetado para interromper ou estabelecer uma corrente de curto-circuito.

A capacidade de interrupção da corrente é garantida por um sistema de extinção de arco. Os interruptores classificam-se segundo este sistema:

• Em ar ou de facas: Utilizam o ar como meio de extinção.
• De sopro magnético: Utilizam um campo magnético para alongar e extinguir o arco.
• Em banho de óleo: O meio de extinção é o óleo (comummente os de pequeno volume de óleo).
• Em gás SF6 (Hexafluoreto de Enxofre): Considerado o meio com maior poder de corte.

Para estes dispositivos, além das suas características de tensão e corrente nominal, é essencial conhecer o seu poder de corte e de fecho.

Poder de Corte

É o valor máximo de corrente que o dispositivo é capaz de interromper sob uma determinada tensão e em condições de operação prescritas. É expresso em kA ou MVA.

Poder de Fecho

É o valor máximo de corrente que o dispositivo é capaz de estabelecer na sua tensão nominal.

Disjuntor

É um aparelho de manobra capaz de estabelecer, manter e interromper correntes em condições normais de serviço, bem como interromper automaticamente correntes anormais, como as de curto-circuito.

É utilizado para proteger instalações e transformadores.

O seu funcionamento pode ser manual ou automático, sendo este último acionado por ordem de relés de proteção (ex: sobrecorrente, subtensão).

Uma das suas características mais importantes é o poder de corte, que deve ser adequado à potência de curto-circuito no ponto da instalação.

Seccionador de Terra

É um aparelho de manobra utilizado para ligar à terra uma parte de um circuito ou instalação, garantindo a segurança durante a manutenção.

Equipamentos de Proteção

São dispositivos que detetam anomalias na linha (sobrecargas, curtos-circuitos, etc.) e enviam uma ordem de disparo ao disjuntor. Os principais tipos são:

Relé Direto

É alimentado diretamente pela corrente de fase. Quando a corrente ultrapassa o valor regulado, o relé atua, provocando o disparo do disjuntor associado.

Relé Indireto

É alimentado por uma corrente de baixo valor, que é uma imagem da corrente primária, obtida através de transformadores de corrente (TC) com uma determinada relação de transformação (ex: In/5A).

No transformador, utilizam-se os seguintes dispositivos de proteção específicos:

Termómetro

Utilizado para verificar a temperatura do óleo do transformador. Qualquer anomalia interna tende a gerar calor, elevando a temperatura acima do valor nominal. Existem dois tipos principais:

Termómetro de Coluna

Instalado na parte superior de transformadores de pequena potência, consiste numa ampola de vidro com álcool colorido e uma escala graduada para leitura da temperatura.

Termómetro de Sonda

Além de indicar a temperatura, está equipado com dois contactos elétricos: um para acionar um alarme a uma temperatura T1 e outro para dar a ordem de disparo ao disjuntor quando atinge uma temperatura crítica T2.

Relé Buchholz

Deteta anomalias nos enrolamentos de transformadores imersos em óleo. Incidentes elétricos geram gases, cuja acumulação no relé aciona a proteção. A composição do gás pode ser analisada para diagnosticar o tipo de falha.

Nível 1 (Alarme)

Ativado por defeitos incipientes, como aquecimento localizado ou maus contactos entre espiras. A libertação lenta de gás acumula-se no relé, fazendo baixar o nível de óleo e acionando uma boia que ativa o alarme.

Nível 2 (Disparo)

Ativado por defeitos graves, como um curto-circuito, que provocam uma libertação violenta e súbita de gás. A onda de pressão resultante aciona uma segunda boia que dá a ordem de disparo imediato ao disjuntor.

Este relé é instalado na tubagem que liga a cuba principal do transformador ao tanque de expansão (conservador), geralmente entre duas válvulas de seccionamento.