Diagrama de funções básicas do circuito de controle de disjuntores
Descrição do Diagrama de Funções do Circuito de Controle dos Disjuntores
Contatos Principais do Disjuntor: Estes não fazem parte do circuito de controle. Eles servem como os principais elementos condutores que abrem e fecham para interromper ou estabelecer o circuito elétrico principal.
Mecanismo Operacional Mecânico: Este mecanismo libera a energia necessária para mover os contatos principais entre as posições aberta e fechada. Também está excluído do circuito de controle propriamente dito. Seu papel é crucial na atuação física dos contatos principais, que é essencial para a função do disjuntor de interromper ou permitir o fluxo de corrente elétrica.
Sistema de Carregamento de Energia: O sistema de carregamento de energia fornece energia ao mecanismo operacional. Em sistemas com armazenamento de energia hidráulico, de mola ou pneumático, geralmente consiste em um motor elétrico, uma bomba acionada por motor ou um compressor. Este sistema garante que o mecanismo operacional tenha a energia necessária para realizar suas tarefas, como abrir e fechar os contatos principais, possibilitando o funcionamento eficaz do disjuntor.
Monitor de Densidade e Contatos do Monitor de Densidade: Esses dispositivos desempenham um papel vital na supervisão do isolamento e/ou meio extintor de arco, que geralmente são SF6 ou gás misto em disjuntores modernos. Comumente, são empregados interruptores de pressão compensados por temperatura. Eles operam relés auxiliares para impedir que o disjuntor seja disparado ou fechado se a densidade de gás SF6 no invólucro cair abaixo de níveis críticos. Esses interruptores e contatos cumprem duas funções importantes:
Função de Aviso/Alarme: Eles fornecem um aviso ou alarme quando a densidade de gás SF6 no invólucro diminui, mas permanece acima do nível de bloqueio. Este alerta precoce dá ao operador tempo suficiente para resolver o problema antes que o disjuntor seja bloqueado e perca suas capacidades operacionais.
Função de Intertravamento/Proibição: Quando a densidade de gás SF6 atinge o "nível de bloqueio", onde a operação segura não é mais possível, esses componentes intertravam ou proíbem a operação do disjuntor. O operador geralmente tem a opção de configurar o disjuntor para disparar automaticamente e bloquear quando esse nível é alcançado (a opção de "disparo forçado", que apresenta alguns riscos de segurança) ou para bloquear em sua posição atual.
Bobina de Fechamento: A bobina de fechamento é um dispositivo solenoide. Quando o disjuntor recebe um sinal de fechamento válido, a bobina de fechamento é energizada. Esta energização libera o mecanismo, fazendo com que os contatos principais do disjuntor se fechem. Uma vez que o disjuntor atinge a posição fechada, contatos de interruptores auxiliares no circuito de fechamento se abrem, desenergizando as bobinas de fechamento. Geralmente, há apenas uma bobina de fechamento no circuito de controle para garantir uma operação de fechamento única e coordenada.
Bobinas de Abertura: As bobinas de abertura também são dispositivos solenóides. Ao receber um sinal de abertura válido pelo disjuntor, elas são energizadas. A energização das bobinas de abertura libera o mecanismo, resultando na abertura dos contatos principais do disjuntor. Uma vez que o disjuntor atinge a posição aberta, contatos de interruptores auxiliares nos circuitos das bobinas de disparo se abrem, desenergizando as bobinas de disparo. Geralmente, existem duas bobinas de disparo que operam a partir de fontes de alimentação independentes. A operação de apenas uma bobina de disparo é suficiente para abrir o disjuntor. A provisão de duas bobinas ajuda a minimizar o risco de falha no disparo, aumentando a confiabilidade do processo de interrupção do circuito.
Interruptor Auxiliar de Posição: Impulsionado pela operação do disjuntor, esses contatos servem a múltiplos propósitos. Eles interrompem a corrente das bobinas de fechamento e disparo para desenergizá-las uma vez que a operação (fechamento ou abertura) está completa. Além disso, eles são usados para indicar e monitorar a posição do disjuntor. Eles também desempenham um papel no intertravamento de operações de controle e proteção no nível da baia ou estação, impedindo operações de comutação incorretas. Esses interruptores podem ser utilizados em qualquer função onde a posição do disjuntor é um parâmetro crítico.
Anti-Pumping: O recurso anti-pumping é projetado para impedir uma operação de re-fechamento quando um comando de fechamento anterior ainda está ativo enquanto o disjuntor foi aberto. Este mecanismo impede que o disjuntor feche e abra repetidamente, o que poderia levar a danos e riscos de segurança. Geralmente, o comando de fechamento energiza um relé anti-pumping através de um contato de interruptor auxiliar (contato Normalmente Aberto (NA)). Um contato do relé anti-pumping interrompe o circuito para a bobina de fechamento, enquanto um segundo contato trava ou "selo" o relé anti-pumping até que o comando de fechamento seja removido do circuito.
Contato de Limite de Energia: Os contatos de limite de energia são configurados para ativar quando a energia armazenada no mecanismo é esgotada, seja devido à operação ou perdas. Geralmente, eles acionam um motor para iniciar, visando restaurar a energia do mecanismo ao seu nível de operação normal, como recomprimir uma mola ou repor a pressão hidráulica/pneumática. Para mecanismos de mola, a recarga geralmente ocorre após cada operação de fechamento, enquanto outros tipos de mecanismos podem ser capazes de realizar várias operações antes que a recarga seja necessária. Sistemas pneumáticos e hidráulicos têm um interruptor que monitora a pressão e energiza um compressor quando a pressão cai abaixo de um nível crítico. Uma vez que o nível de energia é restaurado, um interruptor se abre, parando o motor. O motor geralmente é equipado com proteção contra sobrecarga térmica e um relé de temporização, que para o motor (ou uma bomba acionada por motor ou compressor) em caso de mau funcionamento. Os interruptores ou contatos que monitoram a energia armazenada realizam as seguintes funções:
Bloqueio de Fechamento: Eles bloqueiam a operação de fechamento se o disjuntor não tiver energia suficiente para fechar e reabrir com segurança.
Bloqueio de Abertura: Eles bloqueiam a operação de abertura se o disjuntor não tiver energia suficiente para abrir com segurança. Isso é particularmente relevante para disjuntores hidráulicos ou pneumáticos, embora possa não se aplicar da mesma forma a disjuntores operados por molas, onde um fechamento bem-sucedido carrega as molas de abertura.
Controle de Carga: Eles controlam (iniciam e param) o circuito de carga do dispositivo de armazenamento de energia (por exemplo, uma mola).
Interruptor Local/Remoto: Este é um interruptor seletor que permite ao operador desativar o controle remoto e operar o disjuntor apenas localmente. Serve como um recurso de segurança para impedir a operação remota do disjuntor durante a manutenção, garantindo a segurança do pessoal de manutenção.
Dispositivo de Desconexão/Elemento Fusível: Esses dispositivos são usados para cortar o fornecimento de energia ao sistema de controle durante trabalhos de manutenção ou quando há um defeito no circuito de controle. A desconexão geralmente é alcançada por meio de chaves faca ou fusíveis/removíveis, que fornecem confirmação visual de que o circuito de controle está aberto. Eles também podem ser trancados na posição aberta para impedir a reconexão não autorizada. Em casos em que a proteção contra curto-circuito é necessária, Mini Disjuntores (MCB) podem ser usados como alternativa a fusíveis simples.
Controle e Indicação Local: Esta função fornece uma indicação da posição do disjuntor e do status da instalação de controle local/remoto. Esses indicadores são principalmente para fins de manutenção ou operações de emergência, dependendo das regulamentações locais de segurança, permitindo que o pessoal avalie rapidamente a condição do disjuntor.
Circuito de Discrepância de Polos/Disagreement de Polos: Para disjuntores de Operação Independente de Polos (IPO), onde cada fase tem seu próprio mecanismo operacional, é possível que uma fase do disjuntor esteja em uma posição diferente (aberta ou fechada) em comparação com as outras fases. Esta situação, conhecida como discrepância de polos ou discordância de polos, pode levar a uma corrente primária assimétrica. Quando ocorre uma discrepância de polos, contatos de interruptores auxiliares em cada fase são usados para energizar um relé de atraso. Se a discrepância persistir após o atraso pré-definido (geralmente entre 1,5 a 5 segundos, dependendo das condições específicas da rede e da duração permitida de operação do circuito primário assimétrico, que deve ser maior que o tempo de recolocação automática de uma fase e menor que a proteção de sequência negativa de fase de geração), será feita uma tentativa de disparar todas as fases do disjuntor. Se a discrepância de polos foi devida a uma falha no fechamento de um polo, o disparo provavelmente terá sucesso. No entanto, se a discrepância inicial foi devida a uma falha na abertura, o polo falho pode não responder a comandos subsequentes de abertura, e a abertura de outros disjuntores pode ser necessária.
Aquecimento: Aquecedores espaciais são comumente instalados em cada um dos invólucros do mecanismo operacional e de controle. Seu propósito é reduzir a condensação, que pode causar corrosão e falhas no equipamento, garantindo o funcionamento confiável dos componentes do disjuntor.
