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Proteção contra arcos elétricos:
Benefícios da implantação de
proteção em sistemas de média
tensão
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Conteúdo
• Introdução
• Digital Grid – Produtos – Nosso portfólio
• Linha Reyrolle de relés de proteção
• Proteção contra arcos elétricos: Benefícios da implantação
de proteção em sistemas de média tensão
• Arcos voltaicos: perigo real
• Proteção contra arcos voltaicos – aplicações em disjuntores e
barramentos
• Características dos sensores óticos
• Caso de uso: Proteção de arco elétrico com ReyArc
Energy Management - Digital Grid Products
Digital Grid
Portfólio de Produtos
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SIPROTEC e REYROLLE
Sinônimo alta tecnologia e líder mundial em proteção e controle
Primeiro uso dos
relés de proteção
eletromagnéticos
Primeira aplicação
com relé de
proteção digital em
Würzburg,
Alemanha
A era digital inicia
para os relés de
proteção
SIPROTEC 4:
Introdução da
família no mercado
REYROLLE:
Siemens compra a
empresa VA TECH
Reyrolle
SIPROTEC
Compact:
Excelente
funcionalidade e
design compacto
Mais de um milhão
de dispositivos
SIPROTEC em
operação no
mundo
SIPROTEC 5:
O novo marco de
referência para
proteção,
automação e
monitoramento
PRÓXIMA >
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Siemens – Tecnologias de proteção e controle
O mais alto patamar de segurança, confiabilidade e disponibilidade
SIPROTEC 5
O novo benchmark para automação, proteção e monitoramento
Flexível - modular por todo o ciclo de vida
SIPROTEC Compact
Máxima proteção – design compacto
Excelente funcionalidade, altamente flexível e comunicação
SIPROTEC 4
Comprovado, confiável e seguro – Sinônimo de tecnologia eficiente de proteção
e controle
Reyrolle
Alta tecnologia para redes de distribuição e industrias
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Proteção e controle
Aplicações por toda cadeia de valor de energia
Geração Distribuição Transmissão Industria e Infraestrutura
SIPROTEC 5
SIPROTEC Compact
SIPROTEC 4
Reyrolle
Linha Reyrolle
Relés de Proteção
www.siemens.com.br Siemens Digital Grid
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Reyrolle –
Solução flexível para redes de distribuição e indústrias
Engenharia amigável com Reydisp
Proteção de sobrecorrente e
falta a Terra
7SR10, 7SR11 e 7SR12
7SR21 e 7SR22, 7SR45
Diferencial de linha e
Comparador de Fase 7SR18
Arco Elétrico 7XG31
Proteção e controle de
transformadores 7SR242
Proteção de motores 7SR17
Proteção de banco de
capacitor 7SR191
Proteção de alta
impedância 7SR23
Tensão e Frequência 7SR158
Auto-religamento e
sincronizador
7SR157, 7SR220,
7SR224
Auxiliares, Relés de trip
e Timers 7PG11 ao 7PG17
Equip. de teste: 7XG222,7XG224, 7XG225, 7XG226
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Efeitos do tempo de arco – Destruição
Energy Management - Digital Grid Products
Altas Temperaturas ~ 20.000 ºC
Derretimento
Vaporização
Destruição de diferentes metais
Efeitos
100 ms – Terminação de Cabos
150 ms - Cobre
200 ms - Aço
Tempo de Derretimento
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Arcos voltaicos: perigo real
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Sistema elétrico
Disjuntor MT Disjuntor MT Disjuntor MT
Efeitos do arco
Consequências
para
instalações
Consequências
para pessoal
Curto com arco voltaico
Energia liberada
Aumento de
pressão
Aumento de
temperatura
Fenômeno
visual e
acústico
Estresse
mecânico
Estresse
térmico, fogo,
derretimento
Choques,
detritos,
aberturas
Queimaduras,
gases tóxicos
e fumaça
Normas relacionadas:
NR 10 – Item 10.2.9.2 (Brasil)
IEEE 1584 (EUA)
NFPA 70E (EUA)
Principais causas:
• Quebra de isolamento devido à:
• Idade do equipamento
• Falta (ou nenhuma) manutenção
• Acesso de animais de pequeno porte
Temperatura no momento do arco pode
chegar 20.000 °C!
O grau de dano causado pelo arco voltaico
depende principalmente de sua duração.
500 ms é suficiente para destruir totalmente um
quadro elétrico
Linha Reyrolle
ReyArc – Proteção
contra arco elétrico
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Same for other
feeders
Exemplo de Falta
O Sensor monitorado
detecta o arco
O monitor envia um sinal na entrada
digital do relé
Arco Elétrico no compartimento
da Barra
Os Disjuntores recebem o comando
de Trip dos IEDs
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ReyArc – Proteção contra arco elétrico
Componentes, destaques e benefícios
• Proteção de barramento para disjuntores isolados a ar
• Minimiza danos no revestimento metálico
• Detecção de arco por forte sinalização e disparo
supervisionado por funções de sobrecorrente
• Tempo de operação rápido, normalmente 7ms, minimizando
danos causados por faltas no barramento
• Completa auto-supervisão para maior confiabilidade
• Implementação simples e modular, para diferentes arranjos
de barramento
• Fácil de instalar e comissionar
• Adequado para uso em disjuntores novos e usados
Destaques e benefícios
• Sensor de arco elétrico de alta velocidade
• Com um ou dois sensores ópticos
• Monitor de arco elétrico
• Relé com dois ou três inputs de sensores
• Interface de arco elétrico
• Módulo com dois ou três inputs de
sensores
• Monitor de arco elétrico
• Com protocolo IEC61850 e até 16 inputs
de sensores
7X
G3124
- R
A2
4
7X
G3123
– R
A2
3
7X
G3120
– R
A2
0
7X
G3130
– R
A3
0
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Sistema de proteção contra arco elétrico
Módulo RA23
Sensor de arco
Componentes ReyArc - Aplicação comum
Módulo Interface de arco
Módulo RA23
Detecção rápida de
arco
Detecção total e tempo
de operação <2ms
Versões com 1 ou 2
sensores
Interface com relé de
sobrecorrente
RA23
Trip CB
Overcurrent
Relay
RA30Arc Sensor
RA30Arc Sensor
Sensores
instalados no
compartimento
do TC
Sensores
instalados na
câmara de
terminação dos
cabos
RA23 e relé de sobrecorrente
proporcionam tripping do
disjuntor
• RA23 projetado para interface
com relé de sobrecorrente
• As saídas são alimentadas nas
entradas binárias do relé de
sobrecorrente
• O relé de sobrecorrente é
necessário para executar o
tripping do disjuntor e alarme de
supervisão
• O tripping de arco também pode
ser implementado sem qualquer
intertravamento de uma função
de sobrecorrente
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Sistema de proteção contra arco elétrico
Módulo RA20
Sensor de arco
Componentes ReyArc - Aplicação comum
Monitor de arco
Módulo RA20
Design compacto
Montagem simples
Dois contatos de
desligamento de alta
velocidade
Opções de alimentação
auxiliar para conexão
AC ou DC
Sensores
instalados na
câmara do TC
Sensores
instalados na
câmara de
terminação dos
cabos
RA20 e relé de sobrecorrente
proporcionam tripping do
disjuntor
RA20
Trip CB
Overcurrent
Relay
RA30Arc Sensor
RA30Arc Sensor
Trip
Bus CBSensores
instalados na
câmara do Disj.
Tripping do RA20 pode ser
combinado com o relé de
sobrecorrente
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Sensor de arco elétrico 7XG3130 RA30
7XG3130 – RA30
Detecção dianteira 180º
Detecção de luz de arco
direta e refletida
Permite posicionar o
sensor dentro ou fora do
compartimento
Opção para cabo blindado
Reforço metálico
Instalação do sensor
Design robusto e
compacto para fácil
instalação
Cobertura do
compartimento do
TC
Cobertura do
compartimento do
barramento
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Sensor de arco elétrico 7XG3130 RA30
Instalação do sensor
Módulo selado,
adequado para
ambientes agressivos
Cobertura do
compartimento do
barramento
Cobertura da câmara
do disjuntor
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Caso de uso:
Proteção de arco elétrico com ReyArc
Energy Management - Digital Grid Products
• Industria alimentícia de grande porte – região sul
• Ocorrência de arco voltaico em painel de média tensão com
danos em outros equipamentos do sistema de alimentação da
planta
Situação – Desafios
• Instalação de sistema de proteção
seletivo e detecção de arcos voltaicos
com monitores ReyArc RA20
• Circuito dividido em zonas de proteção,
diminuindo a indisponibilidade do
sistema em caso de faltas
Solução
• Investimento mínimo e seguro:
• Sistema de alta velocidade para
eliminação de curto circuito interno
• Redução dos danos e prejuízos
causados por arcos e faltas
• Maior segurança para as equipes de
operação e manutenção
Benefícios
Prejuízos incorridos:
850.375
625.375
225.000
Valores estimados em R$
Danos materiais
3 painéis MT
totalmente danificados
Prejuízos
econômicos
Linha de produção
parada por 3 dias
+ Risco humano!
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Caso de uso:
Proteção de arco elétrico com ReyArc
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Atuação do sistema de proteção e detecção em curto circuito
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Muito obrigado!
Pedro Ivo Dantas Corrêa
Engenharia de Aplicação
(11) 97068-7994
Energy Management
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www.siemens.com/energy-automation-products
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