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ABB AUTOMATION

RELÉS DE PROTEÇÃO 1

VANTAGENS ECONÔMICAS E TÉCNICAS DE UM SISTEMA PLUG-IN MODULAR DE RELÉS CONSIDERANDO AS NECESSIDADES DE REFORMAS NOS MODERNOS SISTEMAS DE ENERGIA

Gunnar Stranne, Gerente de Produto, ABB Automation Products AB, Västerås, Suécia 25-09-2000

O condicionamento mecânico de relés auxiliares e de proteção afeta significativamente os custos iniciais e anuais dos sistemas de controle e dos terminais de proteção. Um conceito econômico e flexível de condicionamento de relés que seja aplicável a relés microprocessados, estáticos e eletromecânicos bem como a combinações dessas tecnologias é desejável tanto do ponto de vista dos fabricantes como dos clientes. Uma combinação de módulos plug-in corretamente dimensionados pode alojar novos microprocessadores avançados bem como as tecnologias eletrônica e eletromecânica tradicionais permitindo desta forma a adaptação dos produtos e sistemas resultantes para atender inúmeros requisitos físicos e operacionais

A capacidade do sistema modular Combiflex para incorporar modernas soluções microprocessadas dentro do conceito básico de pacotes, otimiza a funcionalidade e portanto proporciona uma economia de custos. A recentemente desenvolvida série de relés COMBIFLEX numéricos microprocessados atende aos requisitos modernos dos sistemas de energia e permite que estações existentes construídas a partir dos modelos COMBIFLEX anteriores possam ser facilmente melhoradas até a tecnologia atualmente usada e também economizar um espaço valioso que pode ser usado na modernização. Isto aumenta a vida útil da instalação com despesas mínimas de modernização pois apenas alguns componentes modulares precisam ser trocados. Os produtos COMBIFLEX atendem aos últimos requisitos das especificações EU e os conjuntos levam o selo de aprovação da CE. INTRODUÇÃO Os detalhes de condicionamento de um sistema plug-in de relés auxiliares com uma ampla linha de componentes auxiliares pode afetar significativamente os custos nas seguintes áreas. 1. Custos Iniciais.

a. Custos de engenharia b. Custos de alojamento c. Custos de instalação

Custos de fábrica e fabricante de painéis Custos de instalação no campo Custos de testes iniciais e comissionamento

2. Custos após a instalação

a. Custos de manutenção e substituições b. Estoque de peças sobressalentes c. Custos de reformas e modificações e ampliações no campo d. Custos de atualização

O sistema modular COMBIFLEX vem atendendo a estasexigências desde seu lançamento em 1969. Foi registradauma excelente experiência operacional com o passar dos anos numa ampla variedade de instalações em diversospaíses ao redor do mundo. Os produtos foramincorporados em projetos da ABB e também foramvendidos avulsos para uso em outros projetos ediretamente aos usuários finais. Mais de 5 milhões de relés modulares foram fornecidos. Uma parte considerável do negócio de hoje são asreformas e ampliações de sistemas existentes.

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OS REQUISITOS BÁSICOS 1. Uma Ampla Linha de Produtos Os terminais de transmissão geração e controle precisam conter muitas funções de proteção. Algumas dessas funções, tais como a função de medição da proteção primária, no passado levaram ao uso de diversos modelos de relés eletrônicos e atualmente ao uso de modernos microprocessadores. Outros requisitos, tais como interfaces elétricas e necessidades de separação física levam a necessidade de modelos ópticos ou eletromecânicos. O método de condicionamento dos diversos componentes deve portanto ser compatível com modelos microprocessados, estáticos e eletromecânicos. A maioria dos terminais de proteção deve fazer interfaces com outras funções de alarme e controle. Preferentemente, o condicionamento dos relés deve oferecer muitas dessas outras funções e os recursos requeridos como módulos auxiliares são projetados como partes integrantes do sistema. Para atender todas as necessidades de um moderno sistema de energia é necessária uma ampla linha de produtos. 2. Execução compacta A economia dos projetos padrão de subestações e painéis de controle auxiliares exige que o espaço atribuído para as proteções seja mínimo, embora adequado para uma variedade de esquemas de proteção e controle. A mesma necessidade existe nos projetos não padronizados onde o espaço para as proteções devem ser determinados antes que todas as necessidades de proteção tenham sido identificadas. A técnica de condicionamento de relés deve contemplar a necessidade de uma execução compacta. 3. Flexibilidade A modernização de um terminal de proteção existente geralmente apresenta a necessidade de instalar novos equipamentos de proteção num espaço mínimo ou num espaço que não estava previsto originalmente para os relés. O condicionamento dos relés deve ser flexível de maneira a proporcionar um meio de substituir total ou parcialmente um pacote de proteção existente com um projeto que aproveite o espaço capaz de atender as necessidades atuais e futuras de proteção. 4. Projeto Racional Para oferecer a flexibilidade desejada, as funções dentro de um determinado módulo plug-in devem ser racionalmente minimizadas sem chegar a ter um excesso de fiação entre módulos. Considerando a ampla gama de funções necessárias na proteção e controle, o conjunto deve consistir de mais de um módulo de um tamanho, ou seja o sistema deve ser modularizado tendo todos os tamanhos compatíveis e possíveis de combinação (tais como os 2 x 4’s e 2 x 6’s, etc., usados na construção). A funcionalidade deve ser projetada de maneira que sejam obtidos uma construção eficiente e benefícios do volume de escala dos produtos usados, ou seja, devem ser usadas tantas funções modulares padronizadas como for possível. 5. Conexões confiáveis O número de terminais de parafuso deve ser minimizado pois sua execução no campo é demorada e existe o risco potencial de que não sejam corretamente apertadas. Este requisito é enfatizado num sistema modular com grande número de interligações. Também os riscos pessoais devem ser minimizados ao trabalhar na parte traseira de painéis que podem estar total ou parcialmente energizados. 6. Alta Qualidade na Execução A confiabilidade dos produtos no sistema de proteção e controle para desempenhar as funções previstas exige uma alta qualidade na execução e no design interno bem como qualidade no condicionamento dos módulos. A qualidade na seleção do material é também importante para garantir a durabilidade do serviço.

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7. Montagem na Fábrica Os custos de montagem na fábrica são geralmente menores que os custos de montagem no campo. Assim sendo, o condicionamento permite a submontagem de grupos de módulos bem como uma pré-montagem e fiação completa na fábrica original da ABB, no fabricante de painéis ou em outros fabricantes de equipamentos. 8. Montagem local A montagem local é preferida em muitos países. A montagem local em vários Centros de Atendimento da ABB e em fabricantes independentes de equipamentos facilita a assistência técnica e promove o desenvolvimento de pessoal capacitado próximo dos clientes. Isto melhora também a qualidade da assistência técnica. A possibilidade de aplicar um certo valor agregado local também é desejável. Um volume elevado de módulos fabricados em série a custos baixos pode ser combinado com itens produzidos localmente e a engenharia necessária para atender os requisitos locais do cliente. A montagem e o valor agregado locais são portanto incentivados por um conceito de construção modular. A montagem e até a produção local do COMBIFLEX são desejáveis. Novos recursos de informática divulgam as informações corretas requeridas pela engenharia e fornecem dados para as aplicações. Os documentos tais como os Buyers Guides, Users Guides e diagramas padrão que fornecem informações sobre a fiação e as aplicações técnicas podem ser baixados da Internet. A imensa biblioteca de normas disponível possibilita o desenho racional e permite projetar “cortando e colando” a partir de uma coleção de desenhos prontos disponíveis nos formatos comumente usados do sistema CAD. 9. Montagem pelo Usuário Muitos usuários de relés contam com o pessoal e a infra-estrutura para montar seus próprios sistemas de proteção e controle, especialmente aqueles que requerem uma solução exclusiva. O sistema de condicionamento deve ser projetado de maneira que não sejam necessárias habilidades especiais para montar o sistema no local. 10. Dispositivos de Teste Outro fator crítico na modernização de um sistema existente é o tempo requerido para testar e verificar os equipamentos instalados. Os dispositivos de teste providos no pacote de proteção devem permitir testes em segurança ainda quando outros estiverem trabalhando na obra, minimizando desta forma o tempo total de instalação. 11. Manutenção As técnicas necessárias para a solução de problemas e trocas de relés e outros componentes devem, de preferência, ser simplificadas o máximo possível. O tempo necessário para retirar um dispositivo defeituoso ou obsoleto e executar uma substituição por outro moderno deve ser minimizado. Os módulos devem ser dimensionados de maneira que a substituição seja mais conveniente economicamente do que a reparação, especialmente que a reparação eletrônica no campo. O componente substituído, de preferência deve ser examinado na fábrica, o que oferece a vantagem adicional de que qualquer falha no componente ou no projeto possa ser avaliada pelo projetista da fábrica. Isso proporciona um valioso feedback para garantir que o usuário aproveite cada experiência com o dispositivo e que possam ser implementadas as melhoras necessárias nos produtos.

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A SOLUÇÃO – O SISTEMA DE MONTAGEM COMBIFLEX O COMBIFLEX é um sistema modular para a montagem e fiação racionais de módulos de proteção, componentes e conexões de terminais. Os módulos plug-in são montados nas bases terminais. São usados quatro tamanhos básicos de relés, RX1, RX2, RX2H e RX4. As bases podem ser montadas em diversos tipos de invólucros dependendo do tipo de instalação. O sistema é adaptado para a montagem em racks de 19 polegadas, padrão internacional e em portas basculantes de racks em cubículos padrão de 19 polegadas. A altura básica é 4U (7 polegadas ou 177,8 mm). Também é possível a montagem embutida ou semi-embutida em painéis usando caixas de chapa de diferentes tamanhos. Também pode ser implementada a montagem saliente usando bases com suportes ou adaptadores para trilhos DIN. Nos racks padrão de 19” as bases são fixadas em “barras de aparelhos”. Este conjunto depois é instalado numa moldura de sustentação com lados parafusados montada num rack padrão de 19 polegadas.

A Fig. 2 mostra os detalhes da instalação de componentes COMBIFLEX numa montagem em rack de 19”. São usados dois métodos diferentes. O lado esquerdo mostra como as bases terminais são montadas diretamente nas molduras de aparelhos. O lado direito mostra como as bases terminais formam um subconjunto montadas sobre barras de aparelhos. Podem ser feitos até três racks numa unidade mecânica, sendo fornecidos racks de alturas 4U, 8U e 12 U.

Fig. 3. Subconjunto típico com uma proteção modular montada sobre barras. A proteção tipo RACIK é mostrada com um dispositivo de teste, um conversor CC/CC e quatro relés de medição para fase e terra.

A Fig.1 mostra um terminal de proteção de geradorRAGCX com altura de 19” 12U construído a partirde componentes modulares COMBIFLEX. Aredundância é obtida através de módulos funcionais de operação individual e alimentação de CCdivididos em dois grupos separados.

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Plug-in modules

(92272)

Terminal bases

(94004)

Apparatus bars

(82532)

Relay assembly

(94832)

FIG. 4. Detalhes de um conjunto típico de relés

Relay assembly

(900778)

Case RHGX

(940733)

Case RHGS

(SE970103)

19" Equipment / support frame

(75429)

Flush or semi-flush mounted case

(94909)

Cubicle mounted or flush-mounted19" equipment frame

(94909)

Fig. 5. As diferentes caixas disponíveis podem ser montadas em painéis ou racks 19”. O sistema possibilita muitas combinações das partes padronizadas e os conjuntos montados em barras podem ser alojados em caixas de diversos tamanhos para serem instaladas em painéis convencionais ou racks de 19”. Vide Fig. 5.

Fig. 6. Montagem saliente num painel usando bases terminais diretamente nas perfurações da chapa.

Também é possível a montagem salientesobre painéis. Vide Fig.6. A fiação é executadano lado traseiro.

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Há dois novos tipos de caixas para montagem em painel além das RHGX 4,8 12, 20 e 40, são os modelos RHGS 6, 12 e 30 e RHGP 1,2,2H, 4 e 8.

Fig. 7 Caixa RHGP 1. As caixas RHGP existem para todas as bases e para um máximo de 8 assentos.

Fig. 8. As caixas RHGS 6, 12 e 30 têm altura 6U para os terminais da série 500. As caixas RHGS 6 e 12 podem também ser unidas por parafusos com os terminais da série 500 permitindo a inclusão de relés e acessórios COMBIFLEX nos maiores terminais. Por exemplo, os dispositivos de teste são tipicamente alojados numa caixa RHGS 6 ao lado de um terminal de proteção da série 500. Também podem ser montados separadamente numa moldura no mesmo painel de 19” painel. Vide Fig. 1.

O sistema RHGP de montagem permite a instalaçãoeconômica de relés avulsos em cortes na chapa dospainéis. As versões maiores permitem a montagemmais econômica de pacotes quando é requerido um maior número de módulos. Desta forma é obtidauma grande flexibilidade.

Montagem saliente de caixa RHGS conforme normas alemãs

Montagem em painel da caixa RHGS

Fig. 9. Um cubículo típico de 19” com combinações de proteções da série 500 e relés COMBIFLEX. As caixas 6U do sistema da série 500podem ser ampliadas até a largura total de 19” (quando for possível),para alojar dispositivos de teste, relés auxiliares e componentes deexecução COMBIFLEX.

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Há quatro tamanhos de módulos plug-in como mostra a Fig. 10, cada um deles correspondente às dimensões de base de terminais. A dimensão horizontal básica é de 7 mm (0.27”) sendo referida como ”C”. A dimensão vertical básica é de 44,45 mm (1.75”) sendo referida como ’U’. Na figura 4a, o módulo de proteção é um relé de um assento com dimensões 2U x 6C (aproximadamente 3 ½” de altura x I 5/8” de largura). O relé de dois assentos pode ter dois formatos. A Figura 4b mostra um módulo com dimensões 2U x 12C (3 ½” x 3 I/4”) enquanto a Fig. 4d mostra um módulo de dimensões 4U x 6C (7” x 1 5/8”). O relé de quatro assentos, Fig. 4c, tem as dimensões 4U x 12C (7” x 3 ½”). Este é o maior módulo plug-in usado neste sistema. Outros componentes podem ser parafusados diretamente nas barras de aparelhos atendendo os mesmos tamanhos modulares básicos. Um desses elementos é o dispositivo de teste de 18 posições RTXP 18, tamanho 4U x 6C, mostrado no módulo do canto inferior esquerdo da Fig.4. Podem também ser fornecidos dispositivos de teste de 8 e 24 posições. As Figs. 4 e 5 ilustram a maneiras básicas em que podem ser montados estes blocos para formar sistemas de proteção completos.

A Fig. 10 a, b, c, e d ilustra os tamanhos RX 1, RX 2, RX2H e RX4. As bases nos quais os módulos são plugados também podem ser fornecidas nos mesmos quatro tamanhos modulares, ou seja existem bases com terminais de 1 assento, de 2 assentos horizontal, de 2 assentos vertical e de 4 assentos. Estas bases são combinadas nas barras em larguras de até 60C (16 ¼”). O espaçamento básico vertical do conjunto é de 4U (7”). Um total de 20 assentos, correspondente a 5 bases de 4 assentos, pode ser instalado num rack padrão de 19” (4U x 60C). Quando forem necessários mais de 20 assentos para um conjunto integrado de funções pode ser fornecido um rack de equipamentos 8U ou 12U. Desta forma pode ser executada na fábrica e fornecida a fiação de conjuntos de até 60 assentos sendo entregue como uma unidade compacta de 19” para montagem local. Quando os módulos forem montados num quadro poderá ser usado um aro adicional quando for desejada a montagem semiembutida.

Bushing forexternal leads

16 terminalsTerminal base

With or withoutterminals

Fig. 11. Montagem superficial acessível pela frente com conexões de parafuso usando bases RXZ 2 ou RXZ 4

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A Fig. 11 mostra uma base RXZ41 de conexões pela frente, existe também a versão RXZ21 para 2 assentos. Isto permite utilizar até 4 assentos modulares COMBIFLEX numa aplicação onde não há espaço para montar um rack de 19” ou não é possível fazer um corte na chapa por qualquer motivo. Esta base pode ser fornecida em duas versões. Uma com terminais de parafuso e outra com conexões COMBIFLEX.

Fig. 12. Montagem DIN ou superficial usando as bases RXZ 1, RXZ 2. RXZ 2H e RXZ 4. As novas bases RXZ1, 2, 2H e 4 são previstas principalmente para montagem em trilhos da norma DIN. Esta base pode também ser montada apoiada na chapa de um painel. Esta base é adequada para locais estreitos onde são necessárias poucas funções auxiliares, como por exemplo em pequenos compartimentos de cubículos metal-clad. Podem ser usadas conexões padrão de parafuso para que a fiação e as conexões externas possam ser executadas diretamente na traseira dessas bases usando terminais COMBIFLEX de soquetes pregados nos condutores. A base de terminais comporta os módulos COMBIFLEX e as suas ligações elétricas. A ligação é feita diretamente do pino do módulo COMBIFLEX para o soquete pregado no fio externo, o que elimina pontos intermediários de conexão e aumenta a segurança.

10+0.5 10+0.5

Fig. 13. Princípio de terminação. Condutores com soquetes (esquerda) são conectados diretamente no pino do relé (direita) sem nenhum detalhe de conexão intermediário.

ExtractorRTXD

Fig. 14. O soquete terminal é travado na posição por um clipe de retenção dentro da base terminal do relé. Para retirar o fio é usada uma simples ferramenta de plástico RTXD.

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O fio externo é retido fisicamente na base terminal. O soquete terminal que está pregado no fio possui um colar de retenção. A base terminal possui um clipe de retenção. Quando eles engatam só podem ser separados usando uma ferramenta para abrir o clipe, o extrator RTXD. A Fig. 14 ilustra este detalhe. O clipe de retenção que mostra a Fig. 14, está localizado no lado de dentro da base terminal. O esquema mostra também que não há partes energizadas expostas quando um fio com soquete é corretamente encaixado e travado na posição pelo clipe de retenção. A parte traseira dos racks COMBIFLEX não deixam expostas partes energizadas o que aumenta a segurança do pessoal.

Fig. 15. O módulo do relé possui dois pinos terminais ligados internamente para melhorar a segurança das conexões. A conexão é efetuada sem intervenção. Cada par de pinos de 10A num módulo é ligado a um único ponto no módulo. Isto permite a ligação dos circuitos sem usar um bloco de terminais adicional. Num módulo de relé de uma assento podem ser ligados 16 circuitos separados de 10A. Todos os circuitos de tensão, bobinas e contatos são executados com pinos e soquetes terminais para 10A nominais. As conexões dos circuitos de corrente e do dispositivos de teste são para 20A. A resistência de contato das terminações é inferior a 5 miliohms. ACESSÓRIOS COMBIFLEX Podem ser fornecidos muitos acessórios para a montagem de produtos COMBIFLEX. Alguns acessórios são montados numa cavidade na base de terminais. A Fig. 16 mostra esta cavidade entre duas filas duplas verticais de furos de conexão.

RX44U 12C

Rear view

Fig. 16. A base terminal aceita acessórios. A base RX4 tem 4 cavidades para acessórios.

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Currentrelay

31

41

Currentrelay

31

41

31

41To be mounted in the terminal base

Fig. 17. O dispositivo de curto-circuito RTXK é montado na base sendo operado na inserção de relés de corrente. O acessório tipo RTXK é um dispositivo de curto-circuito de corrente, na prática uma chave que “fecha antes de abrir” com dois terminais de entrada para conexões de até 20A CA nominais. Todos os módulos de relés COMBIFLEX com entrada de corrente alternada estão providos deste dispositivo. Durante a retirada de um módulo instalado o RTXK proporciona um curto-circuito entre os dois condutores de corrente. Isto permite retirar e introduzir em segurança um relé durante a operação. Um pino de guia no módulo de relé empurra a barra de curto-circuito para a posição de abertura para permitir que a corrente passe pelo relé e a bobina. A fig. 17 mostra os detalhes do RTXK. A segurança do pessoal é garantida pela barra de curto-circuito que fecha antes que seja aberto o circuito da bobina pelos pinos de ligação do relé durante a retirada. Durante a inserção de um circuito de bobina de relé, o circuito é fechado antes que a barra de curto-circuito abra. O conector de entrada RTXI também é para 20A nominais, sendo usado para ligações em shunt sem chave de curto-circuito. As ligações de corrente de até 20A num módulo de relé devem passar por um conector shunt RTXI ou pelo dispositivo de curto-circuito RTXK. Os conectores de 10A são usados nos circuitos de tensão. O bloco de componentes RTXE (Fig. 16) também é montado na cavidade da base quando a mesma não for usada para conexões de corrente. Este é um método conveniente de montagem de diodos, resistores ou termistores. Os componentes são protegidos num encapsulamento de plástico e terminados com condutores de 250 mm (10”) providos de soquetes terminais de 10A. Estes componentes acessórios são usados para retificação, retardos na energização e desenergização, resistores de descarga, adaptadores de voltagem, etc. Um dispositivo chamado de RTXV também é montado na cavidade como o RTXE. É usado para controlar que o nível de tensão de energização esteja acima de um valor de segurança. Isto é usado para relés auxiliares ou sinais com acoplamento óptico que não podem operar quando a tensão estiver baixa ou durante transitórios devidos à faltas à terra de baterias de CC ou dispositivos capacitivos de supressão de surtos. Uma grande variedade de conectores faz parte do sistema COMBIFLEX. O conector RTXG é usado para a conexão e desconexão rápida e simples de condutores e cabos multi-fio por exemplo entre grupos de aparelhos e cubículos separados. Por via de regra o conector RTXG requer menos espaço que os blocos de terminais de parafusos comumente usados. O conector pode ser fornecido como unidade avulsa ou montado em blocos de dois, quatro ou seis unidades. São usados pacotes de vários RTXG unidos mecanicamente para a conexão rápida de até 48 circuitos duplos de 10A ou 96 circuitos simples, simultaneamente.

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Fig. 18. O conector RTXG 8 possui 8 terminais duplos de 10A e o RTXG 16 possui 16 terminais simples. Podem ser fornecidos conjuntos mecânicos de até seis RTXG.

Fig. 19. Os conectores RTXC são construídos a partir de conectores de derivações individuais RTXC 1. O conector de derivações RTXC que mostra a Fig. 19 é usado para efetuar conexões de derivações com condutores. Com vários conectores de derivações unidos entre si, podem ser unidos muitos condutores de entrada para um grande número de condutores de saída. Desta maneira, as conexões entre diversos circuitos podem ser facilmente modificadas podendo também ser conectados condutores de medição, etc. O conector de derivações possui clipes de contato e pinos terminais num suporte de plástico. É fornecido com terminais de 10 A ou 20 A. O conector de 10 A é beige e o de 20 A é transparente. Até quatro condutores providos de soquetes, por exemplo três de entrada e um de saída podem ser ligados num conector de derivação RTXC 1. Os blocos de componentes RTXC são fornecidos em blocos de 20, 40, 60, 80 e 100. Estes blocos podem ser dimensionados para encaixar em quase qualquer espaço. Em aproximadamente o mesmo espaço ocupado num painel por um bloco de terminais de parafuso de 12 pontos o RTXG 100 proporciona 100 terminais com as seguintes vantagens.

1. Isolamento elétrico – A fiação interna é ligada num lado do bloco e todas as conexões no campo são executadas do outro lado sem partes elétricas expostas.

2. Conexão rápida e confiável – A mesma é obtida através do soquete de conexão rápida

firmemente segurado na posição pelo clipe de retenção.

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3. Conexões múltiplas – Qualquer número de conexões a um terminal pode ser acomodado efetuando jampes entre os conectores individuais RTXC contidos num bloco RTXC 100.

Fig.20. RTXCB com seu fio de conexão. Um soquete de 10A é pregado no condutor, como padrão. COMBITEST

Fig. 21. Punho de teste RTXH 8 e dispositivo de teste RTXP 8. Do lado de dentro da porta do dispositivo de teste uma etiqueta identifica o tipo de contato usado em cada posição O dispositivo de teste permite testar funções relacionadas ao pacote total de proteção de uma maneira orientada ao usuário. Há versões para 8,18 ou 24 contatos com os punhos de teste correspondentes. Plugues acessórios permitem um bloqueio temporário e também medições de corrente e tensão executadas durante o serviço. Somente é necessário um punho de teste de cada tamanho para todas as versões existentes de dispositivos de teste usados no teste de qualquer relé de proteção. A execução é à prova de falhas, visto que não há necessidade de fiação para garantir o correto curto-circuito dos circuitos de corrente quando o punho é introduzido no dispositivo de teste. Esta é uma característica de segurança da execução. A flexibilidade deste sistema oferece meios para testar sistemas ou subsistemas completos de proteção além de módulos separados. Os contatos que fecham antes de abrir (normalmente usados na função de curto-circuito de corrente) podem também ser usados como chave unipolar de duas vias. Isto permite programar uma modificação no esquema de proteção automaticamente quando o punho de teste for introduzido. Por exemplo o retardo de uma função de retaguarda pode ser modificado durante o teste dos relés da proteção primária. SISTEMA DE NOTAÇÃO A nomenclatura para as designações de tipo no COMBIFLEX é padronizada e portanto de fácil interpretação, por exemplo:

1. A letra inicial R, indica que o produto é um relé, por ex. RXMA 1. Também é usada para proteções e terminais mais complexos, por ex. terminal de proteção de linha REL 521.

2. A segunda letra é geralmente “X”, “A” ou “T”. “E” é reservada para terminais integrados. A maioria dos módulos de relé COMBIFLEX são “X”, indicando que encaixam nas bases terminais 1, 2, 2H ou 4 já descritas.

Um conector de derivação adicional RTXCB permite o acesso a dois terminais de 10A a partir de um. Vide Fig. 20. Podem ser ligados dois fios com soquetes de 10A ao RTXCB. Para soltar os terminais é usado o extrator RTXD.

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“Q” indica que encaixam nas bases com recesso usadas para módulos mais profundos e ainda permanecem com um perfil uniforme na frente. “A” refere-se a um conjunto integrado de módulos COMBIFLEX. “T” identifica um componente do sistema COMBITEST ou um componente auxiliar.

3. As 1, 2 ou 3 letras seguintes identificam a função específica executada dentro do módulo ou conjunto.

4. Finalmente um ou mais dígitos identificam o tamanho físico, 1, 2, 2H ou 4 para os módulos RX. Para os relés mais novos microprocessados é usado um segundo dígito para identificar as versões. Exemplo RXPDK 21H, RXPDK 22H e RXPDK 23H. Para os módulos RG ou RQ e outros, o número (030, 040, etc.), indica a largura do módulo em múltiplos da dimensão C. No sistema integrado de terminais há 3 dígitos identificando o produto, por ex.: REL 521.

A localização física de um módulo ou de até um terminal de proteção completo é identificada por um número de 3 dígitos que são as coordenadas do canto superior esquerdo (vista frontal) do dispositivo. Por exemplo, 101 refere-se a dispositivos na posição U = 1C = 01. Correspondentemente 537 é um dispositivo na posição U = 5, C = 37. Este sistema de coordenadas é usado também no nosso sistema de desenho para identificar a localização de itens nas unidades montadas. Uma designação completa de um terminal poderia ser 143:428. Isto significa que o módulo do canto superior esquerdo está na posição U = I e C = 43, o terminal está no 4o assento, 2a fileira, 8o terminal (inferior), portanto terminal:428. Este sistema de identificação é ampliado para indicar a posição do relé no cubículo e também a posição numa linha. O sistema portanto permite a produção simplificada de tabelas de fiação sendo preparado para desenho computadorizado, não apenas para relés avulsos mas para sistemas de proteção completos envolvendo muitos componentes em mais de um cubículo. CUBÍCULOS Os componentes do sistema COMBIFLEX são aplicáveis para instalação em qualquer tipo de painel ou cubículo. O sistema de identificação e de designação de terminais descrito pode ser usado em qualquer instalação. Quando os equipamentos são instalados num painel com relés de outros fabricantes, a designação da localização dos equipamentos COMBIFLEX pode facilmente seguir o sistema de designação existente usado pelo cliente. Dentro da montagem COMBIFLEX a notação COMBIFLEX e as tabelas padrão de fiação usadas na fabricação podem normalmente ser incorporadas no sistema do cliente. O sistema é compatível com os equipamentos de outros fabricantes. Contudo, freqüentemente é observado que a flexibilidade inerente do sistema de montagem modular e de fiação COMBIFLEX se torna cada vez mais vantajosa quando mais profusamente o sistema for usado na construção de esquemas de controle ou proteção. A Figura 22 mostra uma instalação com muitos cubículos de relés contendo funções de proteção para uma grande subestação em Ibiúna pertencente à Furnas no Brasil.

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Fig . 22. Uma instalação COMBIFLEX de grande porte em Ibiúna, Brasil da empresa Furnas. Márcio Schmitt da ABB Osasco à esquerda e o autor deste artigo num verdadeiro “paraíso COMBIFLEX”. RELÉS AUXILIARES Os tamanhos e formatos modulares COMBIFLEX foram selecionados para otimizar três áreas:

1. Os usuários, em relação à padronização com flexibilidade, alta densidade funcional, e baixos custos de instalação e manutenção.

2. Os projetistas que aproveitam a flexibilidade obtida com componentes suficientemente grandes para minimizar os pontos de interface com outros módulos embora pequenos o suficiente para facilitar a permanente introdução de novas tecnologias e materiais.

3. Os fabricantes no controle de qualidade e na eficiência. Há três tipos básicos de armaduras de relés usados na execução COMBIFLEX. Fig. 18 ilustra as execuções de armadura articulada, de êmbolo e dry-reed. Na execução dry-reed os contatos são parte integrante do circuito magnético da armadura. Os contatos dos outros dois tipos estão fisicamente separados das armaduras. Quando energizadas as armaduras avançam uma distância pequena antes de acionar mecanicamente o conjunto de contatos móveis. Com esta separação física, a armadura e os contatos móveis podem ser projetados para um desempenho otimizado. O resultado é uma reduzida potência de operação, de 1/3 a 7 watts para os tipos mais comuns. De 1 ou 2 watts por assento é um valor típico para os relés com contatos de sinalização de serviço leve a médio , os relés de contatos múltiplos do tipo RXMA2 com até 15 jogos de contatos consomem somente 2 watts, como exemplo.

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Há quatro tipos básicos de contatos, simples, geminados ou bifurcados, em ponte e dry-reed. A capacidade dos contatos dos relés é muito influenciada pela vibração dos contatos ao fechar e interromper o circuito. A maioria destes relés COMBIFLEX apresenta pouca vibração, o que minimiza o tempo de produção de faísca. Desta forma eles têm uma capacidade de fechamento muito além do normalmente esperado. Uma nova linha de relés auxiliares de baixo custo está disponível agora para aplicações de contatos com serviço leve a médio. Os relés são denominados RXMB1, RXMB2, RXMC1, RXMD1 e RXMD2. A versão com contatos de serviço leve é capaz de disparar disjuntores diretamente comportando 30 A durante 200 ms com um valor de L/R >= 10 ms. A interrupção da corrente de disparo é efetuada pelo contato auxiliar de serviço pesado do disjuntor. Normalmente o relé duplo RXMB1 é utilizado em circuitos auxiliares de sinalização e controle juntamente com relés de tempo e de medição ou outros equipamentos externos.

Fig. 23. Os relés RXMB 1 e RXMB 2 Os dois relés dentro do RXMB1 podem ser usados separadamente para proporcionar 2 ou 3 contatos por bobina ou com as bobinas em paralelo para proporcionar mais contatos quando necessário. O relé RXMB2 duplica esta capacidade. Um exemplo de aplicação para um relé RXMB1 especial é a supervisão do circuito de disparo. Vide Fig. 24.

BKR

RXMB 1

52b

52aTrip contact

Fig. 24. Supervisão de circuito de disparo usando uma versão do relé auxiliar tipo RXMB 1 Uma supervisão de baixo custo é obtida com um relé auxiliar padrão RXMB 1 de baixo consumo e

os contatos auxiliares BKR, operando em 110VCC consome aproximadamente 12mA Diodo de Bloqueio e retardo RC incluídos nesta versão do RXMB 1 O retardo na desenergização de 100 a 300ms excede o tempo de operação do disjuntor e o

tempo de rearme do relé de disparo O alarme é obtido através dos contatos do relé auxiliar São fornecidos 4 contatos NF e 2 contatos NA

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O RXMC1 é um relé auxiliar duplo de ação rápida com contatos de capacidade média capaz de interromper mais corrente que o RXMB1. Vide tabela 1. O RXMD1 é um relé biestável com contatos para serviço leve. Estes relés permitem montagens economizando custo e espaço conjuntos de pequenos relés auxiliares e de controle para uma diversidade de instalações. A qualidade destes produtos econômicos é garantida usando os mesmos padrões de relés de proteção que os outros produtos da linha COMBIFLEX. O RXMD2 oferece mais contatos e pode ser usado para substituir com pinos compatíveis o RXMVB 2 quando forem aceitos contatos mais leves. Os RXMD 1 e 2 requerem um ciclo de operação ON-OFF e voltar para ON um pouco maior que o RXMVB devido à capacitância interna. Para uma nova operação são requeridos 200ms. Os relés RXMD oferecem um tempo de operação muito rápido de 5ms para mudar do estado ON-OFF ou OFF-ON. O RXMT1 é um típico módulo de relé dry-reed que contêm dois relés independentes cada um dos quais pode ser fornecido com um contato NA ou NF, com uma velocidade de operação de 1 ms. Isto é usado principalmente quando é requerida a maior velocidade de operação possível juntamente com o isolamento galvânico oferecido pelos contatos.

Fig. 25 O relé auxiliar de disparo RXMS 1 de alta velocidade. O relé de um assento de alta velocidade RXMS1 é provido de até seis contatos bifurcados. O relé usa uma armadura de massa muito reduzida para proporcionar operação em 4 ms e os contatos podem conduzir 30 A por 200 ms. A potência de entrada é de 5-7 W dependendo da versão. O relé RXMS pode por exemplo disparar simultaneamente seis disjuntores. Os contatos são ajustados para fechamento simultâneo o que pode ser usado com vantagens quando a sincronização é crítica. Como em todos os relés auxiliares COMBIFLEX é possível escolher entre uma ampla variedade de arranjos padrão de contatos. Outros relés auxiliares de contatos geminados estão listados na Tabela 1. Observe que os relés duplos RXSF1 com bandeirolas e o RXMM1 sem bandeirolas podem proporcionar alternativas econômicas quando forem necessários menos de 3 contatos por função.

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ABB Relés ABB Auxiliares e de Retenção RXMC1 Duas unidades

serviço médio 2 2x2 ou 3 CC 2x1.1-1.8 W 12 ou

8 5 A 0.3 A

RXMD1 RXMD2

Biestável 1 3C+2 CC 0.1-0.7 W 5 A 0.2 A

RXMT1 Relé de 2 unidades. Alta velocidade (1ms)

- 2x1 CC 2x1.7 W 1 1 A .0.8 A

Gemi-nados

RXMM1 Relé de duas unidades

- 2x3 CC 2x1.6 W 40 5 A 0.3 A

RXSF1 Relé de 2 indicadores

2 2x3 CC 2x1.6 W 40 5 A .3 A

RXMA1 Aplicação geral - 7 CA,CC 11 VA, 1.3 W 35 5 A .3 A RXMA2 Aplicação geral - 15 CC 3.8 W 55 5 A .3 A RXMS 1 Alta velocidade

(1ms) - 6 CC 7 W 3 4 A .25 A

RXMVE1 Retenção/Bloqueio (Remanência)

1 6 CC 2.5 W *) .44 W **)

40 5 A .3 A

Em ponte

RXMH2 Alta capacidade de interrupção

1 8 CA,CC 9.5 VA, 4 W 50 10 A 5 A

RXME1 Aplicação geral (CC)

1 4 CC 2 W 30 6 A 2.5 A

RXMVB2 Retenção/Bloqueio 1 8 CA,CC 13 VA, 2.5 W 20 10 A 3 A

Notas: 1. Todos os relés de contatos geminados e em ponte são *) Bobina de fechamento capazes de fechar e conduzir 30 A por 200 ms. **) Desenergização

2. Podem ser fornecidos relés com tempos mais rápidos de operação e

retardos. Vide dados de aplicação.

3. Os contatos em ponte são reversíveis.

Tabela 1. Resumo dos parâmetros fundamentais dos relés auxiliares Num cubículo simples, ex.: tipo VSH 200 da ABB é possível montar 10 racks para equipamentos de altura 4U, cada um com 20 assentos de relés. Isto permite montar um total de 200 relés de um assento tendo até 1200 circuitos de contatos num cubículo. Um relé de um assento pode contar até 4 bobinas e contatos. Em alternativa pode ser usado um total de 100 relés de dois assentos com até 1500 circuitos de contatos ou mais comumente, combinações para atender os requerimentos funcionais. Esta capacidade de economizar espaço da linha de relés COMBIFLEX pode criar dois problemas incomuns nos cubículos. Em primeiro lugar existe o problema de levar fisicamente tantos fios num cubículo, especialmente se são especificados e necessários grandes blocos de terminais de parafuso. Contudo, o emprego de blocos de terminais COMBIFLEX tipo RTXC-100 pode minimizar os requisitos de espaço para terminações externas.

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Em segundo lugar, mesmo com o reduzido consumo de energia de cada relé COMBIFLEX utilizado, a potência total de entrada poderá exceder o valor desejado para limitar o aumento de temperatura a uma marca razoável, por exemplo de 15oC. Os cubículos autoventilados (VSH) comportam um máximo de 250 W para um aumento de temperatura de 15oC. Todavia, na maioria dos circuitos de controle todos os relés não são simultaneamente energizados. O aumento de temperatura é portanto menor que 15o.

Fig. 26. RXMVB 2 Fig. 27. RXMVB 4

Os Relés COMBIFLEX oferecem as seguintes vantagens adicionais aos usuários.

A. Uma placa de características contendo não só a designação do tipo, número de catálogo, informações de capacidade mais também um esquema que mostra as ligações da bobina e o arranjo e ligações dos contatos. Isto é mostrado por exemplo nas Figs. 23, 25, 26 e 27. A nova linha de relés auxiliares oferece estas informações na tampa.

B. Todos os módulos e acessórios de relés usam parafusos de fixação nas tampas. C. Os módulos de relés estão providos com uma tampa de policarbonato à prova de pó. D. Os relés que precisam de inspeção visual são providos de tampas transparentes E. Um plugue de vedação é usado nos relés previstos para manutenção operação da

armadura do relé e também para ajustes. Isto permite ao usuário testar manualmente os relés sem retirar a tampa durante o comissionamento.

F. Os sinalizadores são disponíveis opcionalmente para muitos tipos de relés auxiliares. Há sinalizadores de rearme manual ou elétrico. Os sinalizadores são protegidos, sendo visíveis através da tampa transparente.

G. Podem ser fornecidos acessórios padrão plug-in para modificar convenientemente as características dos relés.

H. Os relés auxiliares COMBIFLEX são projetados para baixo consumo de energia, minimizando as necessidades de baterias nas estações.

I. Os contatos são desenvolvidos visando minimizar as vibrações, o que é necessário para uma longa vida útil dos contatos.

J. Pode ser fornecida uma ampla gama de configurações padrão de contatos.

A Tabela 1 apresenta um resumo dos parâmetros mais significativos dos relés COMBIFLEX mais usados. Todos esses relés são capazes de efetuar o disparo direto dos disjuntores com exceção do relé tipo reed.

Há dois tipos de relés COMBIFLEX que não requerem umaalimentação sustentada após a operação. O RXMD1 é um relé de armadura articulada com núcleo de remanência. Após aatuação, apenas por um impulso de corrente, não precisa deenergia elétrica para manter seus contatos fechados. A armadurado relé é solta pela energização temporária de uma segunda bobina que cancela o fluxo remanente no núcleo da armadura.Esta “memória” do relé é usada em aplicações onde é precisomanter a posição determinada mesmo faltando alimentação deCC. Os contatos em ponte dos relés RXMVB2 e 4, Fig. 26, são projetados para aplicações de disparo com bloqueio e porexemplo para funções de transferência. Eles também necessitamde um impulso de operação para passar de um a outro dos doisestados biestáveis. As 2 versões têm 8 contatos ativos; as de 4assentos têm 14 circuitos de contatos separados. Os reléspodem ser fornecidos para aplicações de CA e CC.

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RELÉS DE TEMPO Os relés de tempo COMBIFLEX cobrem a faixa de ajustes de10 milissegundos até 99 horas (ou seja dias). Esses relés usam microprocessadores ou circuitos integrados programáveis. Oferecem relés auxiliares montados com placas de circuito impresso com contatos de saída. Uma excelente precisão é obtida com esta nova linha, que substitui mais de 50 modelos e versões com arranjos de pinos de conexão compatíveis. Com isto as instalações antigas podem encontrar novos relés substitutos com todas as opções de temporização. O número de sobressalentes é reduzido a poucos modelos que cobrem todas as faixas de tensão de alimentação e de temporização dos modelos anteriores. A Fig. 25 ilustra o relé de tempo, RXKA1. Os retardos de 30 ms a 120 segundos são obtidos com 3 modelos com alimentação padrão em CC. Este relé possui um formato C para 5 A nominais contínuos, e 30 A para fechamento e condução durante 200 ms a 125 V. Este relé é usado em todo tipo de aplicações. O RXKL 1 é um relé microprocessado adequado para o uso em aplicações muito exigidas, como por exemplo temporização em esquemas de falha de disjuntor. A Tabela 2 apresenta um resumo destes e outros relés de tempo freqüentemente utilizados. Relés de Tempo ABB – Dados Técnicos Tipo Retardo

PU ou DO Execução estática ou eletro-mecânica

Alimen-tação

Escalas de Tempo

Tempo total de rearme

Dispersão no tempo de operação

Erros de ajuste e graduaçãos 1)

Contatos

RXKA1 PU ou DO Estática CC 0,125-120s 15 ms +0.5% +2% 1 rever-sível

RXKL1 PU Processa-dor

CA/CC 10 ms-99 hs < 20 ms 0.7-0.01% Depende do ajuste da escala

<0.3% do tempo ajustado + 2 ms

2 rever-síveis

RXKM2H PU ou DO Processa-dor

CA/CC 10 ms-99 hs 0.06 s +1% +2% 2 rever-síveis

1) No maior ajuste da escala *) 5-100 ms antes da operação **) <= 20 ms antes da operação 2) Todas as escalas no mesmo relé 50-180 ms após a operação <= 45 ms após a operação Dependendo do ajuste da escala Tabela 2) Resumo dos parâmetros fundamentais de vários relés de tempo. Relés de Proteção e Aplicações em Reformas No sistema modular COMBIFLEX são providos relés de proteção para atender praticamente qualquer necessidade. Os novos terminais, como por exemplo os terminais de proteção e controle da série 500 cabem nos mesmos arranjos de montagem e combinam facilmente com as funções COMBIFLEX auxiliares e de proteção em racks e cubículos. Podem ser fornecidos novos arranjos de invólucros para combinar módulos COMBIFLEX na altura 6U dos terminais da série 500. Os terminais da série 500 não são tratados aqui, mas a Fig. 1 mostra como vários relés de distância agora podem ser montados em apenas um cubículo. É esperado que os tamanhos continuem diminuindo, como ocorre com os componentes e, ao mesmo tempo, a capacidade aumenta. O sistema modular COMBIFLEX de execução em blocos é utilizado para o fornecimento de Esquemas de Proteção completos. Um exemplo ilustrado é o Esquema de Proteção de Gerador que utiliza o relé RAGCX.

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O relé RAGCX combina componentes modulares padrão disponíveis para produzir um esquema de proteção de gerador especialmente adaptado ao cliente. Anteriormente, isto teria ocupado todo um rack completo19” usando os princípios de design e relés antigos.Com a introdução dos novos módulos de medição compactos, com maior funcionalidade, os conjuntos de proteção estão praticamente encolhendo para unidades plug-in individuais.

Fig. 28. Relé monofásico de sobrecorrente temporizado RXIDK 2H Estes relés são descritos com maiores detalhes na seção 9 do Buyer’s Guide 1999, Volume III, Produtos COMBIFLEX. Uma característica comum a todos esses elementos de medição dos novos relés é que eles cobrem uma ampla gama de aplicações. Por exemplo o relé de sobrecorrente RXIDK 2H (RAIDK) possui uma ampla gama de ajuste de 75mA a 40A na versão de 1A e de 375mA a 200A na versão de 5A. Isso torna o relé aplicável universalmente sendo necessários apenas dois modelos, em comparação com o relé anterior RXIDF que era oferecido em 21 versões. Além disso, o novo relé possui sinalizadores incorporados. É totalmente compatível nos pinos de conexão com o RXIDF 2 e pode portanto ser usado nas substituições. Todas as curvas de operação agora são apenas um ajuste em cada relé, em vez de várias versões diferentes nos modelos anteriores. Todos os relés de medição de corrente e tensão podem ser fornecidos com filtragem incorporada do sinal de entrada para atender diversas aplicações na indústria. A resposta de freqüência do relé padrão (sem filtro especial) para relés de 50-60Hz apresenta um valor de operação ligeiramente aumentado nas freqüências mais altas. As características do filtro opcional podem ser selecionadas para apresentar uma característica de resposta plana de freqüência de 20Hz a 2000Hz ou estreita de 50-60Hz ou de 150-180Hz. A característica de 150-180Hz pode ser usada por exemplo para medir o terceiro harmônico da corrente ou da tensão. Uma aplicação do relé de tensão com filtro de freqüência de 150-180Hz tipo RXEDK2H é a proteção 100% de falta à terra do estator de geradores. Os novos relés modulares microprocessados usados no conjunto RAGEK substituem os tipos anteriores de relés de medição usados no relé de 100% falta à terra de estator RAGEA.

Em meados da década de 90 o novo programa COMBIFLEX de relés de medição monofásicos microprocessados estava concluído. Foram criados dezelementos de medição diferentes para permitir a medição de todos os tipos desinais e para fornecer todas as funções necessárias para a proteção básica detodos os elementos e componentes num sistema de energia. Para a operaçãoé preciso a alimentação em CC e o tipo universal RXTUG 22H agora permite aoperação com baterias de 24 a 250V.

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Os novos relés monofásicos de medição micro-processados na série estrela 2H e seus tipos anteriores substituídos podem ser vistos na tabela 2.; RXIDK 2H Substituí o RXIDF 2H. O RXIDE 4 também poder ser substituído

funcionalmente. RXIDG21 H/RAIDG Substitui o relé temporizado de sobre-corrente de caracterísiticas

logarítmicas especiais RXIDG2H para uma proteção de falta a terra sensível.

RXVK2H/RAVK Substitui a proteção térmica de sobre-corrente RXVE. RXEDK 2H/RAEDK O novo relé de sobre ou sub tensão de dois estágios selecionáveis

com retardo inverso ou fixo, substituindo ou oferecendo uma alternativa para muitos produtos anteriores RXEL, RXEF, RXEG, etc.

RXFK 2H/RAFK O novo módulo de relé de freqüência de dois estágios substituí o relé de um estágio RXFE 4 e oferece uma função alternativa dF/dt para o segundo estágio adicionalmente. Os conjuntos são adequados para muitas aplicações tais como distribuição de carga. Podem ser fornecidos com ajustes de resolução de 10mHz ou 25mHz.

RXLK 2H/RALK O novo relé V/Hz para proteção de sobre exitação de transformadores e geradores. Substitui o RATUB e oferece novas funções inversas adequadas para diferentes objetos protegidos.

RXPDK 2H/RAPDK* Três versões dos relés de sobrecorrente direcionais de face e terra substituem as combinações RXPE/RXIDF e as combinações RXPF 4, RAEPA etc.

RXISK 2H/RAISK Relés de sobrecorrente com restrição de extensão. Substitui combinações de relés de sobrecorrente e subtensão, como por exemplo RXIDF 2H ou RXIDK 2H com RXIG 2 ou RXEDK 2H.

RXZK 2H/RAZK* Novo relés de impedância de uso geral de uma e duas zonas e de perda de sincronismo. Estes relés podem substituir o RXZF 2 e RXZK 4 e seus conjuntos, como por exemplo o RF640021 E

RXPPK 2H/RAPPK Relés de potencia inversa, substituindo o relé RXPE 40, etc. * Para melhorar a operação de relés de sobre-corrente direcionais e relés de impedância para falhas próximas onde a tensão de polarização desaparece é provida uma função de memória controlada por tensão para o RXPDK 21H e o RXZK 21H e RXZK22H. Tabela 2. Nova série de relés estrela 2H. Relés de proteção multifunção trifásicos Durante o final da década de 1990 os desenvolvimentos de COMBIFLEX estiveram focados nos relés polifásicos e também em novos arranjos de montagens e melhoras na produção. Os seguintes relés polifásicos foram introduzidos para permitir um condicionamento mais eficiente e a substituição de alguns tipos anteriores de relés onde o fornecimentos dos componentes é complicado e existem dificuldades na produção. O relé de sobretensão trifásico RXEDA 1 com ajuste de tempo definido. O relé não precisa de uma bateria de tensão contínua separada para operar e pode portanto substituir os antigos relés eletro-mecânicos tais como os conjuntos monofásicos ou trifásicos de RXEC 1 e RXED 1 e também o RXEL 2. O relé é adequado para operação em CA e CC.

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O RXEDA 1 também pode ser usado como um relé de subtensão, mas depois é necessário um timer separado quando for requerida um função temporizada. Como exemplo o RXKL 1 ou RXKA 1 podem ser usados.

A plataforma estrela um permite que as funções sejam programadas num espaço muito reduzido. O RXETB 1 é um relé de falha de disjuntor trifásico que substitui o antigo RXETA 1 que continha contato de mercúrio, cujo uso não está autorizado por motivos ambientais.

O relé RXHL 401 de sobrecorrente trifásico e de terra que substitui o RXIDE 43 e o RXIDK 4 e algumas versões do RACID, RACIC O relé RXHL 411 multifunção de sobre-corrente trifásico e de terra. Este relé oferece a substituição para o relé trifásico de sobre-corrente e de terra RACIB, RACIC e o relé de sobre-carga térmica trifásico RXVE 43 e o RXIDK 4 e algumas versões do relé de falha do disjuntor RAICA. Além disso a função de relé de religamento do RACIB é opcional. A ampla gama de ajustes oferecidos para sobre-corrente de terra e ajustes separados de falhas de terra, possibilita a adaptação, para a maioria das aplicações do sistema incluindo a alta tensão. As versões permitem diversos valores de entrada do transformador de corrente de terra para possibilitar aplicações de todos os tipos de métodos de aterramento dos sistemas, ou seja aterramento direto, média e alta impedância, sistemas aterrados através de resistores e reator. A função de falha do disjuntor é completa com níveis de detentor de corrente ajustáveis separadamente para fase e terra. Os ajustes abaixo da corrente nominal são permitidos como início da função da falha de disjuntor ou ocorrem depois que foi dado um comando de disparo. Isto proporciona boa sensibilidade. O relé pode portanto ser usado como um relé de falha de disjuntor autônomo. A função de sobre-corrente térmicas trifásico está baseado num modelo de replica térmica verdadeira ajustados no relé. Os ajustes de corrente são separados para os três níveis das funções de sobre-corrente temporizadas. Podem ser fornecidas todas as curvas padrão IEC, NI, VI, EI bem como as RI (curvas ASEA) e a curva inversa de tempo demorado. A curva logarítmica RXIDG também pode ser fornecida como um ajuste para o elemento de terra. Esta curva é principalmente usada nos sistemas de 400kV na Escandinávia. Existem duas entradas com acoplamento óptico e cinco relés de saída programáveis que podem ser vinculados a qualquer uma das funções de proteção, pode ser usada uma saída para a

Fig. 21. O RXETB 1 é um relé de falha de fusível trifásicobaseado na mesma plataforma que o relé de tensão trifásicoRXEDA 1. É necessário pouco espaço de montagem e não hánecessidade de tensão auxiliar DC.

Fig. 22. A plataforma estrela quatro permite que soluções compactas sejam programadas numa unidade tendo 4 entradas analógicas de corrente ou tensão.

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supervisão interna do processador e a vigilância do processador. A alimentação de CC é retirada de um RXTUG 22H, adequado para todas as tensões de bateria de 24V a 250V. O RXHL 421 é igual ao RXHL 411 porém tem uma função de proteção de sobre-corrente bifásica e direcional de terra para sistemas aterrados com alta impedância pode substituir o RACIB e combinações de relés avulsos como o RXIDE 43 com RXPE 4. A proteção possui uma unidade direcional de terra com uma memória “sincronizada” exclusiva. Isto permite sua operação sob condições muito especiais. O RXHL 422 é similar ao RXHL 411, porém com uma função de proteção de sobre-corrente bifásica e direcional de terra para sistemas aterrados com baixa impedância ou aterrados diretamente. Podem substituir por exemplo o RACIB e as combinações de relés avulsos, como por exemplo o RXIDE 43 com RXPE 4. O relé possui uma unidade direcional com uma memória “sincronizada” exclusiva. lsto permite uma operação sobre condições de falha especiais. Muitos conjuntos de proteção padrão podem ser fornecidos para diversas necessidades de proteção. As combinações especiais são de fácil montagem devido ao conceito modular. De fato muitas vezes é mais fácil e eficiente conseguir tais combinações do que fazer alterações nos softwares nos programas utilizados em relés micro-processados. Qualquer alteração de software exige um teste de tipo para garantir seu desempenho, o que poderia adicionar custos e tempo para ser implementada. Grandes combinações de componentes modulares são na verdade o mais simples conceito “plug and play”. OUTROS MÓDULOS FUNCIONAIS DISPOSITIVOS DE SINALIZAÇÃO Um dispositivo de sinalização COMBIFLEX é o RXSF 1, que contém duas bandeirolas mecanicamente operada por dois relés, cada unidade possui 3 contatos eletricamente independentes. Os mesmos são ilustrados na figura 30. As bobinas para estes dispositivos podem ser fornecidas em todas as tensões padrão de CC e algumas faixas de corrente de CC para proporcionar uma ligação shunt ou em série. O RXMVB 1 é outro relé auxiliar com LED’s incorporados que indicam a posição da armadura. Existe também a unidade RXSGA1 que contém 5 LED’s com um recurso de rearme manual. MÓDULES DE COMPONENTES Outra série de módulos COMBIFLEX contém componentes avulsos ou circuitos auxiliares e os mesmos consistem em capacitores, resistores, diodos e pontes de silicone. Podem ser alojados até oito resistores ou diodos com terminais separados no módulo de um assento. Combinações de resistores e capacitores também podem ser fornecidas. Uma destas unidades é o circuito de armazenamento de impulsos RXTCB 1. Quando conectado em paralelo com uma bobina de relé RXMS 1 um impulso tão breve como ½ ms irá causar a operação do relé e o fechamento dos seus contatos. A figura 31 ilustra vários desses módulos. PACOTES DE CONTROLE Este artigo mostra que os sistemas COMBIFLEX inclui uma linha completa de módulos funcionais. Os mesmos são montados num sistema para atender substancialmente todas as necessidades de um usuário. Os pacotes podem ser projetados e montados na fábrica ou podem ser montados pelo usuário. Além dos relés básicos descritos estes pacotes podem incluir outros componentes.

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VANTAGENS ECONÔMICAS A economia das execuções padrão são bem reconhecidas, as mesmas estão freqüentemente limitadas por versões de caixa montada e muitas vezes equivalentes ao pequeno espaço requerido para pequenos relés industriais auxiliares e de tempo. Até 40 funções de proteção e 120 contatos de saídas podem ser providos num espaço de 7 polegadas de altura por 19 polegadas de largura. Esta execução modular e compacta favorece o custo, a falta de qualquer obsolescência previsível irá reduzir custos futuros de quando haja mudanças ou revisões nos sistemas COMBIFLEX, especialmente à medida em que novos modelos forem introduzidos para aumentar a funcionalidade e reduzir ainda mais os requisitos de espaço. O COMBIFLEX oferece resultados favoráveis no custo de mão-de-obra de componentes instalados. Os dispositivos montados em rack são mais fáceis e mais econômicos de se montar quando comparados aos equivalentes de caixa moldada ou industriais. A montagem em rack não exige o processo caro e demorado de cortar perfurações em painéis de chapas e a ampla linha de componentes COMBIFLEX permite evitar a necessidade de montar dispositivos avulsos. O esforço físico de montagem é estimado, de forma conservadora, em aproximadamente 25% dos outros métodos. O custo de fiação COMBIFLEX é estimado em torno de 20% do custo das conexões tradicionais de parafusos. Os custos e problemas inerentes das conexões intermitentes e a exposição elétrica de pontos quentes que representa potenciais danos físicos e potenciais ao pessoal são eliminados pelos itens de segurança do pino COMBIFLEX travado e a conexão do soquete. O COMBIFLEX é mais rápido, mais fácil e mais barato para se modificar ou expandir. As alterações em painéis de chapa normalmente não são requeridas assim como os custos de desenho, engenharia, chapa e mão-de-obra são portanto substancialmente reduzidos. A execução modular plug-in dos relés e de outros dispositivos e componentes e todas as conexões proporcionam economias adicionais de custos de mão-de-obra no campo. Quando o tempo é essencial e não há necessidade de esperar os relés para construção dos painéis. As bases dos relés que estão disponíveis no estoque podem ser montadas e ligadas paralelamente com a produção dos relés na fábrica ou no local de montagem. Isto permitirá que as companhias de eletricidade, fabricantes de painéis, e as fábricas programem com mais eficiência a produção e não sejam perturbadas pelo freqüente problema de escassez de componentes. Os prazos de entrega reduzidos, tipicamente 4 semanas para a maioria dos componentes padrão também ajudam nisto. O COMBIFLEX também oferece um recurso flexível e conveniente de armazenamento. Os relés sorbessalentes ou futuros podem ser montados ou armazenados tanto em espaços vazios ou em racks de equipamentos sobressalentes. Os relés e as bases podem ser utilizadas para futuras ampliações ou para fins de substituição. COMBIFLEX oferece uma ampla linha de produtos de relés auxiliares para ser selecionado dentro de uma grande variedade de arranjo de contato. Funções especiais podem ser obtidas com poucos relés tendo mais contatos disponíveis e recursos adicionais. O sistema COMBIFLEX não está limitado apenas à montagem de relés eletro-mecânicos, mas pode acomodar uma ampla variedade de aparelhos elétricos, incluindo relés de tempo, de sinalização e indicação, de corrente, de tensão, de potência e impedância, e outros relés de proteção e pacotes funcionais. Outras economias de custo são evidentes no reduzido consumo de potência e nos requisitos de bateria das estações se comparados com os desenhos tradicionais.

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Podem ser criadas soluções econômicas adaptadas ao cliente pelo usuário, sem necessidade de nenhuma programação ou habilidades especiais de projeto. A qualidade incorporada no conceito e na execução combinada com os porcedimentos de fabricação bem concebidos, garantem um tempo e um custo significativamente reduzidos para localizar e eliminar problemas ao usar o método modular COMBIFLEX. As dimensões mecânicas básicas do sistema COMBIFLEX têm sido usadas durante por aproximadamente 30 anos, e evoluíram do antigo sistema pluhg-in “RR” introduzido há mais de 50 anos atrás. A contínua revitalização é um processo permanente para manter a linha de produto num nível competitivo. Os relés de execução RR ainda estão em serviço em muitos pontos, oferecendo uma indicação da qualidade e da execução de nossos produtos. Mesmo na sua montagem em caixa fixa os predecessores como por exemplo os relés do tipo RI ainda funcionam bem, apesar da sua utilização desde a década de 1920 em muitas localidades no mundo inteiro. Agora temos seus modernos substitutos disponíveis! Os relés COMBIFLEX estão em serviço no mundo todo com grandes instalações nos trópicos e em desertos, assim como em latitudes elevadas nos EUA e na Europa. O sistema atende às normas ANSI e IEC. Os testes de vibrações sísmicas de acordo com as normas ANSI C37.98 foram executadas e os níveis de fragilidade avaliados para os relés COMBIFLEX e componentes podem ser fornecidos sob solicitação. Muitos dos relés foram testados e aprovados para aplicações nucleares tanto nos EUA, como na Suécia e em outros países. Relés modernos possuem uma expectativa de vida de projeto de aproximadamente 25 anos. Muitas das primeiras instalações de relés COMBIFLEX e componentes e portanto deverão ser substituídas num futuro previsto. A intenção da ABB é facilitar a substituição com relés mais modernos dentro da execução COMBIFLEX. CONCLUSÃO Com a contínua introdução de modernas tecnologias, o sistema de montagem COMBIFLEX terá um futuro contínuo no campo de proteção e controle no mercado de fabricantes de equipamentos bem como nos clientes de sistemas de energia que constroem seus próprios painéis de proteção e controle. A reforma de instalações existentes se tornará importante na medida em que o processo de desregulamentação continue a colocar maiores pressões na rentabilidade. A relação custo-benefício é enfatizada no desenvolvimento de novos produtos e na melhoria dos produtos já existentes. Uma série de relés de proteção e medição monofásicos existe para atender a necessidade de manter as instalações existentes em serviço por muitos anos mais. Os dispositivos multi-função multi-fásicos foram introduzidos para atender aos requisitos mais avançados das especificações dos clientes e para permitir a execução de instalações mais compactas com economia de espaço.

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