O documento descreve um regulador automático de tensão fabricado pela SINER®. O regulador controla a tensão terminal de geradores ou motores síncronos e possui um painel frontal com interface para configuração. O documento detalha os componentes eletrônicos, conexões, modos de operação e parâmetros do regulador UNITROL 1000-15.

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SINER®
Engenharia e Comercio Ltda.
REGULADOR AUTOMÁTICO DE TENSÃO

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1.0 Introdução
O regulador automático de tensão é um dispositivo eletroeletrônico que controla o
nível de tensão terminal do gerador, e esta localizado no painel de excitação.
Quando o regulador automático de tensão esta em operação, ele esta excitando o
campo da excitatriz do gerador.
No painel de excitação encontram-se também todos os elementos necessários para
controle e excitação do gerador (contator de campo, disjuntores auxiliares, ponte
tiristorizada, etc..).
Os procedimentos necessários para a geração de tensão terminal no gerador são:
Liberar acionador mecânico (turbina a vapor ou motor diesel ou turbina a gás ou turbina
hidráulica ) até a rotação (velocidade, RPM ) nominal. Nesta condição o gerador ainda não
esta gerando tensão terminal.
Excitar o gerador pela mesa de comando, supervisório ou painel de excitação. Nesta
condição, o regulador não está recebendo sinal de tensão do transformador de medição,
logo, o regulador de tensão entende que deve ser fornecida uma tensão contínua inicial, por
um curto período de tempo, através de uma unidade retificadora. Após o escorvamento
(field flashing), a tensão terminal do gerador irá aumentar aos poucos, até atingir a voltagem
nominal.
Gerador excitado. Nestas condições o AVR (regulador automático de voltagem) receberá
sinal do TP (transformador) de medição para controlar o nível de tensão terminal do
gerador, e sinal do TE (transformador) de excitação para fornecer tensão contínua para o
circuito de potência do AVR. O AVR fornece tensão continuamente para o campo da
excitatriz do gerador.
Fechar Disjuntor. Após a excitação do gerador, o disjuntor poderá ser fechado para liberar
o gerador para fornecimento de energia.

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2.0 Regulador Automático de Voltagem Unitrol 1000
2.1 Apresentação
A unidade UNITROL 1000-15 é um regulador automático de voltagem de ultima geração
para geradores ou motores síncronos. Este equipamento contém a mais avançada tecnologia
microprocessada juntamente com a tecnologia dos semi condutores IGBT (Insulated Gate Bipolar
Transistor).
Ele possui um painel frontal com IHM (interface homem máquina) fácil de operar, com
acesso a todos seus modos de parâmetros e controles. Além disso, possui software de
comunicação com interface amigável permitindo otimização de comissionamento e operação.
Sua construção mecânica é extremamente compacta e robusta
A unidade UNITROL 1000-15 pode também ser conectada a um modulo de potência
chamado UNITROL 1000-PM40.

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2.2 Área de aplicação
Este regulador automático de voltagem é utilizado para máquinas síncronas brushless
(geradores ou motores com excitatriz) com excitação indireta.
Esta unidade é adptavel somente para esta área de aplicação.
O regulador pode também ser ajustado para funções como: regulador de reativa, regulador
de fator de potência ou regulador de corrente de campo.
SM = Máquina Síncrona
E = Excitatriz
PMG = Gerador de imã permanente
Compondagem com :
- Suporte para curto circuito (Boost)
Opcionais:
- Unidade de sincronismo
- Monitoramento de diodos rotativos
- Suporte para canal de unidade back-up.
Excitação de geradores ou motores com
PMG ou fonte externa.
Alternativa de regulação de voltagem para
Geradores ou motores de corrente contínua.

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2.3 Hardware
Estrutura:
O dispositivo é montado dentro de um casing de
alumínio com aletas de resfriamento.
Os terminais de conexões estão integrados no frontal
do dispositivo, em níveis, uma régua acima da outra.
Eletrônica de Potência:
O circuito de potência tem como principal componente
o semi condutor IGBT.
O valor médio na tensão de saída é sempre positivo.
A corrente de saída ( corrente de excitação ) é
limitada, assim, a prova de curto circuito.
Elementos de controle:
As teclas de operação, o visor LCD e os conectores
de interface RS-232 estão localizados no fronta da
unidade.
Instalação:
O local de instalação deve ser seco e livre de poeira.
Dimensões em milímetros
Diagrama de conexões

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2.3.1 Elementos de controle e interfaces
Enviando ajustes para a unidade
As quatro linhas do display e as quatro teclas
são suficientes para permitir toda a operação.
Todos os parâmetros podem ser carregados
diretamente para a unidade sem equipamentos
adicionais.
• Configuração de entradas e saídas
• Ajustes de parâmetros
• Exibição das principais medições.
Interface com PC
Ajustes de parâmetros e também otimizações
são possíveis utilizando o software CMT1000
para plataformas Microsoft Windows.
Cabo de conexão, sub-D, 9 pol (fêmea)
• Configuração de entradas e saídas
• Ajustes de parâmetros
• Funções gráficas para otimização do
controlador (Oscilloscope, Power chart)
• Display de medicos elétricas
• Aquivos de parâmetros para upload ou
download.
Bloco terminal para conexões

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2.3.2 Blocos do dispositivo

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2.3.3 Conexões do dispositivo
Descrição de
terminais
Sinal Circuito
L1(+) = 13
L2(-) = 14
L3 = 15
Alimentação auxiliar UAUX
- Tensão alternada trifásica ou
- Tensão alternada bifásica ou
- Tensão contínua (VDC)
Alimentação eletrônica de potência
UPWR
- Tensão alternada trifásica, ou tensão
alternada bifásica para corrente de
excitação < 10 A.
ou
- Tensão contínua (VDC).
L1(+) = 10
L2(-) = 11
L3 = 12
Entrada de tensão alternada bifásica
para corrente de excitação > 10 A
Retificador de 35A, 1200V, e capacitor
de 1000 μF, 600 V
Trifásico:
L1 = 1, L2 = 2, L3 = 3
S1 = 16, S2 = 17
Monofásico:
L1 = 1, L3 = 3
S1 = 16, S2 = 17
Entradas de medições
(Tensão de Referência)
Trifásico:
- Voltagem da Máquina UM
Bifásico:
- Corrente estatórica IM2
ou
Bifásico:
- Voltagem da máquina UM
ou
Trifásico com aterramento
(Three ph gnd)
- Voltagem da Máquina UM
L1 = 4, L3 = 5 Bifásico:
Linha de medição de voltagem
UNET
+ = 8
- = 9
Saída de corrente de excitação
Ie
Conexão de terra = 7 Conexão de aterramento

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Descrição de
terminais
Sinal Circuito
DIO1 = 27
DIO2 = 28
DIO3 = 30
DIO4 = 31
+Vdig = 26, 29
Entradas Digitais
DIO1 à DIO4
DIO1 à DIO4 podem ser
operados tanto como inputs
ou como outputs.
Saídas Digitais
DIO1 à DIO4
Atenção:
Se forem configurados
como outputs, de DIO1
à DIO4 não devem ser
conectados diretamente
com +Vdig
(curto circuito via transistor
interno)
DI5 = 42
DI6 = 43
DI7 = 45
DI8 = 46
+Vdig = 41, 44
DGND = 40, 47
Entradas Digitais de
DI5 à DI8
Controladas por contatos,
sem limitação por potencial
A alimentação interna de 24 V pode ser carregada até 300mA no máximo no caso de todas as inputs
e outputs estarem ativadas.

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Descrição de
terminais
Sinal Circuito
+AI1 = 33, -AI1 = 34
+AI2 = 36, -AI2 = 37
+AI3 = 19, -AI3 = 20
+Vref= 18, 35
-Vref = 21, 38
AGND = 25
Earth = 22,32,39
Entradas analógicas
AI1 à AI3
R = 10 k, 1 W
+AI1 = 33, -AI1 = 34
+AI2 = 36, -AI2 = 37
+AI3 = 19, -AI3 = 20
+Vref = 18, 35
-Vref = 21, 38
+Vdig=26,29,41,44
AGND = 25
DGND = 40, 47
Earth = 22,32,39
Entrada analógica por sinal
digital
AI1 à AI3
AO1 = 23
AO2 = 24
AGND = 25
Saídas analógicas
AO1 à AO2
Porta Serial: Sub-D,
9 pol,
Macho
Interface Serial RS-232
RX = 2
TX = 3
GND = 5
CAN: += 54, - = 55
gnd = 53
CAN Bus para Módulo de
potência UNITROL 1000-
PM40
Cabo Shieldado:
2x 2x 0,34 mm2,
Impedância 120,,
Comprimento do cabo < 30
m
Terra: = 52
485: + = 50, - = 51 Interface serial RS-485

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2.3.4 Entradas Digitais (Digital Inputs)
Função de Input Descrição
None Input desativada
Excitation ON Regulador ativo, máquina excitada
Gen CB Closed Status Indicação contator de campo fechado
Parallel with Grid Status Indicação sincronizado
Increase Aumentar valor de referência do regulador ativo
Decrease Diminuir valor de referência do regulador ativo
Reset Setpoint Voltar ao valor de referência original
Remote SP Enable
Sinal de controle do valor de referência externo em regulação
AUTO, FP, VAR e MANUAL ou regulação em loop aberto
PF Enable Regulador de fator de potência ativo
Var Enable Regulador de potência reativa ativo
Manual Enable Regulação manual, corrente de campo ativa
Open Loop Enable Circuito de regulação aberto
VDC Enable Controle de voltagem droop ativo
Secondary Net Rede 2 em operação isolada
A atribuição das entradas digitais aos terminais DIO1 à 4, DI5 à 8, (DI9 à 14) podem ser selecionadas
sem restrição.
Nível de de tensão das entradas digitais
De 0 a 28 VDC
Polaridade de entradas digitais

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2.3.5 Saídas Digitais (Digital Outputs)
Função de Output Descrição
None Output desativada
Boost
Status Active: Mantém excitação durante curto-circuito,.
A função Boost é bloqueada durante o field-flashing e soft start.
Field Flashing
Status Active: ativo somente se Excitation ON.
Durante o field flashing as saídas digitais são bloqueadas em
todos os modos de operação
Reserved Reservado para futuras aplicações
Limit Active
Um dos limitadores (V/Hz, Ie, PQ or UM) esta ativo, ou Limitador
de setpoint atingido. (min. Max.)
V/Hz Limit Active Limitador Volts Herts ativo
SP Limit Reached Limítador de Setpoint atingido
SP Minimum Reached Limitador do valor Mínimo de setpoint atingido
SP Máximum Reached Limitador do valor Máximo de setpoint atingido
Operacional Limit Active Limitador de Ie, PQ ou UM ativo
Min Ie Active Limitador de corrente Ie mínima ativo
Max Ie Active Limitador de corrente Ie maxima ativo
Min PQ active Limitador de potência reativa ativo
Min UM active Limitador de tensão terminal mínima ativo
Max UM active Limitador de tensão terminal máxima ativo
Relé de Voltagem
Ativo = Queda de voltagem terminal e início do boost (compound)
Inativo = Se o nível de tensão terminal exceder a referência. Não
depende do sinal Excitation ON
A atribuição de saídas digitais nos DIO1,2,3 e 4 podem ser selecionados sem restrições;

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2.3.6 Entradas Analógicas (Analog Inputs)
Função de Input Descrição
None Input desativada
Auto Remote Setpoint Sinal de entrada externo para controle de tensão terminal
PF Remote Setpoint Sinal de entrada externo para controle de fator de potência
Var Remote Setpoint Sinal de entrada externo para controle de Var (reativo)
Manual Remote Setpoint Sinal de entrada externo para controle de tensão manual
Open loop Remote SP Sinal de entrada externo para controle em malha aberta
Reserved 1 to 5 Reservado de 1 a 5 para aplicações futuras
Digital Input 9(+) & 10(-) Atribuição de entrada digital
Digital Input 11(+) & 12(-) Atribuição de entrada digital
Digital Input 13(+) & 14(-) Atribuição de entrada digital
A atribuição de entradas analógicas em AI1, 2 e 3 podem ser selecionadas sem restrições.
Entrada analógica
Dois sinais digitais podem ser gerados
a partir de um sinal analógico

14. SINER®
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2.3.7 Saídas Analógicas (Analog Outputs)
Função de Output Descrição
None Output desativada
Excitation Current Corrente de excitação
PWM Controle de valor de pulso modulado
A atribuição de saídas analógicas em AO1 e 2 podem ser selecionadas sem restrições.
Nível das saídas analógicas
Corrente de Excitação
Controle de PWM
A faixa de operação da tensão é de -10V a +10V, com resolução de 10 bits.

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2.4 Software
2.4.1 Modos de operação
Controle Automático de Tensão (Auto)
Regula a tensão terminal da máquina síncrona.
Obs: Medição de corrente para compensação/droop
Controle Manual
Regula a corrente de excitação da excitatriz.
Obs: Limitadores não serão ativados.
Controle de PF ou VAR
Regula o fator de potência ou a potência reativa
da máquina síncrona.
Malha Aberta (Open loop)
Controle manual com sinal de saída constante.
Obs: Limitadores não serão ativados.

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2.4.2 Descrição de parâmetros
Sistema de Dados
• Tensão Nominal da Máquina UMNominal [KV]
• Medição de tensão trifásica ou bifásica PT
• Tensão primária do TP de medição UMPrimary [KV]
• Tensão secundária do TP de medição UMSecondary [V]
• Corrente Nominal da máquina IM2Nominal [A]
• Corrente primário do TC de medição IM2Primary [A]
• Corrente secundária do TC de medição IM2Secondary [A]
• Corrente de excitação em vazio Ie NoLoad [A]
• Fator de teto (Ceiling factor) Kceiling [V/V]
• Reatância da máquina Xq [p.u.]
Field Flashing (Pré excitação)
• Nível para desativar pré-excitação Off Level
Obs: Ao setar Off Level para 0%, o field flashing
será desativado
Soft Start (Rampa de excitação)
• Tensão de partida Start Level [%]
• Tempo para início de rampa Hold Time [s]
• Tempo de rampa Ramp Time [s]
Obs: O soft start é feito somente em modo automátivo

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Limitadores
Limitador V/Hz
• V/Hz Ponto de curva da freqüência fknee [Hz]
• Rampa Slope [% / fknee]
Limitador de corrente mínima Ie
• Limite mínimo Minimum [A]
• Limitador ativo Active=True/False
Limitador de corrente máxima Ie
• Primeiro Limite Maximum [A]
• Tempo de atuação Hold Time [s]
• Segundo Limite Delayed [A]
• Tempo de atuação Hold Time [s]
• Corrente continua Continuous [A]
• Limitador ativo Active=True/False
Limitador de potência reativa
• Q limite em P = 0% Q( 0%) [%]
• Q limite em P = 25% Q( 25%) [%]
• Q limite em P = 50% Q( 50%) [%]
• Q limite em P = 75% Q( 75%) [%]
• Q limite em P = 100% Q( 100%) [%]
• Dependência de tensão ativada Volt Depend=true/false
• Limitadores ativos Active=true/false

18. SINER®
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Limitador de Tensão terminal
Em modo PF/Var, o regulador automático sobre põe em eventos extremos de perturbações da linha
• Limitando o valor de tensão terminal mínima Minimum [%]
• Limitando o valor de tensão terminal máxima Maximum[%]
MinActive=True/False
MaxActive=True/False
Boost (Compoundagem)
• Pickup volt. Para gerar comando
Boost Threshold [%]
• Tempo para que a saída de Boost
Seja ativada Hold Time[s]
• Hysteresis para o reset da saída
De Boost Hysteresis [%]
Setpoint de ajustes para o regulador
• Auto Minimum [ ]
• PF, Var Maximum [ ]
• Manual, Open Loop Ramp Rate [ ]
Se o nível de setpoint de entrada digital for
Excitation ON, não será ativo.
Controle Droop de Compensação de Voltagem Terminal (VDC)
• ID Rede Primária Net ID
• ID Rede Secundária Net ID
• Tempo de Rampa Ramp Time [s]
O Ramp Time faz com que a voltagem terminal
das máquinas atinjam 100% após VDC ativado.

19. SINER®
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Regulador Tune
Auto (Controle de Tensão)
• Ganho Proporcional Vp [p.u.]
• Constante Integral Ta [s]
• Constante Derivativo Tb [s]
• Compensação/Droop Kq [%]
• Controle PF ou
Var e limitador PQ Vp [p.u.]
Ta [s]
Manual
• Controle de corrente Vp [p.u.]
de campo e limitador Ie Ta [s]

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3.0 OPERAÇÃO
3.1 Operação no dispositivo (Unitrol 1000)
3.1.1 Modos de operação
O frontal possui quatro teclas com as seguintes funções:
Teclas Comandos
Setas
Função: Move o cursor para cima e para baixo. No cursor
horizontal marca a linha ativa
Parâmetros: Aumenta ou diminui valores
OK
Função: seleciona sub-menu na linha onde o cursor estiver
Em nível de parâmetro, o cursor desaparece e o seguinte
Texto é exibido:
OK para escrever valor=> Aceita novo valor, não salva
Na EEPROM
ESC para cancelar=> Mantém valor anterior
Parâmetros: aceita novo valor
ESC
Função: retorna ao menu anterior
Parâmetros: Mantém valor salvo
3.1.2 Display
Ao ser energizado com alimentação auxiliar Uaux, será aplicado o número de versão da unidade e
do painel serão exibidos por alguns segundos. Em seguida o menu de início MAIN ficará
iluminado.
Todos os sub-menus são chamados do menu principal ”MAIN”
As setas verticais indicam se outras linhas estão disponíveis para usar as teclas de seta up ou down.
A seta horizontal do cursor informa a linha ativa
Menu Principal “ *** MAIN ***”
São exibidos o titulo e três linhas
• Medições online da máquina e campo de valores
• Modo de operação atual
• Numero de ID da unidade
• Parâmetros
• Parâmetros do regulador
• Numero de ID
• Salvar parâmetros no Unitrol 1000

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3.1.3 Estrutura do Menu do Display

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3.1.4 Mensagens de erro no display
Em algumas circunstâncias poderão aparecer no display as seguintes mensagens de erro:
• XIRQ, SI ou SYSTEM HALTED
O regulador continua a operar sem apresentar anormalidade e não tem que ser tirado de operação.
Mas, parâmetro algum pode ser incluído ou alterado.
O display é resetado quando a unidade for tirada de operação e a alimentação auxiliar for
desconectada por alguns segundos.
Uma unidade com defeito deve ser enviada para reparos no fabricante.

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4.0 Software de comunicação com o Unitrol 1000

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4.1 Estrutura de Menus do Software

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4.2 Salvar Arquivos de parâmetros

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4.3 Avaliação de forma de onda

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