O documento discute a proteção elétrica de conversores, mencionando os principais tipos de perturbações como curtos-circuitos e variações de tensão. Também aborda os fatores que influenciam os conversores como sobretensões temporárias e de manobra, além de descargas atmosféricas. Por fim, descreve equipamentos de proteção como relés, pára-raios, dissipadores de calor e varistores.

1. PROTEÇÃO ELÉTRICA Leandro Berno Lídio Luiz Gustavo Rigoni Márcio Renan Fabene

2. Introdução Natureza das perturbações Fatores que influenciam os conversores Equipamentos de proteção Conclusão

3. Introdução Conversor está sujeito a defeitos transitórios ou permanentes Principais anormalidades: Curtos-circuitos Variação no nível de tensões Influência devido às Interferências eletromagnéticas Variação do nível de freqüência

4. NATUREZA DAS PERTURBAÇÕES NOS CONVERSORES Curtos-circuitos: Falha na isolação; Danos irrecuperáveis; Variações do nível de tensão: Duração curta ou prolongadas; Variações para cima ou para baixo

5. FATORES QUE INFLUENCIAM CONVERSORES Sobretensão temporária Defeitos monopolares; Perda de carga por abertura do disjuntor; Fenômenos de ferro-ressonância; Efeito ferrante.

6. FATORES QUE INFLUENCIAM CONVERSORES Sobretensão de manobra Energização de uma linha de transmissão Energização de um banco de capacitores Energização de um transformador Religamento de uma linha de transmissão Operação para eliminação de um defeito.

7. FATORES QUE INFLUENCIAM CONVERSORES Sobretensão atmosférica Descarga Atmosférica F-F ou F-N Descarga piloto Descarga de retorno Descarga no interior da nuvem Descargas reflexas ou secundárias

8. FATORES QUE INFLUENCIAM CONVERSORES Corrente Curto-Circuito/Faltas -> ELIMINADOS! FUSÍVEIS

9. Equipamentos de proteção

10. Relé de Proteção O Relé é um dispositivo destinado a detectar anormalidades no sistema elétrico, atuando diretamente sobre um equipamento ou um sistema, retirando de operação os equipamentos/componentes envolvidos com a anormalidade.

12. Para - Raios Nuvens -> entre 1,5 e 15 km; Na parte inferior, a temperatura é próxima à do ambiente (em média 20°C) Na parte mais alta pode atingir - 50°C Diferença de temperaturas gera ventos muito intensos no interior das nuvens

13. Para - Raios Provocando a separação de cargas elétricas devido ao atrito com as partículas de gelo existentes no topo. Assim, a parte inferior das nuvens contém excesso de cargas negativas, enquanto a parte superior, cargas positivas.

14. Para - Raios Por indução: no solo -> excesso de cargas positivas Diferença de potencial entre a nuvem e o solo, podendo atingir milhões de volts.

16. Para - Raios Corrente: 10 000 a 200 000 A; Temperatura do ar: 30 000 ºC; Violenta expansão: ondas de compressão audíveis a alguns quilômetros

17. Para - Raios Benjamin Franklin: haste metálica fixada num ponto elevado e aterrada por meio de um fio condutor espesso. Raio -> edificação: Proteção adequada, a descarga elétrica atinge o pára-raio e percorre os cabos de cobre do sistema até chegar ao solo, onde é dissipada . Não há pára-raio -> raio percorre as instalações elétricas da edificação e pode queimar os equipamentos conectados nas tomadas.

18. Para Raio tipo FRANKLIN Haste é instalada no alto de edificações. Captador com 4 pontas, montado sobre um mastro. Proteção -> O cone de proteção cujo vértice encontra-se no topo da haste captora. A região protegida por este dispositivo tem o formato de um cone cujo diâmetro (d) corresponde a duas vezes a sua altura (h), medida do solo até o topo do pára-raios.

19. D h

20. Gaiola de Faraday Utilizada para edificações com altura acima de 60m. Malha de captação, formando módulos retangulares, em um sistema de vários receptores colocados de modo a envolver o topo da estrutura, como uma gaiola. A haste dos pára-raios deve ser pontiaguda pois desse modo têm maior poder de acúmulo de cargas. Elevado ponto de fusão;

22. Supressores de surtos Os pára-raios protegem exclusivamente a construção. Os supressores de surto de tensão são usados para a segurança de equipamentos eletroeletrônicos;

23. Aterramento O aterramento elétrico tem três funções principais: Proteger o usuário do equipamento das descargas atmosféricas; caminho alternativo para a terra; “ Descarregar” cargas estáticas acumuladas nas carcaças das máquinas ou equipamentos para a terra.

24. Fúsiveis colocação em série com cada dispositivo Quando a corrente de falta cresce, a temperatura do fusível também cresce até que o elemento fusível “queima”. O valor de I2t é denominado let-through energy, energia de ruptura, é responsável pela fusão ou queima do elemento fusível. O fusível tem de conduzir continuamente a corrente nominal do dispositivo;

25. Circuito Crowbar Circuito -> energia envolvida é muito elevada. Este circuito consiste de um tiristor com um circuito de disparo sensível a tensão ou corrente. Se tiristor Crowbar for disparado, um curto circuito virtual será criado e o fusível de interligação fundirá aliviando dessa forma, o conversor da sobrecorrente.

27. Dissipadores de calor Em estado de condução -> é gerado calor dentro do dispositivo de potência. manter a temperatura de operação dentro de uma faixa especificada. As superfícies de contato devem ser chatas, lisas e livre de sujeiras, corrosões e oxidações. Os dispositivos são mais efetivamente resfriados por líquidos. Água três vezes mais eficaz que o Óleo. Água destilada -> minimizar a corrosão anticongelante -> evitar o congelamento.

29. Circuito Snubber Um circuito SNUBBER é normalmente conectado em paralelo com um dispositivo semicondutor para limitar o dv/dt dentro da especificação máxima possível.

31. Diodo de selenio X Varistor Diodos de selênio Proteção contra sobretensões transitórias. Baixa queda de tensão direta; Tensão de ruptura reversa bem definida. varistores Restringir sobretensão transitórias Manter o valor do potencial elétrico quando ocorre um grande aumento na intensidade do campo elétrico aplicado (sobretensão). Além disso, eles devem possuir uma grande capacidade de absorção de energia, que os tornam capazes de serem utilizados, por exemplo, como dispositivos de proteção contra surtos de sobrevoltagem.

32. Sobretensão -> Varistor é acionado Descarga elétrica é acumulada Descarregada ao terra.

33. CONCLUSÃO Crescente tecnologia dos conversores -> PROTEÇÃO Garantir alta performance Sem danos ao conversor

34. Referências Eletrônica de potência, Muhammad H. Rashid. Proteção de sistemas elétricos, C.A. S. Araújo, F. C. Souza, J.R.R. Candido, M.P. Dias http://www.scielo.br/pdf/ce/v46n299/4098.pdf http://www.citel.com.br/prod-energiadetalhe.asp?Classe=III&idSerie=DS210D

35. Contato [email_address]