Circuitos secundários

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Seção 3. Proteção e automação

Capítulo 3.4. Circuitos secundários

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Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Regras para a instalação de instalações elétricas (PUE)

Comentários do artigo

3.4.1. Este capítulo das Normas aplica-se aos circuitos secundários (circuitos de controle, alarme, monitoramento, automação e proteção de relés) de instalações elétricas.

3.4.2. A tensão de funcionamento dos circuitos secundários da ligação, que não está ligada a outras ligações e cujo equipamento se encontra separado dos equipamentos das outras ligações, não deve ser superior a 1 kV. Em todos os outros casos, a tensão de funcionamento dos circuitos secundários não deve ser superior a 500 V.

O design dos dispositivos conectados deve atender às condições ambientais e aos requisitos de segurança.

3.4.3. Em usinas e subestações, cabos de controle com condutores de alumínio semissólidos devem ser utilizados para circuitos secundários. Cabos de controle com condutores de cobre só devem ser utilizados em circuitos secundários:

1) usinas com geradores com capacidade superior a 100 MW; ao mesmo tempo, nas centrais elétricas de comutação secundária e iluminação de estações de tratamento químico de águas, tratamento de águas residuais, estruturas de utilidades e auxiliares, oficinas mecânicas e caldeiras de arranque, devem ser utilizados cabos de controlo com condutores de alumínio;

2) quadros e subestações com tensão superior a 330 kV e superior, bem como pátios e subestações incluídas em linhas de transmissão de energia de trânsito intersistemas;

3) proteção diferencial de barramentos e dispositivos de redundância de falhas para disjuntores de 110-220 kV, bem como equipamentos de controle de emergência do sistema;

4) proteção tecnológica de usinas termelétricas;

5) com tensão de operação não superior a 60 V com diâmetro de núcleos de cabos e fios de até 1 mm (ver também 3.4.4);

6) usinas e subestações localizadas em zonas explosivas das classes BI e B-Ia.

Em plantas industriais, cabos de controle com condutores de alumínio-cobre ou alumínio semissólido devem ser utilizados para circuitos secundários. Os cabos de controle com condutores de cobre devem ser utilizados apenas em circuitos secundários localizados em zonas explosivas das classes BI e B-Ia, em circuitos secundários de mecanismos de altos-fornos e oficinas de conversão, linha principal de crimpagem e laminadores contínuos de alto desempenho, elétricos receptores da categoria especial do grupo I, bem como em circuitos secundários com tensão de operação não superior a 60 V com diâmetro de núcleos de cabos e fios de até 1 mm (ver também 3.4.4).

3.4.4. De acordo com a condição de resistência mecânica:

1) os núcleos dos cabos de controle para conexão aparafusada aos terminais de painéis e dispositivos devem ter seção transversal de pelo menos 1,5 mm2 (e no caso de pinças especiais - pelo menos 1,0 mm2) para cobre e 2,5 mm2 para alumínio; para circuitos de corrente - 2,5 mm2 para cobre e 4 mm2 para alumínio; para circuitos secundários não críticos, para circuitos de controle e sinalização, é permitida a conexão aparafusada de cabos com condutores de cobre com seção transversal de 1 mm2;

2) em circuitos com tensão de operação igual ou superior a 100 V, a seção transversal dos condutores de cobre dos cabos conectados por soldagem deve ser de no mínimo 0,5 mm2;

3) em circuitos com tensão de operação igual ou inferior a 60 V, o diâmetro dos núcleos de cobre dos cabos conectados por soldagem deve ser de no mínimo 0,5 mm. Em dispositivos de comunicação, telemecânica e similares, os circuitos lineares devem ser conectados a terminais de parafuso.

A ligação de condutores monofio (por parafuso ou solda) é permitida apenas em elementos fixos do equipamento. A ligação de núcleos a elementos móveis ou removíveis de equipamentos (conectores plug-in, blocos removíveis, etc.), bem como a painéis e dispositivos sujeitos a vibração, deverá ser feita com núcleos flexíveis (trançados).

3.4.5. A seção transversal dos núcleos dos cabos e fios deve atender aos requisitos para sua proteção contra curto-circuito sem retardo, correntes de longo prazo permitidas conforme Capítulo. 1.3, resistência térmica (para circuitos provenientes de transformadores de corrente), bem como garantir o funcionamento de dispositivos em uma determinada classe de precisão. Neste caso, as seguintes condições devem ser atendidas:

1. Os transformadores de corrente juntamente com os circuitos elétricos devem operar na classe de precisão:

para medidores de liquidação - de acordo com o cap. 1,5;
para transdutores de medição de potência usados para inserir informações em dispositivos de computação - de acordo com o cap. 1.5, quanto aos medidores técnicos;
para dispositivos de painel e transdutores de medição de corrente e potência utilizados para todos os tipos de medições - não inferior à classe de precisão 3;
para proteção, como regra, dentro de 10% de erro (ver também cap. 3.2.).

2. Para circuitos de tensão, a perda de tensão do transformador de tensão, desde que todas as proteções e dispositivos estejam ligados, deverá ser:

para medidores de liquidação e conversores de medição de energia usados para inserir informações em dispositivos de computação - não mais que 0,5%;
aos medidores de liquidação de linhas de transmissão intersistemas - não superior a 0,25%;
para medidores de contabilidade técnica - não mais que 1,5%;
para dispositivos de painel e sensores de potência utilizados para todos os tipos de medições - não mais que 1,5%;
até painéis de proteção e automação - não mais que 3% (ver também capítulo 3.2.).

Quando as cargas especificadas são alimentadas juntas através de condutores comuns, sua seção transversal deve ser selecionada de acordo com a taxa mínima de perda de tensão permitida.

3. Para circuitos de corrente operacional, a perda de tensão da fonte de alimentação deve ser:

ao painel do dispositivo ou ao controle de eletroímãs que não possuem forçamento - não mais que 10% na maior corrente de carga;
para controlar eletroímãs com reforço triplo ou maior - não mais que 25% no valor da corrente de reforço.

4. Para circuitos de tensão de dispositivos AVR, a perda de tensão do transformador de tensão para o elemento de medição não deve ser superior a 1%.

3.4.6. Em um cabo de controle é possível combinar circuitos de controle, medição, proteção e sinalização de corrente contínua e alternada, bem como circuitos de potência que alimentam receptores elétricos de baixa potência (por exemplo, motores elétricos de válvulas).

Para evitar o aumento da reatância indutiva dos núcleos dos cabos, a fiação dos circuitos secundários dos transformadores de corrente e potencial deve ser feita de forma que a soma das correntes desses circuitos em cada cabo seja igual a zero em qualquer modo.

É permitida a utilização de cabos comuns para circuitos de diferentes conexões, com exceção dos mutuamente redundantes.

3.4.7. Os cabos geralmente devem ser conectados a conjuntos de braçadeiras. Não é recomendado conectar dois fios de cobre de um cabo sob um parafuso e dois fios de alumínio não são permitidos.

Os cabos podem ser conectados diretamente aos terminais de transformadores de instrumentos ou dispositivos individuais.

O design dos grampos deve corresponder ao material e à seção transversal dos núcleos do cabo.

3.4.8. A conexão de cabos de controle para aumentar seu comprimento é permitida se o comprimento da rota exceder o comprimento de construção do cabo. A ligação dos cabos com bainha metálica deve ser realizada com a instalação de acoplamentos selados.

Cabos com bainha não metálica ou com condutores de alumínio devem ser conectados em fileiras intermediárias de pinças ou utilizando acoplamentos especiais projetados para este tipo de cabo.

3.4.9. Cabos de circuito secundário, núcleos de cabos e fios conectados a conjuntos de terminais ou dispositivos devem ser marcados.

3.4.10. Os tipos de fios e cabos para circuitos secundários, métodos de sua instalação e proteção devem ser selecionados levando em consideração os requisitos do Capítulo. 2.1, 2.3 e 3.1, na medida em que não sejam alterados por este capítulo. Ao colocar fios e cabos sobre superfícies quentes ou em locais onde o isolamento possa ficar exposto a óleos e outros ambientes agressivos, devem ser utilizados fios e cabos especiais (ver Capítulo 2.1).

Fios e núcleos de cabos que possuem isolamento não resistente à luz devem ser protegidos da exposição à luz.

3.4.11. Os cabos dos circuitos secundários dos transformadores de potencial de 110 kV e superiores, colocados do transformador de potencial ao quadro de distribuição, devem possuir bainha metálica ou armadura aterrada em ambos os lados. Os cabos nos circuitos dos enrolamentos principal e adicional de um transformador de tensão de 110 kV e superior ao longo de toda a extensão do percurso devem ser colocados lado a lado. Para circuitos de dispositivos e dispositivos sensíveis a interferências de outros dispositivos ou circuitos próximos, devem ser utilizados fios blindados, bem como cabos de controle com blindagem comum ou cabos com condutores blindados.

3.4.12. Deve ser feita a instalação de circuitos de corrente contínua e alternada dentro de dispositivos de quadro elétrico (painéis, consoles, gabinetes, caixas, etc.), bem como diagramas de ligação interna de acionamentos de chaves, seccionadoras e outros dispositivos, de acordo com as condições de resistência mecânica com fios ou cabos com seção transversal de condutores de cobre não inferior a:

para condutores de um fio conectados com terminais de parafuso, 1,5 mm2;
para condutores de um fio unidos por solda, 0,5 mm2;
para condutores trançados conectados por soldagem ou aparafusamento com pontas especiais, 0,35 mm2; em casos tecnicamente justificados, é permitida a utilização de fios com condutores de cobre trançados, conectados por soldagem, com seção transversal inferior a 0,35 mm2, mas não inferior a 0,2 mm2;
para condutores conectados por soldagem em circuitos com tensão não superior a 60 V (painéis e consoles de controle, dispositivos telemecânicos, etc.) - 0,197 mm2 (diâmetro - não inferior a 0,5 mm).

A ligação de condutores monofio (por parafuso ou solda) é permitida apenas em elementos fixos do equipamento. A ligação dos núcleos aos elementos móveis ou removíveis do equipamento (conectores destacáveis, blocos removíveis, etc.) deve ser feita com núcleos flexíveis (trançados).

Cargas mecânicas nos locais de soldagem dos fios não são permitidas.

Para transições para portas de dispositivos, devem ser utilizados fios trançados com seção transversal de pelo menos 0,5 mm2; Também é permitida a utilização de fios com condutores monofilares com seção transversal de no mínimo 1,5 mm2, desde que o chicote elétrico opere apenas em torção.

A seção transversal dos fios dos dispositivos do quadro de distribuição e outros produtos fabricados na fábrica é determinada pelos requisitos para sua proteção contra curtos-circuitos sem retardo de tempo, cargas de corrente permitidas de acordo com o Capítulo. 1.3, e para circuitos provenientes de transformadores de corrente, além disso, resistência térmica. Para instalação devem ser utilizados fios e cabos com isolamento que não suporte combustão.

Não é permitida a utilização de fios e cabos com condutores de alumínio para instalação interna de dispositivos de distribuição.

3.4.13. As conexões dos dispositivos entre si dentro do mesmo painel devem, via de regra, ser feitas diretamente, sem conectar os fios de conexão aos terminais intermediários.

Os terminais ou blocos de teste devem conter circuitos nos quais devem ser incluídos aparelhos e instrumentos de teste e verificação. Também é recomendado a saída de circuitos para vários terminais, cuja comutação é necessária para alterar o modo de operação do dispositivo.

3.4.14. As braçadeiras intermediárias só devem ser instaladas onde:

o fio entra no cabo;
circuitos de mesmo nome são combinados (montagem de terminais para circuitos de disparo, circuitos de tensão, etc.);
é necessário incluir aparelhos portáteis de teste e medição se blocos de teste ou dispositivos similares não estiverem disponíveis;
vários cabos tornam-se um só cabo ou os circuitos de cabos diferentes são redistribuídos (ver também 3.4.8).

3.4.15. Os terminais pertencentes a diferentes conexões ou dispositivos devem ser separados em conjuntos de terminais separados.

Nas fileiras de terminais não deve haver pinças próximas umas das outras, cuja conexão acidental possa causar o acionamento ou desligamento da conexão ou curto-circuito nos circuitos de corrente operacional ou nos circuitos de excitação.

Ao colocar equipamentos relacionados a diferentes tipos de proteção ou outros dispositivos da mesma conexão em um painel (em um gabinete), a alimentação de energia dos pólos de corrente operacional através dos conjuntos de terminais, bem como a fiação destes circuitos em todo o painel , deve ser realizada de forma independente para cada tipo de proteção ou dispositivo. Se não forem fornecidos revestimentos nos circuitos de disparo dos conjuntos de proteção individuais, então a conexão desses circuitos ao relé de proteção de saída ou aos circuitos de disparo do disjuntor deve ser realizada através de terminais separados do conjunto de terminais; neste caso, as conexões ao longo do painel destes circuitos deverão ser feitas de forma independente para cada tipo de proteção.

3.4.16. Para a realização de verificações e testes operacionais em circuitos de proteção e automação, deverão ser fornecidos blocos de teste ou pinças de medição, proporcionando (exceto nos casos especificados em 3.4.7) sem desconectar fios e cabos, desconexão da fonte de corrente, tensão e transformadores de corrente com possibilidade de curto-circuito preliminar em circuitos de corrente; conexão de dispositivos de teste para verificação e ajuste de dispositivos.

Os dispositivos de proteção e automação de relés que são periodicamente retirados de operação devido às exigências do modo de rede, condições de seletividade e outros motivos devem possuir dispositivos especiais para sua retirada de operação pelo pessoal operacional.

3.4.17. Devem ser instalados conjuntos de pinças, contatos auxiliares de chaves e seccionadores e dispositivos, e condutores de aterramento montados de forma que sejam garantidas a acessibilidade e a segurança da manutenção dos conjuntos e dispositivos dos circuitos secundários sem retirar a tensão dos circuitos primários com tensões acima de 1 kV .

3.4.18. A isolação dos equipamentos utilizados em circuitos secundários deve obedecer aos padrões determinados pela tensão de operação da fonte (ou transformador de isolação) que alimenta estes circuitos.

O monitoramento do isolamento de circuitos operacionais de corrente contínua e alternada deve ser fornecido em cada fonte independente (incluindo transformadores de isolamento) que não esteja aterrada.

O dispositivo de monitoramento de isolamento deve fornecer um sinal quando o isolamento cair abaixo de um valor definido e, em corrente contínua, também deve medir o valor da resistência de isolamento dos pólos. O monitoramento do isolamento não pode ser realizado quando a rede de corrente operacional não for ramificada.

3.4.19. A alimentação de corrente operacional aos circuitos secundários de cada conexão deve ser realizada através de fusíveis ou disjuntores separados (este último é preferível).

A alimentação de corrente operacional para os circuitos de proteção do relé e controle de comutação de cada conexão deve ser fornecida, via de regra, através de disjuntores separados ou fusíveis não conectados a outros circuitos (alarme, bloqueio eletromagnético, etc.). É permitida a alimentação compartilhada dos circuitos de controle e das lâmpadas de sinalização de posição do dispositivo controlado.

Para conexões de 220 kV e superiores, bem como para geradores (unidades) com capacidade de 60 MW e mais, deve ser fornecida fonte de alimentação separada com corrente operacional (de diferentes fusíveis, disjuntores) para as proteções principal e de backup.

Ao conectar disjuntores e fusíveis em série, estes últimos devem ser instalados na frente dos disjuntores (no lado da fonte de alimentação).

3.4.20. Os dispositivos de proteção, automação e controle de relés para elementos críticos devem ter monitoramento constante do estado dos circuitos de alimentação de corrente operacional. O monitoramento pode ser realizado por meio de relés ou lâmpadas separadas ou por meio de dispositivos fornecidos para monitorar a integridade do circuito de operação subsequente de dispositivos de comutação com controle remoto.

Para dispositivos menos críticos, o controle de potência pode ser realizado enviando um sinal sobre a posição desligada do disjuntor no circuito de corrente operacional.

O monitoramento da integridade do circuito de operação subsequente deve ser realizado na presença de um contato auxiliar do dispositivo de manobra. Neste caso, o monitoramento da operacionalidade do circuito de desligamento deve ser realizado em todos os casos, e o monitoramento da operacionalidade do circuito de comutação deve ser realizado em interruptores de elementos críticos, curto-circuitos e em dispositivos ligados sob a influência de transferência automática dispositivos de transferência (ATS) ou telecontrole.

Se os parâmetros dos circuitos de habilitação do inversor não fornecerem a capacidade de monitorar a capacidade de manutenção deste circuito, o monitoramento não será executado.

3.4.21. Nas instalações elétricas, via de regra, deve ser fornecido um sinal automático sobre a violação do modo normal de operação e sobre a ocorrência de eventuais avarias.

A verificação da operacionalidade deste sistema de alarme deve incluir testes periódicos.

Em instalações elétricas operando sem trabalho constante de pessoal, deve ser fornecido um sinal para a localização do pessoal.

3.4.22. Os circuitos de corrente operacional nos quais é possível o falso funcionamento de vários dispositivos devido a sobretensão durante a operação de eletroímãs de comutação ou outros dispositivos, bem como durante faltas à terra, devem ser protegidos.

3.4.23. O aterramento nos circuitos secundários dos transformadores de corrente deve ser fornecido em um ponto do conjunto terminal mais próximo dos transformadores de corrente ou nos terminais dos transformadores de corrente.

Para proteções que combinem vários conjuntos de transformadores de corrente, o aterramento também deverá ser fornecido em um ponto; neste caso, o aterramento é permitido através de um fusível de ruptura com tensão de ruptura não superior a 1 kV com resistência shunt de 100 Ohms para drenar a carga estática.

Os enrolamentos secundários dos transformadores de corrente com isolamento intermediário não podem ser aterrados.

3.4.24. Os enrolamentos secundários do transformador de potencial devem ser aterrados conectando o ponto neutro ou uma das extremidades do enrolamento a um dispositivo de aterramento.

O aterramento dos enrolamentos secundários de um transformador de potencial deve ser realizado, via de regra, no conjunto terminal mais próximo do transformador de potencial ou nos terminais do transformador de potencial.

É permitido combinar os circuitos secundários aterrados de vários transformadores de potencial de um quadro com um barramento de aterramento comum. Se os barramentos especificados pertencerem a quadros diferentes e estiverem localizados em salas diferentes (por exemplo, quadros de relés de quadros de tensões diferentes), então esses barramentos, via de regra, não devem ser conectados entre si.

Para transformadores de potencial utilizados como fontes de corrente alternada operacional, caso não seja fornecido o aterramento de trabalho de um dos pólos da rede de corrente operacional, o aterramento de proteção dos enrolamentos secundários dos transformadores de potencial deve ser realizado através de fusível de ruptura.

3.4.25. Os transformadores de potencial devem ser protegidos contra curto-circuitos nos circuitos secundários por interruptores automáticos. Os disjuntores devem ser instalados em todos os condutores não aterrados após a montagem dos terminais, com exceção do circuito de seqüência zero (delta aberto) dos transformadores de potencial em redes com elevadas correntes de falta à terra.

Para circuitos de tensão não ramificada, os disjuntores não podem ser instalados.

Nos circuitos secundários do transformador de potencial deve ser possível criar uma interrupção visível (interruptores, conectores destacáveis, etc.).

Não é permitida a instalação de dispositivos que possam gerar ruptura nos condutores entre o transformador de potencial e o ponto de aterramento de seus circuitos secundários.

3.4.26. Em transformadores de potencial instalados em redes com baixas correntes de falta à terra sem compensação de corrente capacitiva (por exemplo, na tensão do gerador de uma unidade gerador-transformador, na tensão auxiliar de usinas e subestações), se necessário, deve ser fornecida proteção contra sobretensão em caso de deslocamentos neutros espontâneos. A proteção pode ser obtida incluindo resistências ativas em um circuito delta aberto.

3.4.27. Nos circuitos secundários de transformadores de potencial lineares de 220 kV e superiores, deve ser prevista redundância de outro transformador de potencial.

É permitida a realização de redundância mútua entre transformadores de potencial lineares desde que estes possuam potência suficiente para a carga secundária.

3.4.28. Os transformadores de tensão devem ter monitoramento da integridade dos circuitos de tensão.

Os relés de proteção cujos circuitos são alimentados por transformadores de potencial devem ser equipados com os dispositivos especificados em 3.2.8.

Independentemente da presença ou ausência dos circuitos de proteção dos dispositivos especificados, os seguintes sinais devem ser fornecidos:

ao desconectar disjuntores - utilizando seus contatos auxiliares;
em caso de mau funcionamento dos relés repetidores dos seccionadores de barramento - com auxílio de dispositivos de monitoramento de circuitos de controle abertos e relés repetidores;
para transformadores de tensão, no circuito dos enrolamentos de alta tensão onde estão instalados fusíveis, em caso de violação da integridade dos fusíveis - com auxílio de dispositivos centrais.

3.4.29. Em locais sujeitos a choques e vibrações, devem ser tomadas medidas contra rompimento das conexões de contato dos fios, falso funcionamento dos relés, bem como contra desgaste prematuro de dispositivos e dispositivos.

3.4.30. Os painéis devem possuir inscrições nas laterais utilizáveis indicando as conexões a que pertence o painel, sua finalidade, o número de série do painel no painel, e os equipamentos instalados nos painéis devem possuir inscrições ou marcações conforme diagramas.

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