Origem, Grandeza e Efeitos da Energia do Arco nos

Artigo
Origem, Grandeza e Efeitos da
Energia do Arco nos Contatos
de Sacrifício de Secionadores
* Gabriel Ângelo de Barros Vieira
A ocorrência freqüente de queima
dos contatos de sacrifício de secionadores seletores de barras de 345 kV
no sistema de FURNAS originou um
estudo com vistas ao esclarecimento
de algumas questões técnicas, tais
como: (a) qual a ordem de grandezas
das energias envolvidas no arco durante as operações de abertura desses secionadores; (b) se os valores
reais da tensão entre contatos e
intensidades das correntes interrompidas são compatíveis com as normas nacionais/internacionais aplicadas nos ensaios de aceitação dos contatos de sacrifício de secionadores
seletores de barras; (c) qual o nível de
influência da topologia da rede da
subestação na divisão da corrente
entre secionadores de barra de uma
dada linha; (d) qual o nível de influência dos fluxos de potência ativa e
reativa que entram/saem da
subestação na divisão da corrente
entre secionadores de barra de uma
dada linha; (e) qual a influência das
impedâncias dos diversos elementos
da rede (barramentos, cabos de
interligação; disjuntores de amarres
e secionadores) na divisão da corrente entre secionadores de barra
de uma dada linha; (f) é possível o
estabelecimento de uma seqüência
“ótima” de manobra dos secionadores
seletores de barras durante a operação de transferência de barras que
cause um menor desgaste dos contatos de sacrifício destes secionadores.
10
• dezembro 2003 • Linha Direta nº 303
Este trabalho apresenta, de forma
consolidada, as atividades desenvolvidas por vários órgãos de FURNAS Centrais Elétricas S.A, com vistas ao
equacionamento das questões propostas anteriormente. As atividades desenvolvidas foram as seguintes: (a) a
análise dos danos provocados pelas
manobras de transferência nos contatos de sacrifício dos secionadores e
modificações a serem implementadas
nestes contatos para aumento da
ampacidade; (b) a simulação computacional da rede em estudo, considerando os valores reais das impedâncias
dos diversos elementos da rede
(barramentos, cabos de interligação;
disjuntores de amarres e secionadores), os vários acoplamentos magnéticos entre os diversos trechos de
barramentos, e os valores reais de
fluxo de potência circulantes na subestação; (c) as oscilografias das correntes interrompidas para diversas seqüências de manobra de transferência de barras com oscilógrafo registrador digital (RDP), onde puderam ser
obtidas as intensidades e duração dessas correntes; (d) a medição em “linha
viva” das quedas de tensão entre contatos de um secionador de transferência de barras; (e) a avaliação dos
efeitos das correntes de alta freqüência induzidas nos circuitos de
proteção e controle durante as manobras de transferência de barras,
devido aos diversos acoplamentos
entre os circuitos da subestação.
O cálculo da energia do arco durante as manobras de abertura dos
secionadores envolveu a medição das
intensidades e duração das correntes
interrompidas pelos contatos de arco
dos secionadores e da queda de tensão
entre estes contatos. A maior dificuldade ocorreu na obtenção do valor real
da queda de tensão entre os contatos
do secionador, visto que a medição
indireta desta queda de tensão, via
divisores de potencial capacitivos ou
resistivos, levou a erros de medida
superiores ao valor que se desejava
medir. Dessa forma a solução aplicada
foi a medição direta em “linha viva”
(200 kV fase-terra) das pequenas quedas de tensão entre os contatos do
secionador (~200 V rms). Assim, a
validação do modelo elétrico para a
Subestação de Guarulhos foi obtida
por intermédio da análise comparativa entre os valores medidos, as
simulações computacionais realizadas
e os valores normalizados utilizados
por FURNAS para ensaio de novos
secionadores. O equacionamento do
problema de queima de contatos de
sacrifício e o maior conhecimento
dos fenômenos relacionados aos efeitos dos arcos de potência em contatos de sacrifício de chaves secionadoras surgem também como resultados obtidos.
* Gabriel Ângelo de Barros Vieira, engenheiro
da Divisão de Equipamentos de Manobra e
Auxiliares