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ENERBUS TECNOLOGIA ABCD PARA BARRAMENTOS DE FASES ISOLADAS ABCD

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Page 1: ALSTOM - Barramentos blindados

ENERBUS ®

TECNOLOGIA ABCD PARABARRAMENTOS DE FASES ISOLADAS

ABCD

Page 2: ALSTOM - Barramentos blindados

A solução Global para qualidade e desempenho até 52.000 A

Baixa capacidade Alta capacidadeMontagem típica a 1 isolador comcondutor tubular

Montagem típica a 3 isoladorese do colar de invólucro, comcondutor octogonal

Segurança pessoal

Operação contínua

Manutenção reduzida

Obra civil simplificada

Não existem perdas nas estruturasde aço vizinhas, nem nasferragens do concreto

As partes energizadas sãoinacessíveis.

Não existe a possibilidade de ocorrerum curto-circuito entre fases.

Os isoladores são protegidos contrapoluição e intempéries.

Forças eletromagnéticas reduzidas einvólucros auto-sustentáveis permitemo uso de estruturas de sustentaçãosimples.

O campo magnético no exterior dosinvólucros é praticamente nulo durantea operação contínua.

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As elevadas capacidadesunitárias de conjuntosgeradores instalados emUsinas termoelétricas,hidroelétricas e nuclearesinduziu a relações mais altas(tensão, corrente nominal ecorrente de curto-circuito) emconexões do circuito principalentre geradores etransformadores principal,auxiliares ou de potencial.

Essas conexões exigem umprojeto especial para limitar asforças eletromagnéticasprovenientes de curto-circuitose a elevação de temperatura emestruturas adjacentes em aço.

O setor power da ALSTOMfabrica , há mais de 35 anosessas conexões combarramentos de fases isoladascom blindagem contínua.

Um barramento de fasesisoladas é um conjunto decondutores rígidos, completocom conexões, juntas eisoladores suporte, cadaconjunto contido em uminvólucro de metal aterrado.

No caso de barramentosblindados de fases isoladascom blindagem contínua, osinvólucros tem continuidadeelétrica sendo curto-circuitadosem cada extremidade daconexão.

Para conjuntos geradores de1.450MW, a abcd temfornecido barramentos de fasesisoladas com corrente nominalde 52.000A a 20kV, capaz desuportar uma corrente de curto-circuito de 1.200.000A (pico).

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Desempenho

Sob condições normais

Os condutores e invólucros sãocomparáveis aos enrolamentosprimário e secundário de umtransformador em curto-circuito.O campo magnético produzidopela corrente no condutorprimário induz uma correnteigual e oposta nos invólucros, eo campo magnético existente noexterior dos invólucros, durantea operação normal, é quasenulo.

Praticamente não existemperdas nas estruturas de açoadjacentes nem nas ferragensdo concreto, assim como oscorrespondentes aumentos detemperatura.

Ao longo dos barramentos, nãohá necessidade de se abrirnenhum circuito fechado quepossa ser formado porferragens de concreto ouestruturas de aço.

Não é necessário isolar osinvólucros de suas estruturassuporte. Qualquer correnteexistente nessas estruturas éinsignificante, pois o efeitotransformador impede qualquerfluxo significativo de correnteinduzida nos suportes.

Sob condições de curto-circuito

Quando ocorre um curto-circuitopolifásico em circuitos conectadosaos barramentos de fases isoladas,os componentes de correntealternada nos condutores einvólucros, são muito próximos emvalor devido ao efeitotransformador. Entretanto, ascomponentes de corrente contínuadestas correntes tem valoresdiferentes em um dado momentodo curto-circuito. Estascomponentes, inicialmenteidênticas são reduzidas porconstantes de tempo diferentes. Nocaso dos condutores (constante detempo do circuito conectado aocondutor) e para os invólucros (constante de tempo do circuitoformado pelos invólucros).

O campo magnético no exterior dosinvólucros é essencialmente devidoà diferença das componentescontínuas entre as correntes noscondutores e nos invólucros

Assim as correspondentes forçaseletromagnéticas nos condutoressão muito menores que aqeuelaverificadas sem a blindagemelétricamente contínua.

As forças eletromagnéticasexercidas sobre os invólucros sãoda mesma ordem de intensidadedas do condutor por eles contidos,porém de sentido oposto.

As tensões resultantes sobre asestruturas suporte de aço e asobras civis são portanto muitoreduzidas, restando somente asforças eletromagnéticas devidasaos cotovelos, derivações econexões.

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CAD - Disposição Geral

1. Conexão ao transformador principal2. Sistema de Barramentos de Fases Isoladas3. Transformador principal4. Conexão de derivação para cubículo de transformador de potencial5. Gerador6. Suporte dos Barramentos de Fases Isoladas7. Montagem de transformadores de corrente8. Conexão para o gerador9. Cubículo do transformador de excitação10. Cubículo do transformador auxiliar11. Conexão de derivação para transformadores auxiliares e de

excitação12. Cubículo de transformadores de potencial13. Cubículo de aterramento do neutro

Tecnologia standard

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CondutorPara as conexões principais ocondutor é constituido por:- para regímes de altas correntes,

um conduto octogonal feito deduas seccões de alumínio de99.5% de pureza, soldadas aintervalos regulares porespaçadores, mantendo assimuma distância constante. Estadistância permite uma redução naelevação de temperatura docondutor para sistemas de auto-resfriados, e uma redução nasperdas de pressão para sistemacom resfriamento por ar forçado.

- para regimes de baixas correntes,um condutor tubular feito em ligade alumínio ASTM 6101.

Invólucro

O invólucro é feito de um condutocircular em alumínio de 99,5% depureza.

Pintura

Para melhorar a troca de calor, oscondutores e invólucrosinternamente são, emdeterminados casos, pintados comtinta preta fosca.

Estruturas suporte

Os invólucros soldados são, porseu próprio projeto, autoportantes ,de tal maneira que permitem queas estruturas de sustentação,normalmente em aço galvanizado,tenham um máximo intervalo entresí.

Cada invólucro é preso a estaestrutura através de suportes fixosou deslizantes de maneira apermitir a livre dilatação.

As peças de sustentação dosinvólucros são constituídas porsuportes em froma de abraçadeirasem liga de alumínio, que podem serfacilmente movidas ao longo doinvólucro possibilitando absorver astolerâncias da obra civil.

Isoladores suporte

O condutor coaxial no interior doinvólucro é sustentado porisoladores em porcelana dealetas simétricas com umagrande linha de fuga. Estesisoladores proporcionam ótimaisolação para as ligações semnecessidade de qualquerdispositivo especial, tal comopressurização.

São utilizados diversos tipos demontagem de isoladores:

- para altas correntes, namaioria das vêzes, seutiliza uma montagem a 3isoladores;

. um isolador inferior quesuporta o peso docondutor,

. dois isoladores lateraisque suportam os esforçosentre fases em caso decurto-circuito.Os três isoladoresrecebem unicamente osesforços em compressão,garantindo assim, um altofator de segurança.

- para baixas correntes, seutiliza uma montagem aum ou dois isoladores:

. suportando o peso docondutor,

. assegurando a livredilatação do condutor.

. suportando qualqueresforço causado por umpossível curto-circuito.

Para inspeção, manutenção ousubstituição, cada isolador éfacilmente acessível por umaporta de inspeção estanque.

Juntas de dilatação

As juntas de dilatação docondutor e do invólucro, permitemque os barramentos de fasesisoladas possam dilatar-selivremente e limitem qualquerforça de dilatação imposta àsobras civis devido ao atrito.

Conexões

As conexões ao gerador, aostransformadores principal eauxiliares, aos cubículos detransformadores de potencial e aosdispositivos de desconecção, senecessário, são feitas utilizando-secordoalhas de fios transsados emcobre ou alumínio, que proporcionamuma melhor resistência a curto-circuitos e o máximo de flexibilidade,como conseqüência, nem as forçasde dilatação dos barramentos defases isoladas, nem as vibrações daunidade geradora são transmitidas.

Terminações

Em cada extremidade os invólucrossão curto-circuitados com placas dealumínio.No gerador e nos cubículos demanobra, os barramentos de fasesisoladas é fechado por meio depassa-barras em resina epoxi ouporcelana.Nos transformadores principais eauxiliares, este fechamento épropiciado pelos terminais dotransformador, o invólucro éconectado ao transformador por meiode um fole flexível em borrachasintética.

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Passagens de parede

Onde o barramento de fasesisoladas passa através dasparedes da casa de força, oespaço entre os invólucros e aparede é fechado com umachapa de alumínio e flanges emborracha sintética, assegurandoa livre dilatação dos invólucros.

Transformadores de corrente

Os transfromadores decorrente, em sua maior parte dotipo anel, são fixados sobre osterminais do gerador e dostransformadores principal eauxiliares.Quando este tipo de montagemnão é possivel, ostransformadores de correntepodem ser instalados dentrodos invólucros, perto de umajunta aparafusada para umarápida e fácil remoção.Uma caixa estanque, completacom prensa-cabos é soldada noinvólucro para permitir apassagem dos cabos dosecundário dos transformadoresde corrente.

Sistema de refrigeração

A abcd fabricabarramentos de fases isoladasresfriados por dois diferentessistemas:- para valores acima de

25.000A, se utilizasempre resfriamento porar forçado;

- para valores abaixo de25.000A, pode-se utilizartanto o sistema deresfriamento naturalcomo o sistema deresfriamento forçado.

Quando se compara com osistema de resfriamento natural, oresfriamento por ar forçadopermite uma reduçãoconsideravel nas dimensões dosbarramentos de fases isoladas enas perdas transferidas para oambiente, por outro lado, provocaum aumento nas perdas totais.

Quando não existe nenhumaconsideração técnica ( limitaçãode perdas transferidas aoambiente, limitação dedimensões, etc.) que façanecessário o uso do sistema deresfriamento por ar forçado, seseleciona uma soluçãoeconômica entre o custo dosbarramentos de fases isoladas eo custo das perdas.

Unidade de resfriamento porar forçado

O resfriamento por ar forçado éfeito pela circulação de ar emum circuito fechado, com arlimpo e seco fornecido por umsistema de pressurização.

Em geral a unidade deresfriamento por ar forçado éconstituída por um trocador decalor ar-água e doisventiladores, sendo um dereserva. O ar soprado em duasfases, é retirado pela terceira,resfriado quando passa pelotrocador de calor e volta aocircuito.

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Equipamento associado

Pressurização

No caso de resfriamentoforçado o barramento estarásob pressão positiva paraimpedir a entrada de ar úmidoou contaminado.

No caso de resfriamentonatural, a pressurização não énecessária em virtude dautilização de isoladores deporcelana com longa linha defuga, assim, os invólucros sãofornecidos com filtros quepermitem a circulação de umleve fluxo de ar e a respiraçãodo barramento. Apressurização poderá entretantoser necessária caso o ambienteseja muito agressivo.

O equipamento standard depressurização é constituído poruma válvula reguladora depressão, filtros e um secador senecessário, válvulas desegurança e dispositivos decontrole.Um sistema de varredura de arseco também pode serfornecido para uso antes dapartida.

Caixa de proteção dosterminais do turbo-gerador

Onde necessário, a conexão dobarramento de fases isoladasentre os condutores e osterminais do gerador é protegidapor uma caixa de chapas dealumínio perfurada para facilitar arefrigeração.

Barreiras com chapas de alumínioproporcionam a segregação entrefases e entre fases e neutro.

Para valores acima de 20.000A,pode-se fornecer a caixa comchapas lisas de alumínio comresfriamento de ar forçado paraassegurar a adequadarefrigeração das conexões e dostransformadores de correntemontados em volta dos terminais.Isto porque os terminais dogerador são normalmente muitopróximos para propiciar arefrigeração natural.

Aterramento do neutro dogerador

O gerador é normalmenteaterrado por meio de umaresistência e de um transformadorde corrente ou potencial, estesequipamentos são montadosdentro de um armário em chapasde aço.

Aterramento para manutenção

Cada condutor pode ser aterradoatravés de uma barra ou de umaseccionadora.A seccionadora pode sermontada diretamente nobarramento ou ainda dentro deum cubículo.

Cubículo de transformadoresde potencial

Os barramentos de fases isoladaspodem alimentar ostransformadores de potencialpara fins de medição ou deproteção.

Estes transformadores podem serinstalados em caixas de alumíniosoldadas sobre os invólucros ouem cubículos.

Os cubículos são standard epodem ser fixos ou extraíveis. Oselementos ativos dentro doscubículos são segregados porfase.Outros equipamentos tambémpodem ser montados no cubículocomo, para-raios, seccionadorasde aterramento e capacitores.A fiação de baixa voltagem élevada para uma caixa comum àstrês fases.

Unidade de pressurização standardCubículo para transformadores depotencial extraíveis

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Normas, cálculos e ensaios

Conforme as necessidades docliente, os equipamentosassociados e os barramentosabcd ENERBUS e suasvariações são projetadassegundo as recomendações IEC(Publicação 298) e as NormasANSI ( C37.23), UTE (C64-400),BS(159), etc...

Os cálculos elétricos, térmicos emecânicos para os Barramentosde fases Isoladas envolvemnumerosos parametros e sãocomplexos. A abcddesenvolveu um programa decomputador para otimização dasdimensões, tomando como baseum conjunto de valorespadronizados, este programapossibilita selecionar a disposiçãoe dimensões apropriadas paracada caso.

Os métodos e a tecnologiaadotados, tem sido verificadosatravés de muitos ensaiosrealizados em laboratórios edurante a operação inicial devarias Usinas, tanto na Françacomo no exterior.

Tem sido realizados ensaios deelevação de temperatura embarramentos de fases isoladascom resfriamento natural de 5 a25kA e em Barramentos comresfriamento forçado de 20 a 52kA.

A abcd realizou mais de 150ensaios de tipo diferentes em BFI

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Projeto e construçãoGarantia de qualidadeServiços associados

Toda a gama ENERBUS estácertificada ISO 9001.As dimensões dos barramentosde fases isoladas são calculadaspara cada projeto com seusdados específicos, através de umprograma de computador.Os resultados do cálculo efetuadopelo computador são em seguidautilizados pelo departamentotécnico, utilizando documentospadronizados.Os desenhos dos produtosENERBUS são realizados pelosistema CAD.

O barramento de fases Isoladasé dividido em seções pré-fabricadas, totalmente montadasna fábrica.Isto se aplica especialmente aoscotovelos e as derivaçõespermitindo o corretoposicionamento dos elementos.Onde necessário sobre-comprimentos ou manchões deemenda são fornecidos paracompenssar as variações da obracivil.

A montagem na obra é facilitadapelo uso de seçõescompletamente montadas nafábrica.As equipes de montagem tantona fábrica quanto na obra incluemsoldadores especializados emalumínio e eletricistas montadoresqualificados.

Dimensões típicas deENERBUS BFI abcdnas seguintes condições :

.Resfriamento natural

.Temperatura ambiente : 40ºC

.Elevação de temperatura do condutor : 65ºC.Temperatura do invólucro : 40ºC

O resfriamento por ar forçado é utilizado para correntes elevadas ou para reduzir o tamanho do BFI.Nesses casos as dimensões BFI são personalizados pela abcd conforme as necessidades do projeto.

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Um programa de garantía dequalidade assegura o padrão dequalidade necessário para osdiferentes tipos de equipamentos.

A qualidade é controlada pelaaplicação de procedimentos einspeções incluídas no programaque cobre o projeto,aprovisionamento, fabricação emontagem.

As características especiais dafaixa de produtos ENERBUSpermitem que a abcd adaptesua função a qualquer estrutura deprojeto, fornecendo:- somente o projeto a licenciadas;- projeto e fornecimento de

isoladores, peças fundidas eoutros itens específicos enquantoa fabricação é sub-contratada asociedades locais previamentecertificadas.

- o projeto, a fabricação, a entregana obra e a montagem no campo.

Com um conhecimento total dascondições econômicas e comerciaislocais, a abcd fornece seusBarramentos de Fases IsoladasENERBUS e pode utilizar pessoaldevidamente qualificadopraticamente em todos os pontos domundo, em um curto espaço detempo.

Entre os 600 especialistas da divisãode serviços de engenharia de campoda abcd, umas 20 pessoasaltamente qualificadas eespecializadas são dedicadas àmontagem, solda e supervisão demontagem no campo dosBarramentos Blindados de FasesIsoladas ENERBUS.

Serviços de Munutenção e pós-venda

Nossos clientes podem contar comrespostas rápidas e completas para:

- fornecimento de peças adicionaisde reposição, quando necessário;

- verificação e limpeza de rotina;- inspeções durante a manutenção

periódica das unidades geradoras,- ação imediata quando nossos

produtos são danificados porfatores externos.

Fabricação local

Os produtos ENERBUS com suatecnologia avançada normalmentesão produzidos em diferentes paísesno mundo.

A fabricação local tras três grandesvantagens:- economia no custo de

embalagem e transporte, queresultam em uma redução deaproximadamente 8 a 15% dopreço total,

- redução de 1 a 2 meses nocronograma geral;

- de 30 a 80% de material e mãode obra nacional, em caso de serexigido segundo os termos docontrato.

Independente do local de fabricação,ALSTOM S.A. (França) permanecetotalmente responsavel pelosprodutos. Alguns dos países ondeENERBUS está sendo fabricadosão: França, China, Croacia, Grecia,Corea, India, Brasil, República daÁfrica do Sul...

Montagem

Com uma rede mundial de operaçõesou agentes em mais de cinquentapaíses, a abcd pode manter umcontato muito estreito com seusclientes, com base em sua reputaçãolocal e experiencia.