Proteção de Circuitos

Relé Supervisor de cosseno φ Altronic

Por julho 31, 2019 Nenhum comentário

Antes de explicarmos o funcionamento do relé supervisor de cosseno φ, iremos abordar os tipos de cargas instalados em nossas instalações elétricas, conceitos de circuitos de corrente alternada, triângulo de potências, e qual a origem do cosseno φ.

Em nossas instalações trabalhamos basicamente com três tipos de cargas, sendo elas: resistivas, capacitivas e indutivas. A grande pergunta é: O que difere cada tipo de carga? Vamos lá! A grande diferença entre os tipos de carga, são a relação corrente- tensão que cada uma exerce no circuito elétrico.

Um circuito resistivo, composto por resistores ou resistências, faz com que corrente e tensão trabalhem em fase, ou seja, não há defasagem angular entre as grandezas. Já em circuitos capacitivos, compostos por capacitores, surge uma defasagem angular entre as grandezas, em circuitos capacitivos a característica de defasagem angular, é a corrente adiantada em 90° em relação a tensão. Em circuitos indutivos, compostos por motores, transformadores, entre outros, a defasagem angular é de 90°, porém a corrente está atrasada em relação a tensão.

Quando trabalhamos com cargas indutivas, necessitamos de campo eletromagnético para seu funcionamento, com isso a necessidade de utilizarmos dois tipos de potência: Potência ativa (P), potência que efetivamente realiza trabalho, medida em kW, e potência reativa (Q), potência necessária para gerar e manter os campos eletromagnéticos, medida em kVar. Vamos observar no triangulo de potencias abaixo.

Triangulo de potencias, potencia ativa, reativa e aparente.

Observando o triangulo de potência, notamos o surgimento de um ângulo entre potência aparente (S) e potência ativa (P), denominado φ. Numa relação trigonométrica em um triangulo retângulo, temos que o valor do cosseno é encontrado através da razão entre, cateto adjacente e hipotenusa. Neste caso, para encontramos o valor do nosso cosseno φ, efetuamos o seguinte cálculo:

Fórmula para cálculo do cosseno phi.

O valor do cosseno φ, é um valor que simboliza o total de eficiência energética do sistema, ou seja, o valor que está sendo utilizado como forma de trabalho. Quanto mais próximo de um for o valor do cosseno φ, melhor será aproveitada a potência que o sistema oferece. Ou seja, a potência ativa (P), será convertida em trabalho em sua maior parte, reduzindo perdas e desperdícios na aplicação em geral. O valor de φ, representa o ângulo formado entre V (tensão) e I (corrente), dai as características de circuito capacitivo, indutivo e resistivo.

Copo de chopp que simboliza as potencias em circuitos de corrente alternada.

O copo de chopp, representa uma analogia muito utilizada para explicar os três tipos de potência em circuitos alternados, visto que, a totalidade do copo, representada pela unidade de medida VA (Volt-Amper), representa a potência aparente, ou hipotenusa no caso do nosso triangulo de potências. Já a parte representada pela unidade de medida Watts (W), que simboliza o liquido, demonstra a potência ativa, o que é utilizado para realizar trabalho. Representa o cateto adjacente no nosso triângulo de potências. Já o colarinho do copo, representado pela unidade de medida VAr (Volt-Amper reativo), simboliza a potência reativa, ou cateto oposto no nosso triângulo de potências.

Após esta breve explicação, vamos demonstrar como funciona o relé supervisor de cosseno φ. Este relé destina-se a proteção de motores trifásicos, ou monofásicos conectados a rede, efetuando a supervisão do ângulo de defasagem φ entre tensão (V) e corrente (I).

A supervisão ocorre através do ajuste de dois valores de cosseno, um valor mínimo e outro máximo. Estes valores são ajustados através de dois trimpots frontais do relé. Com os valores já estabelecidos, o relé monitora os valores entre esta janela de máximo e mínimo, atuando sua saída após um tempo pré-programado em seu frontal, garantindo que não haja repique, quando o valor do cosseno estiver próximo ao ajustado.

Relé supervisor de cosseno phi Altronic.

A aplicação do relé garante a vida útil de uma motobomba que não pode funcionar sem água, por exemplo. Aplicado como segurança em um comando elétrico de abastecimento de água em um condomínio residencial, em segurança de retirada de água de poços, entre outros.

Esquema elétrico para utilização de um rele supervisor de cosseno phi.

Este comando elétrico trás um comando para acionamento de uma motobomba, onde são utilizados dois componentes para efetuar a proteção do circuito. O relé falta de fase Altronic, para garantir que se faltar uma ou mais fases no circuito de alimentação, o funcionamento da motobomba será interrompido. E o nosso componente em destaque, relé supervisor de cosseno φ, para garantir que a motobomba não ligue sem água. Lembrando que este esquema elétrico é apenas uma sugestão de uso destes equipamentos.

Instrução para calibrar o funcionamento do relé para motobombas:

  • Ajuste o trimpot de cosseno φ máximo, para o maior valor da escala;
  • Ajuste o trimpot cosseno φ mínimo, para o menor valor da escala;
  • Desligue a entrada de água na bomba;
  • Ligue o sistema da bomba sem água, e ajuste o trimpot de mínima do rele supervisor de cosseno φ, até que o mesmo sinalize falha por cosseno mínimo e desabilite a saída.

Desta forma o relé está configurado para que não deixe a bomba funcionar em vazio. Para ocasiões em que a corrente nominal de supervisão do relé for superior a 10 Ampères, será necessário a utilização de transformadores de corrente (TC’s).

Neste artigo abordamos uma inovação tecnológica Altronic para segurança de motores monofásicos e trifásicos, o relé supervisor de cosseno φ. Demonstramos um pouco o que é o cosseno φ propriamente dito, exemplificamos o comportamento de determinadas cargas em circuitos de corrente alternada, e esclarecemos como este relé pode funcionar em um comando elétrico. Nossos artigos são voltados para expansão de conhecimento e vitrine de novas tecnologias que nos movem ao progresso e evolução.

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Autor View Tech

Engenheiro Eletricista 25 anos de experiencia na área de Automação e Manutenção Industrial. Proprietário da Empresa View Tech Engenharia de Automação.

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