terça-feira, 22 de fevereiro de 2022

Mecanismo Anti Pumping em Disjuntores de Alta Tensão



O Mecanismo Anti-Pumping, ou em português anti-bombeamento, é um tipo de recurso encontrado em circuitos de fechamento de disjuntores. Alguns locais também chamam de 'Trip Free'.

O objetivo da função anti-bombeamento é garantir que um disjuntor que receba ordens simultâneas ou encadeadas de abertura e fechamento não abra e feche indefinidamente comprometendo a mecânica do disjuntor.

Se houver uma ordem de fechamento continuamente sendo enviada e o disjuntor por qualquer motivo recebe uma ordem de abertura, o disjuntor permanece aberto até que a ordem de fechamento seja interrompida. Assim, uma nova ordem de fechamento se faz necessária para fechar o disjuntor.

Um pouco confusa essa explicação, então vamos dividir para conquistar, o primeiro o primeiro.

Qual é o problema?

O problema é interessante, acontece muito em acionamentos mais convencionais como de pequenos contatores e relés com lógicas elétricas mal feitas em controle de gavetas. Ao mesmo tempo que se envia o comando de fechamento é enviado também o comando de abertura, a consequência é um repique contínuo do contator de potência da gaveta.

Quando temos um disjuntor de potência temos bobinas específicas para fechamento e para abertura, assim como na gaveta de CCM que ela por si só retém o estado de equipamento ligado. O disjuntor retém o estado de aberto/fechado. Assim é necessário um (ou mais) contatos independentes de fechamento do disjuntor e um (ou mais) contatos independentes para abertura do disjuntor.

Para disjuntores padronizados da SIMENS a bobina de fechamento tem sempre o nome S1L e as bobinas de abertura Y3L e Y4L geralmente.

A foto mostra um circuito típico de fechamento de um conjunto trifásico de disjuntores com todos os seus apetrechos de circuito auxiliares.

Vamos analisar o acionamento de uma única fase para facilitar, como destacado a seguir:


Ainda muito confuso, vamos retirar o que não for essencial ou tiver outras funções:


Agora é possível observar apenas a bobina de fechamento apenas da fase A com os apetrechos relacionados ao mecanismo anti-pumping.

O conceito é: a abertura é preferencial.

Vamos agora observar os componentes desse conjunto:

Y1LA - Trata-se efetivamente da bobina (solenóide) de fechamento do polo A do disjuntor. Quando acionada ela ativa seu corpo magnético permitindo o fechamento imediato do pólo do disjuntor.

K75LA - relé responsável pelo anti-pumping.

S1LA - Contatos de operação do polo do disjuntor

Funcionamento:

Quando o comando de fechamento é dado através do borne X1 o todo o circuito de comando de fechamento é acionado.


Uma vez dado o fechamento do disjuntor os contatos S1LA mudam de estado. Com a alteração do estado o S1LA 63/64 se fecha energizando em definitivo o relé K75LA que por conseguinte abre os contatos em série conectando o lado negativo da bobina de fechamento Y1LA.


O relé K75LA permanece armado através do contato 13/14 do próprio relé K75LA.


Esse mecanismo permanece armado até o comando enviado no borne X1 sair. Assim, caso ocorra, por exemplo, uma atuação Switch-on-to-fault (SOTF) que ocorre quando o disjuntor fecha energizando um curto-circuito. Nesse caso, mesmo que o comando de fechamento ainda exista o comando de abertura será imediato e o comando de fechamento será ignorado garantido o menor tempo possível alimentado a falta e mantendo os tempos de operação previstos.

Um desavisaod poderia pensar: "para que a retenção se o estado do disjuntor já corta a bobina de fechamento pelos contatos de posição internos". É importante notar que nesse cenário, o comando de abertura prioritário ocorreria a seguinte:


Não existindo a retenção pelo próprio contator K75LA assim que o comando de abertura fosse dado o disjuntor estaria pronto para receber um novo comando de fechamento e poderia executar essa sequência de abertura e fechamento por dezenas de vezes.

Note também que os três contatos em série do K75LA permitem que o mecanismo anti-pumping sirva também como uma segurança adicional no corte da energização da bobina de fechamento similar aos circuitos de retrip dos disjuntores porém ao contrário fazendo o corte da corrente indutiva.

Existem muitos outros mecanismo elétricos dentro dos disjuntores que fazem parte inclusive de requisitos dos procedimentos de rede, pretendo aborda-los brevemente.