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Baixe NBR 08442 - 1984 - Transformadores e Reatores para Tração Elétrica e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Elétrica, somente na Docsity!
Cópia não autorizada NBR 8442 Especificação ABR/1984 03.074 | YRANSFORMADORES E REATORES PARA TRAÇÃO ELÉTRICA SUMÁRIO Objetivo Normas e/ou documentos complementares Definições Condições de serviço Classificação Característica nominal Classificação dos métodos de resfriamento Limites de etevação de temperatura Tensões suportáveis nominais Requisitos relativos a curto-circuitos Categorias de ensaios - Disposições gerais Inspeção de transformadores Inspeção de reatores O JDARWNa a a vn= os 1 OBJETIVO 1.1 Esta Norma fixa as condições exigíveis relativas a transformadores para tra ção elétrica, no que difiram das fixadas na NBR 5356 e-as relativas a reatores para tração elétrica. Nota: Sempre que não houver possibilidade de mal entendidos, transformadores pa ra tração elétrica e reatores para tração elétrica são designados nesta Norma, "transformadores"! e "reatores!!. 1.2 Esta Norma aplica-se a: a) transformadores em veículos motores, alimentados por um sistema monofãsi co de corrente alternada, ou, mediante acordo entre fabricante e usuário alimentados por um sistema trifásico de corrente alternada e a transfor- madores inseridos nos circuitos auxlliares, monofásicos - e polifásicos, dos velculos;, b) varios tipos de reatores inseridos nos circuitos principal ou auxilia- Origem: ABNT 3:02.9.13-001/1983 CB-3 — Comitê Brasileiro de Eletricidade CE-3:09.13 — Comissão de Estudo de Transformadores para Tração Elétrica SISTEMA NACIONAL DE ABNT — ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA METROLOGIA, NORMALIZAÇÃO DE NORMAS TÉCNICAS E QUALIDADE INDUSTRIAL ! o Palavras-chave: transformadores - reatores NBR 3 NORMA BRASILEIRA REGISTRADA TDU: 621.314 + 621.318.43:621.33 Todos os direitos reservados 18 páginas Cópia não autorizada NBR 8442/1984 res de veículos motores de tração elétrica tais: como derivadores induti- vos para motores de tração elétrica, reatores de transição entre contatos intermediários de comutadores de derivações, reatores dos circuitos de fre nagem, reatores anódicos ou catódicos, reatores de alisamento, reatores de supressão de interferência. Nota: Para transformadores e reatores para conversores estáticos, deve ser con sultado a NBR 8147 e a NBR 8345," os quais especificam requisitos adicio nais para estes equipamentos. 1.3 Esta Norma não se aplica a: a) b) c) d) transformador de potência (ver NBR 5356); quaisquer transformadores monofásicos..de potência nominal inferior a 1 kvA e polifásicos de potência nominal inferior a 5 kVA; transformadores para instrumentos; transformadores e reatores para conversores estáticos (ver NBR 8147 e NSR 8345); transformadores e reatores para partida de motores; transformadorés e reatores para ensaio; transformadores e reatores para solda elétrica; transformadores para aparelhos médicos; transformadores para fornos a arco; transformadores para aterramento; acessórios, tais como comutadores de derivações, resistores, radiadores, ventiladores, etc, destinados a serem montados em transformadores o rea tores e que devem ser ensaiados em separado, de acordo .com disposições específicas. 1.4 Quando os comutadores de derivações constituirem, parte integrante de trans formadores, eles não poderão ser separados. dos mesmos, quando estes forem ensaia dos. Os ensaios nos comutadores de derivações, separadamente, devem ser executa- dos de acordo com as normas aplicáveis. 1.5 As características especificadas nesta Norma, devem ser verificadas de acor do com a NBR 8443, 2 NORMAS E/OU DOCUMENTOS COMPLEMENTARES Na apli NBR NBR NBR NBR NBR NBR NBR cação desta Norma é necessário consultar: 5356 - Transformador de potência - Especificação 5471 - Eletrotécnica e eletrônica - Condutores elétricos-Terminologia 7428 - Equipamentos em veículos de tração elétrica - Especificação 8147 - Conversores estáticos monofásicos de potência para tração eletrica Especificação - . 8149 - Máquina girante de tração elétrica - Especificação 8345 - Conversores estáticos monofásicos de potência tiristorizados para tração elétrica - Especificação 8443 - Transformadores e reatores para tração eletrica - Ensaios - Metodo de ensaio. Cópia não autorizada 4 l ; NBR 8442/1984 3.2.4 Indutância de corrente alternada Deduzida da corrente alternada medida que percorre o reator, quando este & ali mentado por tensão senoidal de valor e frequência especificados. 3.2.5 Indutância transitória Deduzida do registro oscilográfico da corrente no reator ou da variação medida do fluxo magnético. Os ensatos são efetuados com corrente continua, seja fechan- do-se subitamente o circuito seja curto-circuitando-se subitamente o reator. 3.2.6 Indutância de corrente puleante Deduzida do registro oscilográfico da tensão nos terminais, quando o reator é percorrido por uma corrente pulsante especificada! ) 3.3 Ensaios 3.3.1 Ensaio de investigação Ensaio especial, de carâter facultativo, executado sobre um único equipamento a fim de obter informação complementar sobre o seu desempenho e cujo resultado não deve influenciar a aceitação do equipamento. 4 CONDIÇÕES DE SERVIÇO 4,1 Condições normais h,1.1 Altitude Salvo acordo entre as partes, observado as normas técnicas brasileiras, admite- -se funcionamento do equipamento em altitudes não superiores a 1200 m. h.1.2 Temperatura Salvo acordo entre as partes, observado as normas técnicas brasileiras, admite- -se funcionamento do equipamento em serviço normal, sob temperaturas ambientes compreendidas entre (- 10 e + 40)ºC,não excedendo a média anual das mesmas 25º, 4.1.3 Choques mecânicos 4,1.3.1 Salvo acordo entre as partes, observado as normas técnicas brasileiras, admite-se que os transformadores e reatores são sujeitos a choques, cujas acele- rações máximas são as seguintes: a) horizontalmente: - no sentido do deslocamento do veículo - 39; - transversalmente - 29; (1) Ver definição do fator de ondulação da corrente pulsante na NBR 8147 e na. NBR 8345. Cópia não autorizada NBR 8442/1984 5 b)verticalmente Onde: g = aceleração de gravidade. 4.1.3.2 Os acessórios dos equipamentos, tais como contatores, relés, etc., mon- tados nos transformadores ou reatores devem suportar vibrações, conforme estabe- lecido na NBR 7428. 5 CLASSIFICAÇÃO 5.1 Transformadores Em função das disposições para regulagem em carga da tensão secundária dos ci I5 cuitos de tração, os transformadores podem ser classificados em: a) transformadores com relação de tensões fixa; b) transformadores com regulagem na baixa tensão; c) transformadores com regulagem na alta tensão. 5.2 Reatores de acordo com a sua utilização, os reatores podem ser classificados como se se gue: a) reatores de corrente alternada; b) reatores de corrente continua; c) reatores de corrente pulsante. 6 CARACTERÍSTICA NOMINAL 6.1 Transformadores 6.1.1 Derivações 6.1.1.1 Os enrolamentos podem ser providos de derivações. Estas devem constar do diagrama de ligações e da especificação, devendo os mesmos indicar, em princi pio, as respectivas tensões e corrente! de derivações e, se for o caso, as suas características limites de utilização, 6.1.1.2 Quando tanto o enrolamento do lado da linha como o enrolamento de tra ção tiverem derivações, as derivações principais são as especificadas como tais e devem permitir aplicar aos terminais dos motores de tração a sua tensão nomi nal, quando percorridos pela sua corrente nominal. em regime contínuo, sendo o en rolamento do lado da linha do transformador alimentado com tensão igual à tensão nominal, na frequência nominal. 6.1.1.3 Em veículos motores de sistemas múltiplos, as derivações"principais po- dem ser diferentes para cada sistema. 6.1.2 Tensão nominal do Lado da linha Salvo acordo diferente entre fabricante e usuário, especifica-se como tensão no minal do lado da linha, a tensão nominal do sistema de tração. Cópia não autorizada NBR 8442/1984 7 por meio de designação constituída dos símbolos literais aplicáveis na Tabela 1; (ver NBR 5356). A ordem na qual os símbolos devem ser utilizados é indicado na Tabela 2. TABELA 1 — Simbolos literais Natureza do meio de resfriamento Simbolo Úleo 0 Líquido isolante sintético não inflamável L Gãs . G Ar A Isolante sólido s Natureza da circulação Símbolo Natural N Forçada F TABELA 2 - Ordem dos símbolos 12 letra 22 letra 32 letra 4a letra Indicativa do meio de resfriamento em Indicativa do meio de refriamento em contato com os enrolamentos contato com o sistema de resfriamento externo Natureza do meio | Natureza da circu- Natureza do meio Natureza da cir de resfriamento tação de resfriamento culação Exemplo: Designação para um transformador resfriado por circulação forçada de gãs, o qual & resfriado num trocador de calor provido de ventilador: GFAF. 8 LIMITES DE ELEVAÇÃO DE TEMPERATURA 8.1 A elevação de temperatura, sobre o ar ambiente, de componentes de transfor- madores e reatores não deve exceder os valores da Tabela 3 em ensaios de eleva ção de temperatura. 8.2 Estes limites de elevação de temperatura aplicam-se a temperaturas medidas: a) no caso de enrolamentos, pelo método de variação da resistência; b) no caso de outras partes, por termômetros (de bulbo ou elétrico). 8.2.1 A temperatura do núcleo e outras partes do equipamento não citadas na Ta- bela 3, não deve atingir valores que possam danificar estas partes ou . partes adjacentes. Cópia não autorizada NBR 8442/1984 “ewios Jaonbjenb ap 'sojuaiejoJua SO eJeg *Opez *BL9QLI PP SSJUBISUOD SSJO[BA SO Jopo2X2 WSASP OBU SaJ|WI| SO wm Seb Op SB3135]J9/98JED SE EJUOD lo Ss-OpueAS| “OjJENSN & aJueo Tuges 94749 OPpJODE SIUP| Po SOpID9[9QeISO JOS WISABP SOJUSUB|OJLS SOP & SEÔ Op BANIRJBduO3 op og5ena|o ep S9Z WI] SO (8) *olJens 8 SJUPI JGEJ SAJU9 OpJODP Sjueipou *sopeaojo sieu soz|ui| SOpeIOpE Jos uepod *(*979 *s|ej29dsa seguejos! sopinh | opezi | IgeIssouios |oded *opepjun ep ajuspados opez! |Igeiso |eded) sejuejOs| stel soe SOPeu UISJoPp op Ose> ON (y) ogl E) 0£1 SoL sg sojusue|OJUS - (8) 021419 . -adse seÊ no Je 40d sOpelJjSal Sa10Jp9J 9 SSJOpeiiojsuei | 59 s9 s9 s9 s9 equejos| opinbi | - ETA st St ETA ETA sojuae joJus - qu) PUPtos! sopinb!| WS SOSJ9M| S940J291 3 SOJOPeWJOJSUPA| H d g E] v soquaue joJua sozJed sea|j02dsal a oquawedinba sp odi | SOP SOPI[OS SoJue|OS! SOP eungesodus) op sossel3 Jo 3 eunjesodusss ep Ogóbae|o op sauuwr] — E WIIBVI Cópia não autorizada w NER 8442/1984 CR ma emma to de alta tensão de veículos monofásicos devem ser estabelecidos mediante acor- do entre fabricante e usuário. 9.2.2 Tensões suportaveis nominais de impulso atmosférico As tensões suportáveis nominais de impulso atmosférico constam da Tabela 4. 10 REQUISITOS RELATIVOS A CURTOCLIRCUITOS 10.1 O transformador deve ser capaz de suportar, sem danos, os efeitos térmicos e mecânicos de curto-circuitos nos terminais tanto do(s) enrolamento(s) secundã- rio(s) de tração como do enrolamento de aquecimento do trem, separadamente. 10.2 O usuário deve especificar o valor máximo de potência de curto-circuito disponível no veículo. 10.3 Do ponto de vista térmico, o transformador deve ser projetado para supor tar durante 3 s a corrente simétrica de curto-circuito capaz de ser produzida por uma tensão de alimentação igual a 110% da tensão nominal do sistema de tra ção, levando-se em conta: a) a potência de curto-circuito disponível no veículo; b) a impedância do transformador; c) no caso do enrolamento de aquecimento do trem, da presença de uma impe- dância neste circuito, de valor fixado mediante acordo entre fabricante e usuário. 10.4 Não são previstas providências para ensaios de curto-circuito com o fim de verificar a capacidade térmica dos enrolamentos do transformador. Quando espe cificado pelo usuário, devem ser calculadas as temperaturas atingidas pelos enro lamentos com a corrente de curto-circuito definida em 10.3, mantida durante 3 5. 11 CATEGORIAS DE ENSAIOS — DISPOSIÇÕES GERAIS 11.1 Ensaio de tipo 11.1.1 Os ensaios de tipo devem ser executados sobre um único equipamento de da do projeto. Equipamento produzido em quantidade deve ser considerado aprovado em ensaios de tipo e dispensado dos mesmos, se o fabricante apresentar certificados de ensaios de tipo, devidamente assinados, jã executados em equipamento idênti- co, construído anteriormente. 11.1.2 Ensaios de tipo facultativos podem ser executados somente, quando especi ficados na ordem de compra. 11.2 Ensaios de rotina Os ensaios de rotina devem ser executados sobre todos equipamentos da mesmã or dem de compra. Para certos equipamentos, mediante acordo entre fabricante € usua rio, os ensaios de rotina podem ser executados sobre apenas alguns equipamentos Cópia não autorizada NBR 8442/1984 . , 1 da ordem de compra, escolhidos aleatoriamente. 12 INSPEÇÃO DE TRANSFORMADORES 12.1 Disposições gerais 12.1.1 Reatores de transição ou de distribuição Reatores de transição ou de distribuição, que não podem ser dissociados do trans formador, devem, na medida do possível, ser ensaiados juntamente com o mesmo. Os ensaios, a serem executados nestes reatores com equipamento separado, se necessã rios, devem ser estabelecidos mediante acordo entre fabricante e usuário, de mo do a assegurar que satisfaçam os requisitos desta Norma. 12.1.2 Transformadores de conversor estático Para ensaios de transformadores que fazem parte de um conversor estático, devem ser consultadas a NBR 8147 e a NBR 8345. Nota: A verificação da proteção contra sobretensões de origem interna, ingresso de chuva, areia, etc., pode ser executada de forma efetiva somente nos vet culos completos. Para os ensaios eventualmente necessários, deve ser con sultada a [EC 165. 12.1.3 Lista de ensaios 12.1.3.1 As verificações, medições e ensaios a serem executados nos transforma- dores são indicados na Tabela 6. TABELA 6 — Lista de verificações e ensaios Ensaio de Ensaio ou verificação : : tipo rotina Verificação preliminar x Resistência dos enrolamentos x Relação de tensões nominais e relação de tensões de derivação x x Corrente de excitação e perdas em vazio x x Impedância de curto-circuito x x Perdas em carga x x Perdas totais x - Elevação de temperatura x - Tensão suportável à freglência industrial: a) induzida - x b) aplicada - x Tensão suportável de impulso atmosférico x =" Curto-circuito (facultativo) x 12.1.3.2 Nesta Tabela consta também o enquadramento dos ensaios quanto à sua ca tegoria. o = Cópia não autorizada NBR 8442/1964 13 12.3.2 Ensaio de rotina A medição 12.3.1.1 deve ser limitada à derivação principal do enrolamento, a me dição 12.3.1.2 deve ser executada sobre a totalidade do enrolamento auxiliar. 12.4 Relação de tensões nominais e de tensões de derivação 12.4.1 As várias relações de tensões nominais e relações de tensões de deriva- ção entre pares de enrolamentos devem ser medidas para todas as derivações aces- síveis destes enrolamentos. 12.4.2 Quando um transformador com regulagem na alta tensão tiver vários enrola mentos secundários de tração e se tiverem sido registradas relações de tensões nominais corretas nas medições efetuadas entre estes enrolamentos secundários, é suficente medir a relação de tensões nominais entre um destes enrolamentos se cundários e o enrolamento de linha para todas as derivações deste último. 12.4.3 A medição da relação de tensões nominais de um transformador com relação de tensões fixa, que faz parte de um transformador com regulagem na alta tensão, constitue ensaio de tipo. 12.5 Corrente de excitação e perdas em vazio A tensão deve ser aplicada a um enrolamento adequado do transformador; se o transformador tiver regulagem na alta tensão, o comutador de derivações e o pri- mário do transformador de tração com relação de tensões fixa deve permanecer no circuito, mas de qualquer forma, todos os outros enrolamentos devem permanecer em aberto. 12.5.1 Ensaio de tipo A medição da corrente de excitação e das perdas em vazio deve ser efetuada para valores de 0,8 U; 0,90; U e 1,1 U, sendo U a tensão nominal do lado da linha. Se o transformador tiver regulagem na alta tensão, as medições devem ser feitas para três posições do comutador de derivações sendo uma delas correspondente a derivação principal. 12.5.2 Ensaio de rotina As medições devem ser feitas como em 12.5.1, mas somente para a tensão U e na de rivação principal. 12.6 Impedância de curto-cireuito 12.6.1 Devido à diversidade das disposições dos enrolamentos, todas as combina ções de pares de enrolamentos, em que deve ser medida a impedância de curto-cir- euito, devem ser fixadas mediante acordo entre fabricante e comprador, observan- do-se que os ensaios de tipo devem proporcionar dados suficientes para permitir o traçado das características em carga do transformador em todas as posições Cópia não autorizada 14 NBR 8442/1984 do equipamento de comutação de derivações e para o cálculo das correntes de fal- ta. 12.6.2 As impedâncias de curto-circuito devem ser medidas para as seguintes com binações dos enrolamentos: a) enrolamento do lado da linha e conjunto de enrolamentos de tração (ti po e rotina); b) enrolamento do lado da linha e cada enrolamento de tração independen- te, separadamente (tipo e rotina); c) enrolamento do lado da linha e cada um dos enrolamentos auxiliares in dependentes (tipo). 12.6.2.1 Nos ensaios de tipo a) e b) as medições devem ser efetuadas em todas as derivações; nos ensaios de tipo c) e nos ensaios de rotina, as medições devem ser efetuadas somente na derivação principal, para os enrolamentos do lado da li nha, e numa derivação especificada, para os enrolamentos auxiliares. 12.6.2.2 Se forem exigidas medições adicionais em outras derivações ou em ou- tras combinações de enrolamentos, estas devem constituir objeto de acordo entre fabricante e comprador. 12.7 Perdas em carga 12.7.1 Disposições gerais 12.7.1.1 As perdas em carga devem ser determinadas para as combinaçoes seguin- tes de pares de enrolamentos: a) enrolamento do lado da linha/todos os enrolamentos secundários de tra ção em paralelo ou em série, o que se aplicar; b) enrolamento do lado da linha/cada um dos enrolamentos secundários au xiliares. 12.7.1.2 Para a determinação das perdas em carga de transformadores que fazem parte de conversores estáticos monofásicos de potência para tração, ver NBR 8147 Notas: a) As perdas totais para todos os circuitos não podem ser obtidas pela simples soma aritmética das perdas medidas nos enrolamentos, como pres crito em 12.7.1. b) Elas podem, em certos casos, ser calculadas a partir da resistência em corrente contínua de cada enrolamento e a partir da corrente apropria- da, devendo ser acrescentadas as perdas suplementares deduzidas dos en saios. 12.7.2 Ensaios de tipo As perdas em carga devem ser determinadas para as combinações 12.7.1 a) e b). Pa ra as combinações 12.7.1 a), a determinação deve ser feita para três posições do equipamento de mudança de derivações, correspondendo respectivamente: Cópia não autorizada 16 NBR 8442/1984 plicada para a extremidade não aterrada do enrolamento. 12.10.2 Ensaio de tensão aplicada 12.10.2.1 Este ensaio é aplicável aos enrolamentos do transformador não ligados à linha de contato ou permanentemente aterrados no interior do transformador. 12.10.2.2 Enrolamentos ligados à linha de contato e não aterrados permanentemen te no interior do transformador devem ser submetidos a um ensaio de tensão apli cada. O valor da tensão: de ensaio deve ser objeto de acordo entre fabricante e usuário, levando-se em conta o nível de isolamento na extremidade aterrada do en rolamento. 12.10.3 Ensaio de tensão suportável de impulso atmosférico Este ensaio aplica-se a transformadores de tração e auxiliares diretamente ali mentadas pela linha de contato. 12.11 Curto-cireunito 12.11.1 Os ensaios de curto-circuito devem ficar restritos à verificação do de sempenho mecânico. 12.11.2 Se for requerido um ensaio de curto-circuito nos terminais do enrolamen to de aquecimento do trem, o valor da impedância, a ser utilizada neste circuito devem constituir objeto de acordo entre fabricante e usuário. 12.11.3 Após a conclusão dos ensaios de curto-circuito, devem ser determinadas as perdas em vazio e as impedâncias de curto-circuito. Se não houver diferença significativa entre os valores determinados, antes dos ensaios de curto-circuito e os determinados, nas mesmas condições, apos a sua conclusão, o transformador deve ser considerado aprovado nos ensaios de curto-circuito. Caso contrário, a parte ativa deve ser removida do tanque e submetida a inspeção. Se esta não reve Jar deformação, deslocamento, soltura dos enrolamentos, da isolação ou de dispo- sitivos de aperto, o transformador deve ser considerado aprovado nos ensaios de curto-circuito. 13 INSPEÇÃO DE REATORES 13.1 Disposições gerais 13,1.1 Lista de ensaios As verificações, medições e ensaios a serem execultados nos reatores são “indica dos na Tabela 8. Nesta Tabela consta também o enquadramento dos ensaios quanto à sua categoria. 13.1.2 Tolerâncias A Tabela 9 indica tolerâncias aplicáveis a diversas grandezas. A segunda coluna indica as tolerâncias do projeto, para comparação dos valores registrados em en Cópia não autorizada NBR 8442/1984 ” saios de tipo com valores que possam ter sido especificados como nominais ou te rem sido garantidos pelo fabricante com a referência a esta Norma. A terceira co luna indica as tolerâncias de fabricação, para comparação do valor registrado,em ensaio de rotina, de um reator qualquer da ordem de compra com o valor básico.Es te valor básico deve ser tomado como igual à média das medições efetuadas em cer to número de reatores: 4 a 10, de acordo com o volume da ordem de compra. TABELA 6 — Lista de verificações e ensaios Tipo de reator e ensaio Ensaio ou verificação corrente corrente corrente alternada contínua pulsante tipo | rotina | tipo jrotina | tipo rotina Verificação preliminar - x - x - Resistência do enrolamento - x - x - x Perdas em corrente alternada x - - - = - Medição da indutância: a) em corrente alternada x x - x - x b) transitória - - x - - - c) em corrente pulsante - - - - x - Elevação de temperatura x - x - x - Tensão suportável à frequência industrial - x - x - x Tensão suportável de impulso atmosférico x - x - - - Nota: O sinal x assinala o tipo de ensaio aplicavel. 0 sinal - assinala o tipo de ensaio não aplicável. TABELA 9 — Tolerâncias Tolerâncias G : : = randeza de projeto de fabricação Resistência elétrica do enrolamento - + 1/10 Perdas em corrente alternada . + 1/10 Indutância na corrente aplicável | em corrente alter . + 1/7 nada £ 1/10 13.2 Verificação preliminar Devem ser verificados a marcação dos terminais, as polaridades e as indicações da placa de identificação. 
