Dúvidas frequentes sobre o Sistema Delta de Distribuição

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Dúvidas frequentes sobre o Sistema Delta de Distribuição

Algumas dúvidas frequentes de leitores do site e profissionais da área.


Equipamentos trifásicos fabricados para o Sistema Estrela funcionam no Sistema Delta?

Tanto os motores quanto as resistências funcionam normalmente no Sistema Delta.
Apenas as ligações do motor devem ser executadas por um profissional capacitado para não danificá-lo.


O Sistema Delta na prática é igual ao Triângulo?
Sistema Delta e triângulo é a mesma coisa. Chama-se de triângulo pois a representação da letra grega delta é um triângulo.


Uma das diferenças entre o Sistema Trifásico Delta é que a quarta fase (fase S) tem tensão maior em relação ao neutro?

Sim. A tensão nominal de quarta fase (fase S) em relação ao neutro é 200V, enquanto que no Sistema Estrela as tensões de fase são equilibradas (127V entre fase e neutro).


Adquiri uma máquina para Sistema Estrela 220V trifásico. Quando expliquei que aqui o trifásico é Sistema Delta, o fornecedor não soube informar, pois desconhece o Sistema.

Diversas máquinas fabricadas para o Sistema Estrela estão instaladas no Sistema Delta, porém é necessário fazer as devidas conversões de ligações por um profissional capacitado.
Existem algumas ligações que diferenciam o Sistema Delta do Sistema Estrela.
É preciso verificar o tipo de ligação do motor, que podem ser ligados de várias formas, conforme esquemas de ligação estampado na placa de identificação.

A mesma máquina trifásica que se liga no Sistema Estrela pode ser ligado no Sistema Delta?
Se a máquina veio de fábrica para trabalhar em estrela é necessário adequar as ligações para sistema delta.
O sistema operacional da máquina é alimentado em 127 ou 220 V, logo é indiferente ser delta ou estrela para o IHM e CLP.
Quem trabalha no trifásico é somente o motor e alguns tipos de resistências que podem ser ligados em delta.

O neutro do Sistema Delta e Estrela é o mesmo, bem como da rede secundária e primária de distribuição. Toda malha de neutro é interligada e aterrada em pontos específicos.

Conforme forem surgindo maiores dúvidas de leitores, profissionais e clientes, serão acrescentadas neste artigo em forma de revisão.

CURTA Adolpho Eletricista

Adolpho Eletricista – Seu Eletricista 24 horas em Santo André!

Eletricista residencial, predial, comercial e industrial.

Atendo região do ABC paulista, Grande São Paulo e Zona Leste do Estado de São Paulo.

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Perdas no Sistema Elétrico de Potência

O SEP – Sistema Elétrico de Potência é composto por geração, transmissão e distribuição. As Perdas no Sistema Elétrico de Potência referem-se à energia elétrica gerada que passa pelas linhas de transmissão e redes de distribuição, mas que não chega a ser comercializada, seja por motivos técnicos ou comerciais.

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Conheça o Sistema Estrela de Distribuição de Energia Elétrica


O Sistema Estrela é composto por
 um transformador (trafo) trifásico alimentado pelas 3 fases do circuíto primário de distribuição de energia elétrica.

As buchas primárias H1, H2 e H3 são alimentadas pelas 3 fases primárias, protegidas por chaves fusíveis (Matheus) e elos especificados de acordo com a potência do trafo.

Nas buchas de saída secundária X0, X1, X2 e X3 obteremos as tensões de saída, conforme esquema abaixo:

Esquema de Ligação Sistema Estrela

O sistema está alimentado em 13.8 kV, pois as fases são D, E e F, assunto abordado no artigo sobre Sistema Delta.

A bucha X0 corresponde ao NEUTRO do sistema estrela, X1 à fase A, X2 fase B e X3 fase C.

As tensões nominais entre Neutro e Fase A, Neutro e Fase B, Neutro e Fase C são iguais a 127 V e as tensões nominais de linha iguais a 220 V (sistema 127/220 V).

As fases A, B e C são mais conhecidas na indústria por R, S e T.

Esquema de um Transformador Estrela

No sistema estrela 220/380 V a tensão nominal entre Neutro e Fase é de 220 V, e a tensão nominal de linha é 380 V.

A expressão utilizada para cálculo de tensão no sistema trifásico é a seguinte:

onde: VFN – tensão de fase neutro

VFF – tensão de fase fase ou tensão de linha

V3 = 1.73 (valor aproximado, pois trata-se de dízima periódica)

De acordo com a estrela formada pelas 3 bobinas secundárias (figura acima), notamos que o ângulo de defasagem entre as Fases A, B e C é de 120º, o que mantem as tensões defasadas conforme figura abaixo:

Gráfico de Defasagem de Tensão Trifásica

Nota do Autor: Tensão RMS, do inglês Root Mean Square (Raiz Média Quadrática) ou Valor Eficaz são as tensões de linha ou de fase.

Analogia entre Sistema Estrela e Sistema Delta

No Sistema Estrela, por apresentar tensões equilibradas, conseguimos fazer um balanceamento de cargas muito superior ao Sistema Delta, que apresenta tensões desequilibradas.

Devido ao desequilíbrio entre as tensões secundária, o Sistema Delta gera um desbalanceamento de cargas muito grande no SEP – Sistema Elétrico de Potência, prejudicando-o, enquanto que no Sistema Estrela, por apresentar tensões equilibradas, conseguimos balancear as cargas com maior facilidade, mantendo o SEP mais estável e gerando um número menor de manutenções nos circuítos de distribuição, transmissão e na geração de energia elétrica.

Conclusão

O Sistema Estrela é infinitamente melhor que o Sistema Delta em todos os aspectos.

CURTA Adolpho Eletricista

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Conheça o Sistema Delta de Distribuição de Energia Elétrica

Os transformadores do Sistema Delta (Triângulo) são monofásicos – alimentados por apenas uma fase primária.

A tensão nominal entre fase/neutro é 115 V.

A tensão de linha – fase/fase – nominal é 230 V.

O cálculo para tensão de linha no Sistema Delta é:

VL = 2 . VFN

Onde: VL = tensão de linha

VFN = tensão de fase/neutro

Na figura abaixo, temos o exemplo de um transformador (trafo) do sistema delta, alimentado em 13.8 kV.

Como saber qual a tensão de alimentação? Simples: A fase primária de alimentação do trafo é a fase D.

Recordando

Classe  5 kV – Tensão de Trabalho – 3.8 kV – Fases A, B, C.

Classe 15 kV – Tensão de Trabalho – 13.8 kV – Fases D, E, F.

Classe 25 kV – Tensão de Trabalho – 24.5 kV – Fases G, H, I.

Classe 35 kV – Tensão de Trabalho – 34.5 kV – Fases J, K, L.

De acordo com a letra que define a fase em que o equipamento está ligado, sabemos a Classe de Tensão e a Tensão de Alimentação.

De acordo com o esquema abaixo, verificamos que a bucha primária H1 é ligada na fase D e o bucha H2 é aterrada para gerar diferença de potencial (ddp) entre as extremidades da bobina primária, a fim de gerar campo magnético e rebaixar a tensão através da bobina secundária.

Sempre deverá ser instalada chave fusível (Matheus) entre a fase e a bucha H1 do trafo.

A capacidade do elo fusível será determinada de acordo com a potência do trafo.

Sistema Delta LUZ

DELTA LUZ

A bobina secundária tem três pontos de derivação, x1, x2 e x3, sendo x1 e x3 as extremidades da bobina e x2 o ‘center tap’, de onde é gerado o neutro – potencial zero em condições ideais.

É praticamente impossível manter o condutor neutro em potencial ‘zero’ devido ao enorme desbalanceamento de cargas existente no Sistema Elétrico de Potencia.

NOTAS: 

1 -Toda a malha de neutro das concessionárias de energia elétrica são interligadas e aterradas em pontos determinados, inclusive nas ETD’s (Estações Transformadoras de Distribuição), também conhecidas por Subestações, independentemente se o Sistema é Delta ou Estrela.

2 – O Neutro do circuíto primário de distribuição é o mesmo do circuíto secundário. Não existem dois condutores Neutro (primário e secundário), somente um, chamado de Neutro Geral.

Veja mais sobre balanceamento de cargas , artigo redigido por mim, Adolpho Eletricista, para o blog Saber Elétrica.

Toda a malha de neutro é aterrada, a fim de manter o neutro o mais próximo possível do potencial zero.

O Sistema Delta Luz é eficiente apenas para residências, comércios e pequenas empresas que não necessitam da quarta fase (quarta, pois o neutro é considerado como fase) para trabalhar. Quando o cliente necessita da quarta fase, com o maior motor até 5 CV, ‘abre-se’ o delta, conforme figura abaixo.

Sistema Delta Aberto

DELTA ABERTO

Para ‘abrir o Delta’, adiciona-se outro trafo monofásico – F1 – porém ligado em outra fase primária – fase E – com a diferença de que o x2 ficará em aberto, e deverá ser obedecido o esquema de ligação de x1 do LUZ com o x3 do FORÇA, ou x3 do LUZ com o x1 do FORÇA.

Caso haja inversão na ligação, x1 com x1 e x3 com x3, os motores irão girar ao contrário e sofrerão danos.

As tensões de fase neutro e tensão de linha permanecem as mesmas, 115/230 V, porém a tensão nominal da quarta fase com o neutro será 190 V, e tensões de fase com 4ª fase será de 230 V nominal.

A 4ª fase SOMENTE deverá ser utilizada para alimentar motores e cargas trifásicas, NUNCA para alimentar cargas mono ou bifásicas, devido a diferença nos valores de tensão nominal e do ângulo de defasagem das tensões de fase e 4ª fase.

Caso isso aconteça, haverá queima de equipamentos.

 

 

Esquema de Ligação Delta Aberto

A pergunta mais frequente é: “como se chega ao valor de 200 V entre neutro e 4ª fase?”

Analisando o esquema acima, podemos verificar que temos 1/2 bobina do trafo de LUZ (de x2 até x1 ) mais 1 bobina inteira do FORÇA 1 (de x3 até x1), totalizando 1 bobina e 1/2, o que gera 200 V entre NEUTRO e 4ª fase.

O trafo de FORÇA sempre deverá ser de potência inferior ao trafo de LUZ, ou no máximo de mesma potência.

Quando o cliente tem a necessidade de acionar motores acima de 5 CV, o Delta deverá ser ‘fechado”, obtendo-se maior potência do banco de transformadores.

Sistema Delta Fechado

DELTA FECHADO

Para ‘fechar’ o Delta, acrescenta-se mais um trafo monofásico – F2, alimentado por outra fase primária (F).

As tensões nominais de fase neutro, linha e 4ª fase não se alteram.

Deve ser observado atentamente o esquema de ligações: caso o x1 do F1 esteja ligado na 4ª fase, o x3 do F2 também deverá ser ligado à 4ª fase, e o x1 do F2 ligado ao x3 do LUZ.

Se o x3 do F1 estiver ligado na 4ª fase, o x1 do F2 deverá ser ligado à 4ª fase e o x3 do F2 ligado ao x1 do LUZ.

Caso houver erro nas ligações, x3  do F1 com x3 do F2 e x1 do F2 ligado com x1 do LUZ, provocará curto circuito entre fases, e quando for ligar o Delta Fechado irá estourar os elos fusíveis de proteção das três fases do banco de trafos e os três elos fusíveis da proteção do circuíto. Caso o circuíto seja protegido por Religadora Automática ou Seccionalizadora, elas irão operar e desligar o circuíto primário. Caso não haja proteção no circuíto antes do banco de trafos, irá desligar o circuíto primário na ETD – Estação Transformadora de Distribuição (subestação).

Os trafos de FORÇA deverão ser de potências iguais e inferiores ou no máximo iguais ao trafo de LUZ.

Quem determinará a potência dos trafos a serem instalados será o departamento técnico da concessionária após análise do projeto elétrico e relação de cargas apresentado pelo cliente quando do pedido de ligação, acréscimo de carga ou modificação.

Sistema Delta Fechado

São encontrados transformadores do Sistema Delta ligados na mesma fase primária. Nesses casos, são dois transformadores de LUZ ligados em paralelo e suas potências se somam. Esse procedimento é utilizado quando necessita-se de um banco de maior potência na LUZ e não existe trafos comercializados nessa potência.

Exemplo: Necessita-se de um banco de trafos de LUZ de 200 kVA. Instala- se dois trafos de 100 kVA em paralelo para obter-se 200 kVA.

Os trafos Delta existentes nas redes de distribuição são de 5, 10, 15, 25, 37.5, 50, 75 e 100 kVA, porém os comercializados atualmente são apenas os de 10, 25, 50 e 100 kVA.

De acordo com Portaria da ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica, a partir da década de 90 ficou proibido o projeto de Estações Transformadoras de Distribuição do Sistema Delta, permitindo-se apenas manutenções nas existentes. As Estações Transformadoras de Distribuição projetadas a partir do vigor da Portaria deverão ser do Sistema Estrela, com o propósito de melhorar o balanceamento de carga dos circuítos primários de distribuição e dos circuítos de transmissão.

Vantagens do Sistema Delta

A única vantagem do Sistema Delta é o custo de implantação do sistema, pois com apenas uma fase primária obtém-se tensão secundária para atender aos clientes residenciais, comerciais e empresariais que não necessitam de rede trifásica. Com um custo muito menor que o Sistema Estrela atinge-se o objetivo.

Desvantagens do Sistema Delta

O Sistema Delta gera um desbalanceamento de cargas muito grande no Sistema Elétrico de Potência – SEP, exigindo medições constantes de corrente elétrica das fases primárias de distribuição e de transmissão, muitas vezes sendo necessário baldear transformadores de uma fase para outra a fim de balancear as cargas dos circuítos.

Leia também Sistema Estrela

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Redes de Distribuição Aérea – RDA

As Redes de Distribuição Aérea – RDA são classificadas em dois tipos: Primária e Secundária. São responsáveis por transportar e distribuir a eletricidade até os centros urbanos e rurais.

Rede de Distribuição Primária

Rede de Distribuição Secundária

 

 

 

 

 

 

 

 

As RDA’s Primárias transportam das Estações Transformadoras de Distribuição – ETD’s, também conhecidas como Subestações, até os grandes centros consumidores, energia elétrica em Média Tensão – MT – entre 1 kV e 36.2 kV, de acordo com a Norma ABNT NBR 14039 – Instalações Elétricas em Média Tensão.

As classes de tensão usuais são: 5 kV, 15 kV, 25 kV e 34,5 kV, com tensões nominais de operação de 3.8 kV, 13.8 kV, 24,5 kV e 34.5 kV. Em algumas regiões as tensões nominais de operação podem sofrer alteração nos valores de acordo com o sistema de distribuição da concessionária local.

A classe de tensão de 5 kV – tensão nominal de 3.8 kV encontra-se em fase de extinção, pois a corrente elétrica de trabalho é muito alta devido a tensão ser baixa, comprometendo a confiabilidade do sistema de distribuição de energia elétrica.

Nos grandes centros de consumo a tensão deve ser rebaixada para valores de tensão de distribuição secundária, conforme podemos verificar no artigo https://www.sabereletrica.com.br/transformadores-de-distribuicao/, redigido por mim, Adolpho Eletricista, para o Blog https://www.sabereletrica.com.br/

Transformador de Distribuição Sistema Estrela

Os consumidores atendidos em Baixa Tensão – BT poderão ser alimentados tanto pelo Sistema Delta (Triângulo) ou Sistema Estrela.

São atendidos em BT os consumidores residenciais, comerciais e industriais com carga instalada até 69 kW. Acima deste valor o atendimento será feito em MT.

As tensões usuais em BT para o Sistema Delta são 115/230 V e 220/440 V.

Para o Sistema Estrela teremos 127/220 V e 220/380 V.

Nota: A tensão 380/440 V, Sistema Estrela, só será encontrada em consumidores atendidos em Média ou Alta Tensão, pois quem determina o tipo de transformador que será utilizado é o projeto elétrico elaborado pelo cliente, de acordo com suas necessidades.

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