O documento é uma apostila sobre inspeção e manutenção dos sistemas elétricos em unidades marítimas. A apostila apresenta conceitos básicos de eletrotécnica e características dos sistemas elétricos em navios, além de detalhar componentes comuns, especificações técnicas, simbologia, técnicas de manutenção, defeitos comuns e equipamentos de medição e proteção. O documento visa capacitar profissionais para a supervisão de manutenção em embarcações.
10. Secundário dos transformadores para instrumentos; Armação e blindagem dos cabos;
Transformadores de Potencial. Lâmpadas de Sinalização.Todas as lâmpadas devem possuir base tipo
baioneta e possibilitar substituição semabertura do painel. Essas lâmpadas uma verde e outra vermelha
devem indicar oestado do demarrador (chave de partida), desligado ou ligado. Fusíveis.Os fusíveis
limitadores de corrente do tipo DIAZED devem ser usados unicamente naproteção dos condutores e
circuitos de comando. Devem possuir capacidade deruptura adequada, sendo do tipo retardado.Não deve
utilizar fusíveis em painéis ou caixas cuja tampa seja fechada por parafusos. Disjuntores.Os disjuntores
devem ser termomagnéticos do tipo caixa moldada, com capacidade deinterrupção adequada, e devem ser
utilizados na proteção dos circuitos de força, tantopara alimentação de cargas motóricas quanto na
alimentação de cargas não motóricas.O disjuntor deve ter o dispositivo de trip com ação direta em cada
fase. O mecanismode abertura deve ser do tipo "trip free"( Os disjuntores com mecanismo para trip
livreabrem sob condições de sobrecarga ou curtocircuito, mesmo que a alavanca dodisjuntor esteja segura
na posição ON.). Contatores Principais.Devem ser tripolares à seco, e as bobinas devem suportar uma
queda de tensão de30%,sem desligamento dos contatos. Relés Térmicos.Os relés térmicos até 63A
poderão ser diretos, bimetálicos, munidos de proteçãocontra falta de fase e compensador de temperatura
ambiente, rearme manual e escalagraduada para ajuste. O relé deve ser ajustável até 1.15 vezes a corrente
nominal domotor. 14
16. APOSTILA DE INSPEÇÃO E MANUTENÇÃO DOS SISTEMAS ELÉTRICOS EM UNIDADES
MARÍTIMAS Eng. Diego Dias de SouzaOs relés térmicos com capacidade superior a 63 A devem ser
conectados ao sistemavia TC.Os relés térmicos devem ser compatíveis, incluindose suas tolerâncias, com
os temposde aceleração e de rotor bloqueado, considerando se a relação Ip/In do motor emquestão.
Fiação interna e Condutores.A fiação interna deve ter condutor em cobre estanhado tempera
mole,encordoamento redondo normal, ser do tipo não armado, ter isolamento em EPR, nãopropagante de
fogo, classe 0,75 kV, para circuitos de força e de controle. Bornes e Terminais.Os bornes devem ser em
melamina ou outro material de resistência elétrica emecânica equivalente, sendo que o material a ser
utilizado, não deve possuirsubstâncias orgânicas, tóxicas e devem ser não propagantes de fogo.As réguas
de bornes de controle devem ficar preferencialmente próximas dos pontosde entrada e saída dos cabos,
possuindo uma reserva de 20% de terminais. Instrumentos para medição.Amperímetro e voltímetro
devem ser preferencialmente do tipo analógico.3.2 – Conversores de frequência (VSD).Um motor pode
operar com velocidade variável quando alimentado com uma fonte defrequência variável.O tipo mais
comum usado é um conversor de frequência que trabalha em conjuntocom um motor de indução. O
conversor é constituído basicamente por um retificador,um elo de corrente contínua e um inversor.No
retificador a tensão (CA) é retificada, sendo transformada em contínua. A tensãoCC obtida possui
perturbações “ripples” que são suavizadas pelo circuito do elo CC,composto por uma combinação de
indutores e capacitores. O inversor converte aretificação produzindo uma tensão CA de amplitude e
frequência variável.Retificadores e inversores são compostos por chaves semicondutores. No retificador,
omais comum é o uso de tiristores e no inversor, o mais comum é o uso de IGBT(Insulated Gate Bipolar
Transistor). Essas chaves semicondutoras são acionadas por umsistema de controle.Uma das técnicas mais
utilizadas nos inversores de frequência é a modulação porlargura de pulso (PWM). Porém,
independentemente da técnica de controle utilizada, 15
17. APOSTILA DE INSPEÇÃO E MANUTENÇÃO DOS SISTEMAS ELÉTRICOS EM UNIDADES
MARÍTIMAS Eng. Diego Dias de Souzatodos os conversores de frequência produzem harmônicos. Os
níveis máximos deperturbação de harmônicos dos conversores de frequência no ponto de
acoplamentocomum (PCC) devem estar de acordo com a norma IEEE 519: Distorção Harmônica Total
(THD) para tensão e corrente 5%. Distorção para harmônicos individuais de tensão e corrente 3%.A
profundidade máxima para os para as distorções da forma de onda final (notchscommutation) deve limitar
se a 20% e a área máxima de 47,5 p.u. x μs, conformeespecificado para “sistemas gerais”.Em alguns casos,
para o atendimento destes níveis nos barramentos de geração énecessária a instalação de filtros passivos.
Estes deverão ser dimensionados de formatal que a ocorrência de um único evento/defeito mantenha o
THD em 8% e cadacomponente individual limitado a 5%.3.3 – Softstarter.Utilizase o softstarter quando
o acionamento elétrico não exige variação davelocidade do motor, e desejase apenas a partida suave, de
forma que se limita acorrente de partida evitandose queda de tensão da rede de alimentação.O
funcionamento dos softstarters está baseado na utilização de uma pontetiristorizada na configuração
antiparalelo, que é comandada através de uma placaeletrônica de controle, a fim de ajustar a tensão de
saída.O inversor de frequência possui um circuito conhecido como circuito snubber, estecircuito tem como
função fazer a proteção dos tiristores contra variação abrupta datensão em relação ao tempo. A
capacitância é uma oposição à variação de tensão e,portanto, o capacitor conectado aos terminais dos
tiristores reduz a taxa na qual atensão no dispositivo varia. Quando o tiristor estiver bloqueado, o capacitor
12. 20. APOSTILA DE INSPEÇÃO E MANUTENÇÃO DOS SISTEMAS ELÉTRICOS EM UNIDADES
MARÍTIMAS Eng. Diego Dias de Souza American Bureau os Shipping (ABS); Bureaus Veritas
(BV); Lloyds Register of Shipping; Germanischer Lloyd.Temperaturas ambientes e sobrecargas
conforme entidades classificadoras e normas navais.4.2 – Graus de proteção.Os invólucros dos
equipamentos elétricos, conforme as características do local em queserão instaladas e de sua acessibilidade
devem oferecer um determinado grau deproteção.Assim, por exemplo, um equipamento a ser instalado
num local sujeito a jatos de águadeve possuir um invólucro capaz de suportar tais jatos, sob determinados
valores depressão e ângulo de incidência, sem que haja penetração de água.4.2.1 – Código de
identificação.A norma NBR 6146 define os graus de proteção dos equipamentos elétricos por meiodas
letras características IP seguidas por dois algarismos.O primeiro algarismo indica o grau de proteção
contra penetração de corpos sólidosestranhos na máquina e contato acidental. Este algarismo será
representado pelosseguintes valores: 0 sem proteção 1 – proteção contra penetração de corpos
sólidos estranhos de dimensões acima de 50mm. 19
21. APOSTILA DE INSPEÇÃO E MANUTENÇÃO DOS SISTEMAS ELÉTRICOS EM UNIDADES
MARÍTIMAS Eng. Diego Dias de Souza 2 proteção contra penetração de corpos sólidos estranhos de
dimensões acima de 12mm. 4 proteção contra penetração de corpos sólidos estranhos de dimensões
acima de 1mm. 5 proteção contra acúmulo de poeiras prejudiciais à máquina.O segundo algarismo
indica o grau de proteção contra penetração de água no interiorda máquina. Este algarismo será
representado pelos seguintes valores: 0 sem proteção. 1 proteção contra penetração de pingos de
água na vertical. 2 pingos de água até a inclinação de 15º com a vertical. 3 água de chuva até a
inclinação de 60º com a vertical. 4 respingos de todas as direções. 5 jatos de água de todas as
direções. 6 água de vagalhões. 7 imersão temporária. 8 imersão permanente.A letra (W) pode
ser colocada entre as letras IP e os algarismos indicativos do grau deproteção indicam que a maquina e
protegida contra intempéries. Como exemplo,IPW45. 20
22. APOSTILA DE INSPEÇÃO E MANUTENÇÃO DOS SISTEMAS ELÉTRICOS EM UNIDADES
MARÍTIMAS Eng. Diego Dias de Souza4.2 – Limites de ruído.As normas definem limites máximos de
nível de potência sonora para as máquinas.A tabela a seguir indica os limites máximos de nível de potência
sonora em máquinaselétricas girantes transmitidos através do ar, em decibéis, na escala de ponderação A
dB(A) conforme a NBR 7565.4.3 – Vibração.A norma define limites de vibração máximos para as
máquinas. A tabela a seguir indicavalores admissíveis para a amplitude de vibração conforme NBR 7094,
para as diversascarcaças em dois graus: Normal e Especial. 21
23. APOSTILA DE INSPEÇÃO E MANUTENÇÃO DOS SISTEMAS ELÉTRICOS EM UNIDADES
MARÍTIMAS Eng. Diego Dias de Souza4.4 – Ventilação.As perdas são inevitáveis no gerador e o calor
gerado por elas deve ser dissipado parao elemento de resfriamento do gerador, usualmente o ar ambiente.
A maneira pelaqual é feita a troca de calor entre as partes aquecidas do gerador e o ar ambiente éque define
o sistema de ventilação da máquina. Os sistemas usuais são de dois tiposprincipais: Gerador aberto – É
o gerador em que o ar ambiente circula no seu interior, em contato direto com as partes aquecidas que
devem ser resfriadas. Gerador totalmente fechado – O ar ambiente é separado do ar contido no interior
do gerador, não entrando em contato direto com suas partes internas. A transferência de calor é toda feita
na superfície externa do gerador. Totalmente fechado com trocador de calor arar: O gerador possui dois
ventiladores montados no eixo, um interno e outro externo. O trocador de calor arar é constituído de tubos
montados axialmente no trocador e normalmente fica na parte superior do gerador. O ventilador interno
força o ar quente a circular dentro da máquina fazendoo entrar em contato com a parte externa dos tubos
do trocador, que encontramse dentro da máquina. O ventilador externo força o ar do ambiente a circular
dentro dos tubos do trocador, retirando o calor deles e transferindo ao ambiente. Totalmente fechado
com trocador de calor arágua: O gerador possui um ventilador interno montado no eixo e um ou dois
radiadores a água montados no trocador de calor. Esses radiadores recebem água fria de um sistema
existente no local de instalação do gerador. O trocador de calor normalmente é montado na parte superior
do gerador. O ventilador interno força o ar quente a circular por dentro da máquina e através do radiador,
onde o calor é retirado pela água que circula nele. 22
24. APOSTILA DE INSPEÇÃO E MANUTENÇÃO DOS SISTEMAS ELÉTRICOS EM UNIDADES
MARÍTIMAS Eng. Diego Dias de Souza4.5 – Equipamentos acessórios e especialidades.4.5.1 – Resistor
de aquecimento.Resistores de aquecimento (ou resistores de desumidificação) são utilizados emgeradores
instalados em ambientes muito úmidos. São energizados quando asmaquinas estão paradas e com isso
aquecem seu interior alguns graus acima doambiente (5 a 10 °C). Com isso impedem a condensação de
agua no interior dasmesmas quando estas ficam paradas por longo espaço de tempo.4.5.2 – Proteção
térmica de geradores elétricos.A proteção térmica normalmente é efetuada por meio de
termoresistências,termistores ou termostatos. Os tipos de detectores a serem utilizados sãodeterminados
16. MARÍTIMAS Eng. Diego Dias de Souza API RP 11 S6 – Este documento cobre os testes de campo
para o sistema de cabos para o bombeio elétrico submerso.7.1 – Definições. Defeito – É quando uma
ocorrência em um item não impede o seu funcionamento, todavia, podendo, a curto ou longo prazo,
acarretar a sua indisponibilidade. Falha – É toda vez que existir ocorrência em um item, impedindo o
seu funcionamento. Confiabilidade – É a probabilidade de que um equipamento opere com sucesso (sem
falhas) por um determinado período de tempo especificado sob condições também especificadas.7.2 –
Tipos de manutenção.7.2.1 – Manutenção corretiva.A manutenção corretiva é a forma mais óbvia e mais
primária de manutenção, podesintetizarse pelo ciclo falhareparação. O reparo dos equipamentos é
realizado após aocorrência da avaria. Esta é a forma mais cara de manutenção quando encenada noponto
de vista total do sistema. Conduzindo a: Baixa utilização anual dos equipamentos e máquinas e,
portanto, das cadeias produtivas; Diminuição da vida útil dos equipamentos, máquinas e instalações;
Paradas para manutenção em momentos aleatórios e muitas vezes, inoportunos por corresponderem a
épocas de ponta de produção, a períodos de cronograma apertado, ou até a época de crise geral;É óbvio
que se torna impossível eliminar completamente este tipo de manutenção, porque não se pode prever em
alguns casos o momento exato em que se verificará umdefeito que obrigará a uma manutenção corretiva de
emergência.A organização corretiva necessita de: Pessoal previamente treinado para atuar com rapidez e
proficiência em todos os casos de defeitos previsíveis e com quadro e horários bem estabelecidos;
Existência de todos os meios materiais necessários para a ação corretiva que sejam: aparelhos de medição
e teste adaptados aos equipamentos existentes e disponíveis, rapidamente, no próprio local; Existência
das ferramentas necessárias para todos os tipos de intervenções necessárias que se convencionou realizar
no local; Existência de manuais detalhados de manutenção corretiva referente aos equipamentos e às
cadeias produtivas, e sua fácil acessibilidade; 42
44. APOSTILA DE INSPEÇÃO E MANUTENÇÃO DOS SISTEMAS ELÉTRICOS EM UNIDADES
MARÍTIMAS Eng. Diego Dias de Souza Existência de desenhos detalhados dos equipamentos e dos
circuitos que correspondam às instalações atualizados; Almoxarifado racionalmente organizado, em
contato íntimo com a manutenção e contendo, em todos os instantes, bom número de itens acima do ponto
crítico de encomenda; Contratos bem estudados, estabelecidos com entidades nacionais ou
internacionais, no caso de equipamentos de alta tecnologia cuja manutenção local seja impossível;
Reciclagem e atualização periódicas dos chefes e dos técnicos de manutenção; Registros dos defeitos e
dos tempos de reparo, classificados por equipamentos e por cadeias produtivas; Registro das perdas de
produção resultantes das paradas devidas a defeitos e a parada para manutenção;7.2.2 – Manutenção
preventiva.A Manutenção Preventiva consiste em um trabalho de prevenção de defeitos quepossam
originar a parada ou um baixo rendimento dos equipamentos em operação.Esta prevenção é feita baseada
em estudos estatísticos, estado do equipamento, localde instalação, condições elétricas que o suprem,
dados fornecidos pelo fabricante(condições ótimas de funcionamento, pontos e periodicidade de
lubrificação, etc.),entre outros.Dentre as vantagens, podemos citar: Diminuição do número total de
intervenções corretivas, aligeirando o custo da corretiva; Grande diminuição do número de intervenções
corretivas ocorrendo em momentos inoportunos como por ex: em períodos noturnos, em fins de semana,
durante períodos críticos de produção e distribuição, etc; Aumento considerável da taxa de utilização
anual dos sistemas de produção e de distribuição.Para que a manutenção preventiva funcione é necessário:
Existência de um escritório de planejamento da manutenção (Gabinete de Métodos) composto pelas
pessoas mais altamente capacitadas da manutenção e tendo funções de preparação de trabalho e de
racionalização e otimização de todas as ações. Daqui advém uma manutenção de maior produtividade e
mais eficaz. Existência de uma biblioteca organizada contendo: manuais de manutenção, manuais de
pesquisas de defeitos, catálogos construtivos dos equipamentos, catálogos de manutenção (dados pelos
fabricantes) e desenhos de projeto atualizados (asbuilt). Existência de fichários contendo as seguintes
informações: 43
45. APOSTILA DE INSPEÇÃO E MANUTENÇÃO DOS SISTEMAS ELÉTRICOS EM UNIDADES
MARÍTIMAS Eng. Diego Dias de Souza Fichas históricas dos equipamentos contendo registro das
manutenções efetuadas e defeitos encontrados; Fichas de tempos de reparo, com cálculo atualizado de
valores médios; Fichas de planejamento prévio normalizado dos trabalhos repetitivos de manutenção.
Nestas fichas contémse: composição das equipes de manutenção, materiais, peças de reposição e
ferramentas, PRRT, com a sequência lógica das várias atividades implicadas; Existência de plannings
nos quais se mostram os trabalhos em curso e a realizar no próximo futuro. Devem existir plannings locais
nas oficinas; Existência de um serviço de emissão de requisições ou pedidos de trabalho, contendo a
descrição do trabalho, os tempos previstos, a lista de itens a requisitar e a composição da equipe
especializada; Emissão de mapas de rotinas diárias; Existência de um serviço de controle, habilitado a
calcular dados estatísticos destinados à confiabilidade e à produção; Existência de um serviço de
18. determinado item e ovalor da compra deste equipamento novo (valor de reposição). CMVP = ( ∑CTMN /
VLRP) x 100 %CTMN – Custo Total da Manutenção;VLRP – Valor de Reposição. Paradas de
equipamento causadas por falhas não previstas.Este é um indicador da eficácia do acompanhamento
preditivo e do acerto do plano demanutenção preventiva da empresa. Quanto maior o seu valor, menor o
acerto, ouseja, maior o número de horas paradas por falhas não previstas. Atualmente a grandevirtude da
manutenção não é reparar os equipamentos de modo rápido, mas prever eevitar as falhas dos
equipamentos, instalações. PNP = HFNP / THPPNP – Paradas Não PrevistasHFNP – Horas Paradas por
Falhas Não PrevistasTHP – Total de Horas Paradas Total de homemhora gasto em reparos de
emergência.É uma forma de avaliar o acerto da política de preventiva e preditiva da manutenção.Reparos
em emergência são definitivamente indesejáveis. Quanto menor esseindicador, maior deverá ser a
confiabilidade da instalação. THHE = HHRE / THHATHHE – Total de Homem Hora gasto em Reparos de
Emergência. 47
49. APOSTILA DE INSPEÇÃO E MANUTENÇÃO DOS SISTEMAS ELÉTRICOS EM UNIDADES
MARÍTIMAS Eng. Diego Dias de SouzaHHRE – Homem Hora gasto em Reparos de Emergência.THHA
– Total de Homens Hora aplicado Total de horas paradas por intervenção da Preventiva.Este indicador
permite uma avaliação do quanto o programa de manutençãopreventiva influi nas horas paradas de
equipamentos na planta. Pode ser avaliado emfunção do total de horas paradas ou relacionado, também,
com interferências ouperdas na produção pela necessidade de intervenção para cumprimento do plano
depreventiva.É preciso ter em mente que se o plano de preventiva influi no processo produtivo,sendo
necessário mudar a forma de atuação com a introdução de técnicas preditivasque permitam o
acompanhamento sem retirar o equipamento de operação. TPIP = HPIP / THPTPIP – Total de Horas
Paradas por Intervenção PreventivaTHP – Total de Horas Paradas Back Log (carga futura de
trabalho).Indica quantos homens hora ou quantos dias, para aquela determinada força detrabalho, serão
necessários para executar todos os serviços solicitados. BLOG = HHNS / (HHDS/dia)BLOG – Backlog
(BLOG<1 equipe insuficiente, BLOG>1 equipe superdimensionada)HHNS – Total de homem hora
necessário para realização do serviçoHHDS – Total de homem hora disponível para executar o
serviçoRecomendase que o backlog não seja superior a 15 dias. Alocação por tipo de serviço, por
prioridade e por especialidade.A correta Identificação das ordens de trabalho permite que a manutenção
consiga terdados, confiáveis, do seu modo de atuação. Assim, é importante definir a prioridadeou
característica da Ordem de Trabalho: Emergência, Urgência, Normal, Data Marcada. EMERGÊNCIA =
THHU / THDATHHU –Total de homem hora programados para urgência. 48
50. APOSTILA DE INSPEÇÃO E MANUTENÇÃO DOS SISTEMAS ELÉTRICOS EM UNIDADES
MARÍTIMAS Eng. Diego Dias de SouzaTHDA –Total de homem hora disponíveis apropriados.
PRVENTIVA = THHP / THDATHHP –Total de homem hora programados para manutenção
preventiva.THDA –Total de homem hora disponíveis apropriados. MECÂNICO = THHM / THDATHHM
– Total de homem hora de mecânico apropriados.THDA –Total de homem hora disponíveis apropriados.
Cumprimento da Programação.Outro aspecto importante ligado ao planejamento e coordenação dos
serviços é arelação serviços programados – serviços executados. Além de medir como estáandando o
planejamento indica, mesmo que indiretamente, a confiabilidade dainstalação. O objetivo é que o
cumprimento da programação seja de 100%. Entretanto,este número deve estar sempre acima de 75%. CP
= [ HHSP / HHSE ] x 100 %CP – Cumprimento da Programação.HHSP – Homem hora dos serviços
planejados.HHSE – Homem hora dos serviços executado. Acerto da programação.É o indicador que
mede o acerto da programação é aquele que aponta os desviosentre os tempos programados e os tempos de
execução. Na manutenção são muitas assituações imprevistas, como quebras de parafusos, equipamentos,
etc... Quecontribuem para esses desvios. É importante que os desvios mais acentuados sejamjustificados de
modo que os parâmetros sejam mantidos ou corrigidos nasprogramações futuras. O modo de fazer essa
verificação e admitir um desvio de X% dotempo programado e calcular qual o número de ordens de
trabalho que ficou foradessa faixa de desvio. AX% = NOSD / NTOSNOSD – Nº de Ordem de Serviço que
ultrapassou X% do tempo programado.NOSD – Nº total de O.S. 49
51. APOSTILA DE INSPEÇÃO E MANUTENÇÃO DOS SISTEMAS ELÉTRICOS EM UNIDADES
MARÍTIMAS Eng. Diego Dias de Souza8 Avarias em equipamentos elétricos e suas causas.8.1 –
Defeitos em motores.8.1.1 – Corrente alta em carga.Possíveis causas: Tensão fora da nominal;
Sobrecarga; Frequência fora da nominal; Correias muito esticadas; Rotor arrastando no
estator.8.1.2 – Resistência de isolamento baixa.Possíveis causas: Isolantes de ranhura danificados;
Cabinhos cortados; Cabeça de bobina encostando na carcaça; Presença de umidade ou agentes
químicos; Presença de pó sobre o bobinado.8.1.3 – Aquecimento dos mancais.Possíveis causas:
Excessivo esforço axial ou radial da correia; Eixo torto; Tampas frouxas ou descentralizadas; Falta
ou excesso de graxa; Material estranho na graxa;8.1.3 – Sobreaquecimento do motor.Possíveis causas:
19. Ventilação obstruída; Ventilador pequeno; Tensão ou frequência fora do especificado; Rotor
arrastando ou falhado; Estator sem impregnação; Sobrecarga; Rolamento com defeito; Partidas
consecutivas; 50
52. APOSTILA DE INSPEÇÃO E MANUTENÇÃO DOS SISTEMAS ELÉTRICOS EM UNIDADES
MARÍTIMAS Eng. Diego Dias de Souza Entreferro abaixo do especificado; Capacitor permanente
inadequado; Ligações erradas.8.1.4 – Alto nível de ruído.Possíveis Causas: Desbalanceamento;
Eixo torto; Alinhamento incorreto; Rotor fora de centro; Ligações erradas; Corpos estranhos no
entreferro; Objetos presos entre o ventilador e a tampa defletora; Rolamentos gastos/danificados;
Aerodinâmica inadequada.8.1.5 – Vibração excessiva.Possíveis Causas: Rotor fora de centro, falhado,
arrastando ou desbalanceado; Desbalanceamento na tensão da rede; Rolamentos desalinhados, gastos
ou sem graxa; Ligações erradas; Mancais com folga; Eixo torto; Folga nas chapas do estator;
Problemas com a base do motor.8.2 – Defeitos em Geradores.8.2.1 – O gerador não excita ou não
escorva.Possíveis causas: Chave de excitação, caso houver, não está funcionando; Interrupção no
circuito do enrolamento auxiliar; Tensão residual demasiadamente baixa; Velocidade de acionamento
não está correta; Interrupção no circuito de excitação principal; Relé ou outro componente do
regulador com defeito; Potenciômetro de ajuste de tensão externo rompido ou ligação interrompida;
Varistor de proteção está defeituoso. 51
53. APOSTILA DE INSPEÇÃO E MANUTENÇÃO DOS SISTEMAS ELÉTRICOS EM UNIDADES
MARÍTIMAS Eng. Diego Dias de Souza8.2.2 – Gerador não excita, até a tensão nominal.Possíveis causas:
Retificadores girantes defeituosos; Velocidade incerta; Ajuste abaixo da nominal; Alimentação
do regulador de tensão não está de acordo com a tensão de saída desejada.8.2.3 – Em vazio, o gerador
excita até a tensão nominal, porém entra emcolapso com a carga.Possíveis causas: Diodos girantes estão
defeituosos; Forte queda de velocidade.8.2.3 – O gerador, em vazio, excitase através de
sobretensão.Possíveis causas: Tiristor de potência defeituoso. Transformador de alimentação do
regulador com defeito. Alimentação do regulador de tensão não está de acordo com a tensão de saída
desejada.8.2.4 – Oscilações nas tensões do gerador.Possíveis causas: Estabilidade mal ajustada;
Oscilações na rotação da máquina de acionamento. 52
54. APOSTILA DE INSPEÇÃO E MANUTENÇÃO DOS SISTEMAS ELÉTRICOS EM UNIDADES
MARÍTIMAS Eng. Diego Dias de Souza9 Manutenção de geradores.Os geradores podem ser podem
divididos em: Geradores com autoexcitação. Geradores com excitação externa. Geradores com
excitação externa e excitatriz.9.1 – Manutenção corretiva não planejada.Não se concebe a possibilidade de
defeitos nestas máquinas, mas esporadicamentepodem ocorrer defeitos como: Fusão de mancais por
problemas de lubrificação; Desprendimento de uma cunha de calço das bobinas do estator; Curto
entre uma fase e o estator.Qualquer defeito deste nível devese comunicar ao fabricante e aguardar a
chegada deuma equipe de técnicos para conserto.9.2 – Manutenção corretiva planejada.Poucas tarefas são
programadas para estas máquinas robustas como: Troca de escovas de excitação; Troca de escovas da
excitatriz; Substituição do óleo de flutuação dos mancais.9.3 – Manutenção preventiva.Nos geradores
Diesel atuais, o defeito mais comum é o “trip” do gerador por paneseca. Em consequência do entupimento
dos elementos filtrantes que apesar de seremtrocados quase que diariamente, não impedem que a bomba
injetora de óleo dieselnão tenha capacidade de puxar o combustível através dos filtros entupidos.
Oproblema é atual e está no fornecimento de combustível pelas concessionárias.9.4 – Manutenção
preditiva.Em máquinas que ainda utilizam escovas verificase: Tamanho das escovas de excitação;
Tamanho das escovas da excitatriz; Nível de óleo dos mancais. 53
55. APOSTILA DE INSPEÇÃO E MANUTENÇÃO DOS SISTEMAS ELÉTRICOS EM UNIDADES
MARÍTIMAS Eng. Diego Dias de Souza9.5 – Manutenção detectiva.A ocorrência de falhas em geradores
não é frequente. Caso ocorra algumaanormalidade, os sistemas de proteção deverão ser precisos, seletivos
e rápidos, paraisolar a máquina e parála imediatamente. As falhas que podem ocorrer no geradorsíncrono
são: Defeito nos enrolamentos; Sobrevelocidade; Sobreaquecimento dos enrolamentos e mancais;
Sobrecarga; Perda de excitação; Terra na carcaça.A proteção de geradores é feita para os seguintes
tipos de faltas: Falhas de isolamento que podem resultar em curtocircuito entre espiras, entre fases ou
entre faseterra. A falha de isolamento pode ocorrer devido a sobre tensões e sobreaquecimento; Contra
condições anormais de funcionamento como perda de campo, sobrecarga, etc. Além disso, é preciso
prover proteção primária e secundária para o gerador e o conjunto geradortransformador, resultante em
várias funções de proteção.A filosofia básica consiste em se adotar dois conjuntos de relés independentes
com asprincipais funções de proteção redundantes, visando manter a continuidade deserviços da máquina
mesmo que ocorra um defeito numa dessas funções.Os relés utilizados na proteção do conjunto gerador
transformador são os seguintes: Relé de bloqueio: (função 86E) – relé auxiliar para abertura dos
disjuntores de campo (f.41), da unidade geradora, dos serviços auxiliares, regulador de velocidade e
20. regulador de tensão, bloqueando e alarmando , possuindo rearme manual e/ou elétrico. É energizado
quando ocorre defeito na parte elétrica da unidade geradora. Relé de bloqueio: (função 86A) – relé
auxiliar que possui as mesmas características de funcionamento do relé f.86E, utilizado como backup deste
relé. Relé de bloqueio: (função 86M) – este relé é responsável pela retirada de operação da unidade
geradora através da abertura do seu disjuntor, abertura do disjuntor de campo, acionamento do circuito
hidráulico do regulador de velocidade para o fechamento do distribuidor e fechamento da comporta
d’água. Relé de bloqueio: (função 86H) – este relé é responsável pela retirada de operação da unidade
geradora através da abertura do seu disjuntor, abertura 54
56. APOSTILA DE INSPEÇÃO E MANUTENÇÃO DOS SISTEMAS ELÉTRICOS EM UNIDADES
MARÍTIMAS Eng. Diego Dias de Souza do disjuntor de campo, acionamento do circuito hidráulico do
regulador de velocidade. Diferencial de gerador: (função 87G) – relé de alta impedância, com atuação
instantânea que compara as correntes em cada fase de cada lado da unidade geradora, está associado a
defeitos entre fases, não sendo sensível para defeitos monofásicos, tendo em vista o tipo de aterramento
utilizado pelo gerador (transformador de distribuição). Energiza os relés de bloqueio F.86E e F.86ª, dando
disparo de CO2 para o interior da máquina. Diferencial de gerador: (função 87TG) – relé similar ao relé
F.87T, tendo como diferença a utilização de mais um enrolamento para medição das correntes que suprem
o transformador de serviço local (TSL). Esta proteção é de atuação instantânea do conjunto transformador
gerador, que detecta defeitos entre fases no enrolamento do transformador e propicia também função de
retaguarda à proteção diferencial de gerador F.87G. Energiza os relés de bloqueio F.86E e F.86A. Terra
do rotor: (função 64R) – está localizado no circuito de excitação do rotor. Este relé possui uma fonte de
corrente contínua independente com valor de tensão diferente da excitatriz. Sua função é detectar qualquer
contato dos enrolamentos do rotor com a terra, pois, em condições normais de operação, estes ficam
totalmente isolados. Quando atuado, apenas dá indicação de alarme. Terra do estator: (função 64S) – este
relé está associado a defeitos monofásicos. Fase dividida: (função 61) – esta proteção é utilizada somente
quando a máquina possui dois enrolamentos por fase (modo construtivo da máquina). Este relé é
responsável pela detecção de curtocircuito entre espiras das bobinas do estator do gerador, energizando os
relés F.86E e F.86A. Seu princípio de funcionamento está baseado no aparecimento de corrente
diferencial, devido ao desbalanço das correntes entre os dois enrolamentos da mesma fase (este tipo de
defeito não é detectado pela proteção diferencial do transformador). Perda de excitação: (função 40) –
esta proteção é realizada por um relé de distância, detectando defeitos no interior da máquina. A
característica elétrica da perda de campo é a variação da impedância. Quando há perda de excitação, a
impedância irá a valores de operação do relé. Energiza os relés F.86E e F.86A. Sequência negativa:
(função 46) – opera para desbalanço de corrente nas fases possui um estágio de alarme e outro de disparo.
Existem diversas condições no sistema que provocam desbalanço de corrente (fase aberta, carga
desbalanceada, defeitos bifásicos, e outros). Estes desbalanços provocam o surgimento de correntes com
frequências de 120 Hz (diferente da nominal), estas correntes circulam na superfície do rotor (campo)
provocando o aumento de temperatura de seus anéis, acarretando danos à máquina. Este relé detecta estas
correntes, operando e energizando os relés F.86E e F.86A. Desbalanço de tensão: (função 60) – esta
proteção deverá detectar a perda parcial ou total da tensão proveniente do transformador de potencial
(queima 55
57. APOSTILA DE INSPEÇÃO E MANUTENÇÃO DOS SISTEMAS ELÉTRICOS EM UNIDADES
MARÍTIMAS Eng. Diego Dias de Souza de fusíveis), bloqueando a atuação dos relés que são alimentados
por tensão, o regulador de tensão (passando o controle para manual), acionando alarme. Relé de
distância/sobrecorrente temporizado com restrição por tensão: (função 21 / 51V) – o relé F.51V é utilizado
como proteção de retaguarda para defeitos entre fases. É um relé de sobrecorrente temporizado dependente
do valor de tensão, sendo esta característica necessária devido à variação de impedância da máquina
quando ocorrer um curtocircuito. Existem casos que esta corrente é menor que a corrente de operação da
máquina, podendo o relé operar por sobrecorrente somente se a tensão cair a um determinado valor.
Quando operado energiza os relés F.86E e F.86A. O relé F.21 é utilizado como proteção de retaguarda
para defeitos entre fases. É um relé que possui duas zonas de operação: zona 1 (instantânea) atua para
defeitos entre a máquina e o transformador e zona 2 (temporizada) atua para defeitos entre a máquina e o
barramento da subestação. Quando é iniciado o processo de excitação normal da máquina, a tensão é
elevada até seu valor nominal sem presença de corrente (disjuntor aberto). Caso seja verificada presença de
corrente antes da tensão nominal da máquina ser atingida, ficará caracterizado que há um curtocircuito na
unidade geradora, uma vez que o disjuntor permanece aberto. Ao ser operado irá energizar os relés F.86E e
F.86A. Instantâneo com sobre tensão: (função 50/27) – esta proteção é de retaguarda e deverá evitar a
energização acidental da unidade geradora, seja por erro de operação, defeito em circuito de controle e etc.
Quando é iniciado o processo de excitação normal da máquina, a tensão é elevada até seu valor nominal