Este livro é consagrado ao exame de diversos problemas ligados à proteção das instalações de produção elétricas clássicas (centrais a combustíveis fósseis, centrais nucleares,…) e das centrais de produção que utilizam, principalmente, fontes de energias renováveis e o princípio de cogeração.
Ao longo dos seus 13 capítulos são examinados os seguintes temas: necessidade de proteção, tipos comuns de ocorrências que afetam as instalações (tais como os curtos-circuitos e outros defeitos), estruturação e filosofia de aplicação das proteções, medidas a tomar no seguimento da atuação das proteções, estudo da proteção dos grupos de produção elétrica clássica (centralizada), ligações dos alternadores às redes elétricas (consideradas como fatores de influência na escolha e na organização das proteções dos grupos de produção elétrica), distinção – do ponto de vista das proteções – entre o esquema de ligação direta dos alternadores às redes a Média Tensão e o esquema de ligação indireta à rede a Alta Tensão, delimitação de zonas dos defeitos, proteções do rotor, proteções do estator, proteção de terra restrita, proteções contra os curtos-circuitos entre fases na rede, contra sobretensões, contra um fluxo excessivo, contra uma dissimetria na rede, contra o retorno de potência, contra sobre velocidades, contra frequência excessiva, contra mínimo de frequência, e ainda contra o escorregamento dos polos.
Também não foram esquecidos tópicos como: a proteção contra a colocação em tensão acidental de um alternador parado fora de tensão, contra defeitos de barramentos, a proteção de reserva dos disjuntores, proteção dos grupos de produção de eletricidade baseados nas energias renováveis e na cogeração, as condições de ligação desses grupos às redes elétricas, bem como as considerações sobre os esquemas de ligações dos alternadores às redes elétricas como fatores de influência na escolha e na organização das proteções nas instalações de produção descentralizada, as proteções do rotor, proteções contra os curtos-circuitos polifásicos do lado do grupo, contra o efeito de rutura em enrolamentos, contra os defeitos monofásicos do lado do grupo, contra os defeitos monofásicos ou polifásicos do lado da rede, proteções contra o retorno de energia ativa, contra o efeito de um desequilíbrio na rede, contra as falhas dos disjuntores e contra defeitos de barramentos. O autor aborda ainda a adaptação das proteções das ligações existentes nas redes de conexão do grupo descentralizado (em particular, a proteção de barramentos a Média Tensão e, finalmente, as proteções de grupos de socorro e de pequenos alternadores privados. O livro prossegue com a apresentação de esquemas de proteção elétricos correspondentes a alguns casos de aplicação na geração de potência.
O livro termina com 3 apêndices e uma lista de obras de referência.
1. Objetivo
2. Considerações gerais
3. Condições estruturais a respeitar para um bom comportamento funcional das instalações elétricas
4. Aspetos fundamentais na aplicação de proteção nas instalações de produção elétricas
4.1. Defeitos e outras condições anormais de funcionamento da instalação de produção elétrica
4.2. Necessidade de proteção
4.3. Distinção entre relé de proteção e sistema de proteção
4.4. Distinção entre proteções seletivas dependentes e independentes
4.5. Princípios de atuação das proteções elétricas
4.6. Funções dos sistemas de proteção
4.7. Evolução histórica nos dispositivos de proteção
4.8. Alimentação das proteções
4.9. Considerações económicas sobre os sistemas de proteção das instalações de produção elétricas
5. Qualidades exigidas das proteções e sistemas de proteção
6. Delimitação de zonas de proteção
7. Princípio da dupla proteção
8. Estruturação e filosofia de aplicação das proteções das instalações de produção elétricas
9. Medidas a tomar no seguimento da atuação das proteções das instalações de produção elétricas
10. Estudo geral da proteção dos grupos de produção elétrica centralizada
10.1. Considerações gerais
10.2. Esquemas de ligações dos alternadores às redes elétricas como fatores de influência na escolha e organização das proteções dos grupos de produção elétrica
10.2.1. Esquema de ligação direta dos alternadores às redes a Média Tensão
10.2.2. Esquema de ligação indireta dos alternadores às redes a Alta Tensão
10.3. Tipos de curtos-circuitos, de defeitos e de outras anomalias nas instalações de produção elétrica
10.4. Proteções contra os defeitos e curtos-circuitos nos circuitos do grupo de produção
10.4.1. Proteções do rotor
10.4.2. Proteções do estator
10.5. Proteções contra outras anomalias com repercussão nos grupos de produção clássica
10.5.1. Proteção contra o sobreaquecimento do alternador (23)
10.5.2. Proteção contra sobretensões (59)
10.5.3. Proteção contra um fluxo excessivo (24)
10.5.4. Proteção contra uma dissimetria na rede (46) Proteção contra o retorno de potência ativa (32)
10.5.5. Proteção contra as sobrevelocidades (12)
10.5.6. Proteção contra uma frequência excessiva (81O)
10.5.7. Proteção contra um mínimo de frequência (81U)
10.5.8. Proteção contra o escorregamento dos polos (78)
10.5.9. Proteção contra a colocação em tensão acidental de um alternador parado fora de tensão, com o disjuntor fechado
10.5.10. Proteção de barramentos10.5.11. Proteção de reserva dos disjuntores
11. Estudo geral da proteção dos grupos de produção elétrica descentralizada
11.1. Definições
11.2. Considerações gerais
11.3. Tipos de geradores e esquemas de ligações às redes elétricas como fatores de influência na escolha e organização das proteções dos grupos de produção elétrica descentralizada
11.4. Problemática da proteção elétrica no contexto da ligação da produção descentralizada às redes elétricas
11.5. Redes de distribuição a Média Tensão
11.5.1. Particularidades da ligação
11.5.2. Rede na ausência de produção descentralizada
11.5.3. Rede na presença de produção descentralizada
11.6. Redes de transporte a Alta Tensão
11.7. Tipos de curtos-circuitos, de defeitos e de outras anomalias nas instalações de produção elétrica
11.8. Proteções contra os defeitos e curto-circuitos nos circuitos do grupo de produção
11.8.1. Proteção do rotor
11.8.2. Proteção do estator
11.9. Proteções contra outras anomalias com repercussão nos grupos de produção
11.9.1. Proteção contra o retorno de energia ativa para o alternador (32)
11.9.2. Proteção contra o efeito de um desequilíbrio na rede (46)
11.9.3. Proteção contra as falhas dos disjuntores
11.9.4. Proteção de barramentos
11.10. Adaptações das proteções nas redes existentes
11.10.1. Introdução
11.10.2. Proteções das ligações das redes a Média Tensão
11.10.3. Proteção de barramentos da cabina de distribuição MT (50, 51 BB)
11.10.4. Proteção complementar
11.10.5. Ocultação da proteção de um circuito em defeito
12. Grupos de socorro e pequenos alternadores privados
12.1. Introdução
12.2. Esquema das proteções e suas ações
12.3. Proteção contra curtos-circuitos
12.4. Proteção contra as sobretensões
12.5. Proteção contra as sobrecargas
12.6. Proteção a mínimo de frequência
12.7. Proteção contra o retorno de potência ativa
12.8. Potência máxima em direção à rede de alimentação normal
12.9. Deslastre das cargas não prioritárias
13. Esquemas de proteção elétrica de instalações de produção descentralizada à base de energia clássica e energia eólica
13.1. Esquema de um parque eólico ligado a uma rede a Alta Tensão
13.2. Esquema de uma produção autónoma ligada a uma rede a Média Tensão
13.3. Esquema de uma autoprodução ligada a uma rede a Média Tensão
Manuel Delgado
Começou os estudos de engenharia eletrotécnica na Faculdade de Ciências da Universidade Clássica de Lisboa, tendo feito o 4.º ano no Instituto Superior Técnico de Lisboa antes de ingressar na Faculté des Sciences Appliquées de l’ Université de Leuven (Lovaina), na Bélgica, onde obteve o diploma de “Ingénieur Civil Électricien” (Engenheiro Eletrotécnico, Correntes Fortes). O seu trabalho de fim de curso tem por título “Critères de Choix de Matériaux Thermoélectriques”.
Após o curso, o autor integrou o maior gabinete de estudos de construções elétricas da Bélgica, TRACTEBEL Energy Engineering, onde exerceu a sua profissão durante três décadas, tendo terminado a sua carreira como Chefe de Serviço Principal do Departamento de Redes e Serviços Energéticos da instituição. Participou, como membro, na equipa responsável para a parte elétrica, no projeto do túnel sob o Canal da Mancha e no estudo para a definição do “Plano de Proteção da Rede Belga a 400 kV”.
Fez várias publicações, entre as quais se destaca o artigo apresentado, com dois outros colegas, na sessão de 1990 do CIGRÉ (Conselho Internacional das Grandes Redes Eléctricas) em Paris, intitulado “Protection d’ une Ligne à 380 kV avec Deux Ternes et Trois Extrémités Employant des Équipements Utilisant des Ondes Hertziennes Numériques comme Support de Transmission”. Preparou, para utilização exclusiva da sua ex-empresa, um trabalho destinado à formação dos seus jovens engenheiros, denominado “Protections et Systèmes de Protection des Réseaux Électriques à Moyenne, à Haute et à Très Haute Tension”. Publicou, em 2010, uma importante obra intitulada “Sistemas Eléctricos Trifásicos a Média, Alta e Muito Alta Tensão – Análise de problemas de Exploração” e, em 2011, chegaria ao mercado uma outra obra: “Protecção das Redes Eléctricas de Distribuição, Transporte e Interligação – Fundamentos e Aplicações Práticas”. Esta última obra foi premiada pela Fundação EDP, no quadro do seu concurso anual denominado “Livros com Energia”.
É membro da Société Royale Belge des Électriciens e membro da Ordem dos Engenheiros portuguesa.