Profa. Dra. Ana Carolina Canoas Asada Sala 2995
» As correntes de curto‐circuito são geralmente causadas pela perda de isolamento de algum elemento energizado (cabo, transformador, motor); » Os valores das correntes são baseados no conhecimento das impedâncias, desde o ponto de defeito até a fonte geradora; » Podem chegar a valores entre 10 a 100 vezes o valor nominal (dependem da localização da falta); » A estimação das correntes de curto‐circuito é fundamental para elaboração do projeto do sistema de proteção; Instalações Elétricas II
» Os danos provocados na instalação ficam condicionados à intervenção/atuação da proteção; » As correntes de falta podem provocar queima de componentes da instalação assim como gerar solicitações de natureza mecânica sobre os barramentos, chaves e condutores; » Fontes de corrente de curto‐circuito: geradores, capacitores e motores de indução; Instalações Elétricas II
» Posição em relação ao eixo dos tempos Instalações Elétricas II
» Posição em relação ao eixo dos tempos Instalações Elétricas II
» Curto Circuito nos terminais dos geradores Instalações Elétricas II 1. Reatância subtransitória (Xd’’): Td’’=50 ms 2. Reatância transitória (Xd’): Td’=1500 a 6000 ms 3. Reatância síncrona (Xs): Td =100 a 600 ms
» Curto Circuito distante dos terminais dos geradores Instalações Elétricas II Icis: Componente alternado inicial de falta (eficaz); Icim: Impulso da corrente de falta (pico); Ics: Corrente de falta permanente ou corrente de falta simétrica (eficaz); Ct: Constante de tempo.
» Curto Circuito distante dos terminais dos geradores Instalações Elétricas II Icis: Componente alternado inicial de falta (eficaz); Icim: Impulso da corrente de falta (pico); Ics: Corrente de falta permanente ou corrente de falta simétrica (eficaz); Ct: Constante de tempo.
» Formulação Matemática Instalações Elétricas II
» Calcular a corrente de curto-circuito após decorrido ¼ de ciclo do início do defeito que ocorreu no momento em que a tensão passava por zero no sentido crescente, numa rede de distribuição de 13,8 kV, resultando numa corrente simétrica de A. A resistência e a reatância até o ponto de falta valem respectivamente 0,9490 e 1,8320
Instalações Elétricas II » Arbitram-se como valores base a potência e a tensão; » Tomando-se como base a potência Sb em kVA e a tensão em kV; » Tem-se » A) Corrente base B) Impedância base » C) Impedância por unidade ou pu
Instalações Elétricas II » Mudança de base » A) Tensão B) Corrente » C) Potência » D) Impedância
Instalações Elétricas II Apresentam os maiores valores de corrente de falta; Ajustes dos dispositivos de proteção contra sobrecorrente; Capacidade de interrupção dos disjuntores; Capacidade térmica dos cabos e equipamentos; Capacidade dinâmica dos equipamentos.
Instalações Elétricas II Apresentam os menores valores de corrente de falta; Ajustes dos valores mínimos de sobrecorrente; Seção mínima do condutor da malha de terra; Limite das tensões de passo e de toque; Dimensionamento de resistor de aterramento.
» As correntes de curto-circuito devem ser determinadas em todos os pontos onde se requer a instalação de equipamentos ou dispositivos de proteção. ˃Ponto de entrega de energia, cujo valor é normalmente fornecido pela companhia supridora; ˃Barramento QGF; ˃Barramento dos CCMs; ˃Terminais de motores, quando dispositivos de proteção estão instalados; ˃Barramentos dos QDLs Instalações Elétricas II
» Impedância reduzida do sistema (Z us ) Instalações Elétricas II
» Impedância dos transformadores da subestações (Z ut ) Instalações Elétricas II
» Impedância que conecta o transformador ao QGF Instalações Elétricas II
» Impedância do barramento do QGF (Z ub1 ) Instalações Elétricas II
» Notas » 1. As impedâncias dos circuitos entre o QGF e CCM (Z uc2 ) e entre o CCM e Motor (Z uc3 ) são calculadas analogamente a impedância do circuito Z uc1. » 2. A impedância do barramento do CCM1 é desprezada devido sua pequena dimensão. No caso de barramentos de grandes dimensões (acima de 4 m) considera‐se o efeito de sua impedância. Instalações Elétricas II
» Corrente simétrica de curto-circuito trifásico ˃Para o cálculo dessa corrente de falta em qualquer ponto do circuito, procede‐se a soma vetorial de todas as impedâncias calculadas até o ponto desejado através da equação: Instalações Elétricas II
» Corrente assimétrica de curto-circuito trifásico Instalações Elétricas II » Impulso da corrente de curto-circuito » Corrente bifásica de curto-circuito
» Corrente simétrica de curto-circuito fase-terra Instalações Elétricas II
» Corrente de curto-circuito fase-terra máxima Instalações Elétricas II Z u0t : impedância de sequência zero do transformador em pu Z u0c : impedância de sequência zero dos cabos em pu R c 0, X c 0 : resistência e reatância de sequência zero (dados do cabo)
Instalações Elétricas II
» Corrente de curto-circuito fase-terra mínima Instalações Elétricas II
» Contribuição dos motores de indução na corrente de falta Instalações Elétricas II
» Contribuição dos motores de indução na corrente de falta Instalações Elétricas II
» Considere uma indústria representada com as seguintes características: ˃Tensão nominal primária: Vnp = 13,8 kV; ˃Tensão nominal secundária: Vns = 380 V; ˃Impedância percentual do transformador: Zpt = 5,5%; ˃Corrente de curto-circuito simétrica no ponto de entrega de energia, fornecida pela concessionária local: Icp = 5 kA; ˃Comprimento do circuito TR-QGF 15m; ˃Barramento do QGF: duas barras de cobre justapostas de 80x10mm (é prevista ampliação da carga); ˃Comprimento da barra do QGF: 5m ˃Comprimento do circuito QGF-CCM3:130m ˃Resistência de contato do cabo com o solo (falha de isolação) : 40/3 ; ˃Resistência da malha terra: 10 .
Instalações Elétricas II » Calcular os valores de corrente de curto-circuito nos terminais de alimentação do CCM3
Instalações Elétricas II » Considerando a mesma instalação industrial do exemplo 3, determinar as correntes de curto‐circuito na barra do CCM3 considerando a contribuição dos motores a ela ligados. » As potências dos motores instalados no CCM3 são: ˃Motores de C1 a C12: 5 cv / 380 V – IV polos; ˃Motor D1: 100 cv / 380 V – IV polos.