Proteção de Sistemas Elétricos - Apostilas - Engenharia Eletrônica Part1, Notas de estudo de Eletrotécnica

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Apostila de Proteção de Sistemas Elétricos

Prof. Marcos A. Dias de Almeida

Natal, fevereiro de 2000

G

Apresentação:

Esta apostila foi confeccionada com base nas notas de aulas da disciplina Proteção

de Sistemas Elétricos do curso de graduação em Eng. Elétrica da UFRN, portanto, tem

como objetivo principal, servir de roteiro para os alunos que estão cursando a disciplina.

É composta de oito capítulos. Os quatro primeiros, que constituem a maior parte do

curso, versam sobre a proteção de sistemas aéreos de distribuição. Os quatro últimos, dão

uma introdução sobre as filosofias das proteções direcional, distância, diferencial e digital.

No apêndice A, está feita uma revisão da teoria de cálculo de curto-circuito em

sistemas de distribuição radial.

No apêndice B, são dados alguns conceitos básicos de transformador de corrente

para serviço de proteção.

Em anexo, são dadas as curvas tempo x corrente geralmente usadas durante o

curso, no estudo de proteção de sobrecorrente de sistemas aéreos de distribuição.

Anexo : Curvas tempo x corrente -----------------------------------------------

b) Proteção auxiliar : é constituída por funções auxiliares das proteções principal e de retaguarda, cujos os objetivos são sinalização, alarme, temporização, intertravamento, etc.

Na Fig. 1.1, pode-se observar os diversos níveis da proteção de um sistema elétrico (geração, transmissão e distribuição). As zonas de proteção (retângulos tracejados) que se interceptam funcionam como proteção principal ou de retaguarda, a depender da localização da falta.

1.5 Correntes simétricas e assimétricas

Diz-se que uma corrente é simétrica, quando as envoltórias da onda desta corrente são simétricas em relação ao eixo dos tempos, caso contrário, é considerada assimétrica. Em algumas situações, como nos casos dos curtos-circuitos, as ondas de correntes, inicialmente, são assimétricas, depois se tornam simétricas (Fig. 1.2).

i (t)

t

Componente assimétrica

Componente simétrica

Envoltórias

Componente exponencial

Fig. 1.2 – Corrente elétrica, onde podem ser vistas a componente assimétrica, com sua exponencial, e a componente simétrica

G

Proteção do gerador

Proteção das barras de saída do gerador

Proteção dos transformadores elevadores

Proteção das barras de alta-tensão

Proteção das linhas de transmissão

Proteção das barras de alta-tensão

Proteção do transformador abaixador

Proteção das barras de baixa-tensão

Proteção de alimentador

Fig. 1.1 – Proteção de um sistema de elétrico em alta-tensão

1.6 Curto-circuito (estudo qualitativo)

Esta seção tem por objetivo fazer um estudo qualitativo dos diversos tipos de curtos-circuitos e da natureza das correntes que se originam destas faltas inerentes aos sistemas elétricos. Em sistemas elétricos trifásicos e aterrados, os curtos-circuitos podem ser de quatro tipos:

• Trifásico;
• Bifásico;
• Bifásico-terra;
• Fase-terra

De acordo com o tempo de duração, estas faltas podem ser classificadas em:

• Transitórias, passageiras ou de curtas durações;
• Permanentes

Em sistemas de distribuição aéreos primários, de condutores nus, aceita-se a estatística de ocorrências de faltas, dada na Tabela 1..

Tab. 1.1 Estatística de faltas Tipos de faltas Probabilide Classificação de ocorrência (%)

Permanente (%)

Transitória (%) Trifásica 2 95 5 Bifásica 11 70 30 Fase-terra 79 20 80 Outros (^8)  

As principais causas destas faltas são :

• Galhos de árvores que tocam os condutores;
• Falhas de isoladores (rachaduras, sujeira, maresia, etc.);
• Atos de vandalismos (tiros, objetos jogados sobre os condutores, etc.);
• Batidas de automóveis nas estruturas;
• Pequenos animais ao subirem nas estruturas (pássaros, ratos , gatos, etc.);
• Sobretensões de manobras e descargas atmosféricas;
• Erros humanos (aterrar a linha durante uma operação de manutenção e, depois, energiza-la sem desfazer o aterramento);
• Outros

1.6.1 Comportamento de corrente de curto-circuito

No domínio do tempo a corrente de um curto-circuito, pode ser dividida em duas partes :

• Transitória (assimétrica);
• Regime (simétrica)

Durante o período transitório, em torno de 0,1s (6 ciclos de 60Hz), essa corrente é assimétrica, conhecida como corrente dinâmica. Passado este período, a corrente entra em regime permanente, tornando-se simétrica. Devido a estas características, é comum representá-la pela equação abaixo.

τ τ

−− == + +

t I (^) CURTO IMcoswt I 0 e (1.1)

Os valores assimétricos das correntes de curtos-circuitos são empregados para determinação da capacidade de ruptura ou de interrupção dos dispositivos de proteção (chaves-fusíveis, disjuntores; religadores, etc.). Já os valores simétricos, são usados no estudo de seletividade e coordenação de equipamentos de proteção. De momo geral, em um sistema elétrico, as sobrecorrentes são originadas por sobrecargas e curtos- circuitos. Neste último caso, podem atingir valores elevados, causando danos consideráveis ao sistema. Portanto, é fundamental o estudo quantitativo e qualitativo dos diversos tipos de curtos-circuitos para o desenvolvimento de um sistema de proteção adequado.

Continuação da Tab. 1.2 Fatores de assimetria

Capítulo2 CHAVES-FUSÍVEIS PARA PROTEÇÃO DE ALIMENTADORES E TRANSFORMADORES

2.1 Introdução

Classicamente, os sistemas de distribuição primários, aéreos, trifásicos e aterrados, constituídos por condutores nus, têm os seus sistemas de proteção de sobrecorrentes constituídos por chaves-fusíveis, religadores, relés em conjunto com disjuntores e seccionalizadores ou chaves seccionadoras automáticas. Por razões didáticas, este Curso será iniciado pelo estudo das chaves-fusíveis e seus respectivos elos. Nos itens que seguem serão vistos o princípio de funcionamento de chave-fusível, as suas características para especificação, o dimensionamento de elos-fusíveis e a filosofia de coordenação entre os mesmos.

2.2 Chaves fusíveis

Aqui serão abordados os principais tipos de chaves-fusíveis, suas características para especificação, princípio de funcionamento e critérios de dimensionamento. As chaves -fusíveis são dispositivos eletromecânicos que têm como função básica, interromper o circuito elétrico quando ocorrer a fusão do elo-fusível. Possuem as seguintes características para especificação :

• Tensão nominal;
• Nível básico de isolamento para impulso (NBI);
• Freqüência;
• Corrente nominal;
• Corrente de interrupção (capacidade de interrupção);
• Corrente de curta-duração

Sob o ponto de vista de proteção, a característica mais importante é a corrente de interrupção, que deve ser especificada com base no valor assimétrico da corrente do maior curto-circuito no ponto de instalação da chave. De acordo com sua aplicação as chaves-fusíveis são classificadas em dois tipos: distribuição e força.

a) Chaves-fusíveis de distribuição

São identificadas pelas características inerentes aos sistemas de distribuição:

• NBI de sistemas de distribuição (para a classe de tensão 15kV: 95 ou 110kV);
• Mecanicamente, são construídas para montagem em cruzetas;
• Tensões nominais de sistemas de distribuição. No Brasil, as mais comuns são: 11,4kV, 13,2kV, 13,8kV ( estas são consideradas da classe 15kV) e 34,5kV.

b) Chaves-fusíveis de força

De modo geral, são empregadas em subestações para proteção de barramentos, transformadores, bancos de capacitores, e "bypass" de disjuntores. Possuem NBI para classes de tensões mais elevadas (69kV, 138kV, por exemplo), cujos os Níveis Básicos de Isolação (NBI) são 350kV e 650kV, respectivamente. Geralmente, as capacidades de interrupção são superiores às das chaves-fusíveis de distribuição. Mecanicamente , são construídas para montagens em estruturas de subestações. De maneira geral, as chaves-fusíveis empregadas até 25kV, são ditas de distribuição. Acima deste valor, são consideradas de força. Entretanto, essa regra não é rígida.

A Tabela 2.1 fornece as chaves mais usadas no Brasil na classe 15kV :

Tab. 2.1 Chaves-fusíveis mais usadas no Brasil

Tensão Nominal NBI

Corrente Observação (kV) (kV) Nominal (A)

De interrupção Assímetrica (kA) 15 95 50 1,2 * 15 95 100 2 * 15 95 100 4 ou 5 * 15 95 100 8 ou 10 * 15 110 200 4 ou 8 * 15 110 300 10 *

• Pode ser equipada com ganchos próprios para "Load Buster" (dispositivo que permite abrir a chave-fusível em carga).

2.3 Dimensionamento de chaves-fusíveis

Para especificar uma chave-fusível, é necessário o dimensionamento da capacidade de interrupção e da corrente nominal. Para isso, deve-se conhecer as correntes de carga e de curto-circuito máximas no ponto de instalação da mesma.

Deverão ser observados os critérios a seguir : a) A corrente nominal da chave deverá ser igual ou maior do que a corrente de carga máxima, no ponto de instalação da mesma, multiplicada por um fator k ; ou superior ao valor da corrente admissível do fusível empregado, também multiplicada por K.

I (^) N ,CH ≥≥ k ×× IC,MAX (2.1)

Onde :

IN,CH : Corrente nominal da chave;

IC, MAX : Corrente de carga máxima no ponto de instalação; K : Fator de segurança, comumente tomado com valor 1,5. Mas, pode ser qualquer valor entre 1 e 2

O fator de segurança K, é empregado para levar em conta situações de remanejamento de carga, de sobrecarga ou o próprio crescimento de carga do circuito. O seu valor é tomado de acordo com a condição de operação do circuito, geralmente, para o caso mais desfavorável ou mais freqüente.

Para o caso de crescimento de carga, o fator K é determinado pela expressão :

n k == ( 1 ++ a ) (2.2)

Onde : n : número de anos do planejamento (em sistemas de distribuição é comum se empregar dois anos : n=2); a : taxa de crescimento anual do sistema.

É mais comum ser utilizado o critério de corrente admissível do fusível empregado, ou seja:

I (^) NOM ,CH ≥≥ k ×× IADM, FUS (2.3)

Onde: I (^) NOM, CH : Corrente nominal da chave

I (^) ADM ,FUS : Corrente admissível do fusível. K : fator de segurança, geralmente é tomado com o valor 1,.

b) A corrente de interrupção da chave deverá ser igual ou superior ao maior valor assimétrico da corrente de curto-circuito no ponto de instalação da mesma.

I (^) INT ,CH ≥≥ maior(ICURTO,ASSIM ) (2.4)

Onde: I (^) INT, CH : Maior corrente que a chave é capaz de interromper ser sofrer danos (capacidade de interrupção) I (^) CURTO, ASSIM : Maior corrente de curto-circuito, valor assimétrico, no ponto de instalação.

2.4 Elos-fusíveis

Os elos-fusíveis são a parte ativa da chave-fusível, ou seja, são os elementos sensores que detectam a sobrecorrente e juntamente com o cartucho, interrompem o circuito. Não devem fundir com a corrente de carga do equipamento ou do circuito protegido e devem obedecer as curvas características tempo x corrente fornecidas pelos fabricantes.

Os elos-fusíveis são identificados por sua corrente nominal e tipo, devendo ainda aparecer (geralmente no botão) o nome ou marca do fabricante. São constituídos das seguintes partes:

• Botão com arruela;
• Elemento fusível;
• Tubinho;
• Rabicho

São classificados em dois grandes grupos: distribuição e força.

a) De distribuição :

• Tipo K - Elos-fusíveis rápidos;
• Tipo T - Elos-fusíveis lentos

Tipo H - Elos-fusíveis de alto surto (high surge), de ação lenta para surtos de corrente (a corrente transitória de magnetização de transformador, por exemplo). São fabricados somente para pequenas correntes nominais. Geralmente, são usados para proteger transformadores de pequenas potências (até 75 kVA) e pequenos bancos de capacitores.

Correntes nominais normalmente padronizadas para esses elos-fusíveis:

• Valores preferenciais para os tipos K e T : 1, 2, ,5 , 6 , 10 , 15 , 25 , 40 , 65 , 100 , 140 e 200 A
• Valores não preferenciais para os tipos K e T: 8 , 12 , 20 , 30 , 50 e 80 A.
• Valores para os tipo H : 1 , 2 , 3 , 5 A. Os elos-fusíveis K e T , geralmente admitem correntes 50% acima da nominal (corrente admissíve l). Por exemplo, o elo de 10K admite uma corrente de 15A. Isto é, permite uma sobrecarga.

dos elos atingem o ponto de fusão em uma temperatura próxima de 230o^ C. Para a corrente admissível, o elo trabalha com temperatura em torno de 100o^ C.

Devido o arco elétrico, em tensões elevadas (classe 15kV, ou superiores, por exemplo), a fusão do elo geralmente não interrompe o circuito. Para interrompe-lo efetivamente, torna-se necessário a extinção do arco. Isso é feito por gases desionizantes produzidos no interior do cartucho, em conseqüência da queima do tubinho e/ou das paredes internas do próprio cartucho. A energia liberada pelo arco vai depender do tempo, da tensão e da corrente. Se o cartucho não for adequado, dependendo da energia, pode ocorrer "inchaço", explosões ou outros danos mecânicos. Os fabricantes de elos-fusíveis fornecem, por bitola, curvas características tempo x corrente de fusão e interrupção, conhecidas como:

• Curvas de tempos mínimos de fusão;
• Curvas de tempos máximos de fusão;
• Curvas de tempos totais de interrupção

As curvas de tempos mínimo e máximo de fusão são determinadas em ensaios de fusão de várias amostras, feitos com baixa tensão para não haver formação de arco. As curvas de tempos totais de interrupção, ou tempos máximos de aberturas, são determinadas por ensaios efetuados sob 15kV, havendo, portanto a ocorrência de arco elétrico. A ABNT postula também que as curvas de tempos totais podem ser obtidas das curvas de tempos máximos de fusão mediante a adição de tempos de arco (em torno de 10ms). Para a coordenação ou seletividade de elos-fusíveis são usadas as curvas de mínimos tempos de fusão e de máximos tempos totais de interrupção.

2.5 Dimensionamento de elos-fusíveis

Na distribuição aérea primária, a maior aplicação de elo-fusível é na proteção de transformadores e ramais. Para cada caso existem critérios a serem observados, que serão apresentados nos parágrafos seguintes.

2.5.1 Elos-fusíveis para proteção de transformador

Os elos-fusíveis de proteção de transformador, devem satisfazer aos seguintes requisitos: a) Operar para curtos-circuitos no transformador ou na rede secundária;

b) Suportar continuamente, sem fundir, a sobrecarga permissível ao transformador. Para transformador de distribuição, admite-se uma sobrecarga de duas vezes a sua carga nominal.

c) De acordo com a curva de tempos máximos admissíveis para sobrecorrentes em transformador, deverá fundir num tempo inferior a 17s , com correntes de 2,5 a 3 vezes a corrente nominal do transformador;

d) Não deverá fundir para a corrente transitória de energização do transformador, estimada em 8 a 12 vezes a sua corrente nominal (para transformador com potência até 2MVA). Considera-se este transitório com duração em torno de 0,1s.

e) Deve coordenar com as proteções à montante e a jusante do transformador;

f) Deve coordenar com a curva térmica do transformador. Para facilidade de aplicação, os catálogos de fabricantes fornecem tabelas com os elos-fusíveis apropriados para proteção de transformadores de distribuição (Tabela 2.3).

Tab. 2.3 Elos-fusíveis para proteção de transformadores trifásicos de distribuição

Potência do Transformador trifásico Transformador 6,6 kV 13,8 kV 22 kV (kVA) Corrente (A)

Fusível Corrente (A)

Fusível Corrente (A)

Fusível

15 1,31 1H 0,63 1H 0,39 -

30 2,62 3H 1,26 2H 0,79 -

45 3,94 5H 1,88 3H 1,18 1H

75 6,56 8K 3,14 5H 1,97 2H

112,5 9,84 10K 4,71 6K 2,95 5H

150 13,12 15K 6,28 8K 3,94 5H

225 19,68 20K 9,41 10K 5,90 6K

300 26,24 30K 12,55 15K 7,87 10K

2.5.2 Elos-fusíveis para proteção de circuitos primários

O dimensionamento de elos-fusíveis para proteção de circuitos primárias, leva em conta os critérios de corrente e seletividade. a - A corrente nominal do 1 o^ elo-fusível de um ramal, no sentido da carga para a fonte, deverá ser igual ou maior do que 1,5 vezes o valor máximo da corrente de carga medida ou convenientemente avaliada no ponto considerado.

I (^) NOM ,ELO ≥≥ 1 , 5 ×× ICARGA, MAX (2.6)

b- Os demais elos-fusíveis instalados à montante do anterior, deverão obedecer aos critérios a seguir: b.1- A capacidade nominal do elo-fusível deverá ser igual ou maior do que 1,5 vezes o valor máximo da corrente de carga medida ou convenientemente avaliada no ponto de instalação;

b.2 - A capacidade nominal do elo-fusível protetor deverá ser, no máximo, um quarto (1/4) da corrente de curto-circuito fase terra mínimo no fim do trecho protegido por ele;

b.3 - O elo protegido, deverá coordenar com o elo protetor, pelo menos, para o valor da corrente de curto-circuito fase-terra mínimo no ponto de instalação do elo protetor.

c - Quando existir três ou mais elos-fusíveis em cascata, poderá se tornar impraticável a obediência aos critérios anteriores. Portanto, deverá ser sacrificada a perfeição da coordenação, mantendo-se, porém, a seletividade.

d - Para maior facilidade de coordenação de elos-fusíveis, deverá ser evitado o uso de elos tipo H como proteção de circuitos, ficando restrito à proteção de transformadores de distribuição. Para proteção de circuitos deverão ser empregados apenas elos tipo K ou T.

e - Para ampliar a faixa de coordenação e reduzir o número de elos utilizados, recomenda-se optar, sempre que possível, pela utilização de elos-fusíveis preferenciais. f - Para a coordenação de elos, deve-se utilizar as Tabelas de Coordenação (2.4 , 2.5 , 2.6 e 2.7) fornecidas pelos fabricantes. Na falta destas, podem-se determinar os valores limites de coordenação pelas curvas tempo x corrente. Para isso, a coordenação é considerada satisfatória quando:

Tab. 2.6 Coordenação de elos K

Elo Elo protegido Tab. 2.7 Coordenação de elos T Elo Elo protegido

• 1.1 Introdução 1- Capítulo 1 ASPECTOS GERAIS DA PROTEÇÃO DE SISTEMAS ELÉTRICOS Pág.
• 1.2 Funções básicas de um sistema de proteção 1-
• 1.3 Propriedades básicas de um sistema de proteção 1-
• 1.4 Níveis de atuação de um sistema de proteção 1-
• 1.5 Correntes simétricas e assimétricas 1-
• 1.6 Curto-circuito (estudo qualitativo) 1-
  • Tab. 1.1 Estatística de faltas 1-
  • 1.6.1 Comportamento de corrente de curto-circuito 1-
  • 1.6.2 Fatores de assimetria 1-
• 2.1 Introdução 2- Pág.
• 2.2 Chaves-fusíveis 2-
  • Tab. 2.1 Chaves fusíveis mais usadas no Brasil 2-
• 2.3 Dimensionamento de chaves-fusíveis 2-
• 2.4 Elos-fusíveis 2-
  • Tab. 2.2 Correntes nominais e admissíveis de elos H e K e as respectivas chaves 2-
• 2.5 Dimensionamento de elos-fusíveis 2-
  • 2.5.1 Elo-fusíveis para proteção de transformador 2-
  • Tab. 2.3 Elos-fusíveis para proteção de transformadores de distribuição 2-
  • 2.5.2 Elos-fusíveis para proteção de circuitos primários 2-
  • Tab. 2.4 Coordenação de elos K e H 2-
  • Tab. 2.5 Coordenação de elos T e H 2-
  • Tab. 2.6 Coordenação de elos K 2-
  • Tab. 2.7 Coordenação de elos T 2-
• 2.6 Exercício de aplicação 2-
• 2.7 Exercício proposto 2-
• 3.1 Introdução 3- Pág.
• 3.2 Relés de sobrecorrente 3-
  • 3.2.1 Curvas características 3-
  • 3.2.2 Unidades instantânea (50) e temporizada (51) 3-
  • 3.2.3 Esquema básico de ligação 3-
• 3.3 Determinação de relação de TC 3-
• 3.4 Critérios para ajustes da corrente mínima de atuação 3-
• 3.5 Ajuste de curvas corrente x tempo das unidades temporizadas 3-
• 3.6 Seletividade relé x relé 3-
• 3.7 Seletividade relé x elo-fusível 3-
• 3.8 Exercício de aplicação 3-
• 3.9 Exercício proposto 3-
• 4.1 Introdução 4- Capítulo 4 RELIGADOR E SECCIONALIZADOR Pág.
• 4.2 Religadores 4-
  • 4.2.1 Aplicação e especificação 4-
  • 4.2.2 Seqüências de operação 4-
  • 4.2.3 Critérios para ajustes 4-
• 4.3 Coordenação religador x elo-fusível do lado da carga 4-
• 4.4 Coordenação religador x elo-fusível do lado da fonte 4-
• 4.5 Coordenação relé x religador 4-
• 4.6 Coordenação religador x religador 4-
• 4.7 Seccionalizadores 4-
  • 4.7.1 Função de proteção 4-
  • 4.7.2 Aplicação 4-
  • 4.7.3 Características funcionais 4-
• 4.8 Coordenação religador x seccionalizador 4-
• 4.9 Coordenação seccionalizador x seccionalizador 4-
• 4.10 Coordenação religador x seccionalizador x elo-fusível 4-
• 4.11 Coordenação e seletividade 4-
• 4.12 Exercício proposto 4-
• 5.1 Introdução 5- Capítulo 5 INTRODUÇÃO À PROTEÇÃO DIRECIONAL Pág.
• 5.2 Equação característica de um relé direcional 5-
• 5.3 Relé do tipo corrente - corrente 5-
• 5.4 Relé do tipo tensão – corrente 5-
• 5.5 Conexões de relés direcionais 5-
• 5.6 Esquema de ligação de um relé sobrecorrente direcio nal (proteção de fase) 5-
• 6.1 Introdução 6- Capítulo 6 INTRODUÇÃO À PROTEÇÃO DE DISTÂNCIA Pág.
• 6.2 Plano R – X 6-
• 6.3 Relé de distância tipo impedância 6-
• 6.4 Relé de distância tipo mho 6-
• 6.5 Relé de distância tipo reatância 6-
• 6.6 Outras características de relés de distância 6-
• 7.1 Introdução 7- Capítulo 7 INTRODUÇÃO À PROTEÇÃO DIFERENCIAL Pág.
• 7.2 Relé diferencial percentual 7-
• 7.3 Característica de operação do relé percentual 7-
• 7.4 Requisitos para a proteção diferencial de transformador 7-
• 7.5 Esquemas de proteção diferencial de transformador 7-
• 7.6 Influência de correntes harmônicas na proteção de transformador 7-
• 8.1 Generalidades 8- Capítulo 8 INTRODUÇÃO À PROTEÇÃO DIGITAL Pág.
  • 8.1.1 Desenvolvimento histórico 8-
  • 8.1.2 Tecnologia convencional versus digital 8-
  • 8.1.3 Perfil profissional do engenheiro de proteção 8-
• 8.2 Sistemas digitais integrados 8-
• 8.3 Filtros de relés de proteção 8-
  • 8.3.1 Algoritmos de filtros digitais 8-
  • 8.3.2 Algoritmo de Fourier de um ciclo 8-
• 8.4 Proteção digital de linhas de transmissão 8-
  • 8.4.1 Algoritmo de relé de sobrecorrente 8-
  • 8.4.2 Algoritmo de relé direcional de sobrecorrente 8-
  • 8.4.3 Algoritmos de relés de distância 8-
• A.1 Introdução A- Apêndice A CURTOS-CIRCUITOS EM SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO RADIAL
• A.2 Descrição do problema A-
• A.3 Determinação de correntes de curto-circuito A-
• A.4 Curto-circuito trifásico A-
• A.5 Curto-circuito bifásico A-
• A.6 Curto-circuito bifásico-terra A-
• A.7 Curto-circuito fase-terra A-
• A.8 Curtos-circuitos através de impedância A-
• A.9 Elevação de tensões nas fases sãs devido ao curto-circuito fase-terra A-
• A.10 Comparação entre os módulos das correntes de curtos-circuitos A-
  • A.10.1 Curto-circuito trifásico versus fase-terra A-
  • A.10.2 Curto-circuito trifásico versus bifásico-terra A-
  • A.10.3 Curto-circuito trifásico versus bifásico A-
• A.11 Exercício de aplicação A-
• A.12 Exercício proposto A-
• B.1 Introdução B- Apêndice B TRANSFORMADOR DE CORRENTE PARA PROTEÇÃO
• B.2 Características B-
• B.3 Tipos construtivos B-
• B.4 Fenômeno da saturação B-
• B.5 Ligações delta e estrela B-
• B.6 Comportamento em regime permanente B-
• 6K protetor 8K 10K 12K 15K 20K 25K 30K 40K 50K 65K 80K 100K 140K 200K
• 8K
• 10K
• 12K
• 15K
• 20K
• 25K
• 30K
• 40K
• 50K
• 65K
• 80K
• 100K
• 140K
• 6T protetor 8T 10T 12T 15T 20T 25T 30T 40T 50T 65T 80T 100T 140T 200T
• 8T
• 10T
• 12T
• 15T
• 20T
• 25T
• 30T
• 40T
• 50T
• 65T
• 80T
• 100T
• 140T

Para o sistema de distribuição dado na Fig. 2.2, pede-se fazer o dimensionamento dos elos-fusíveis e das respectivas chaves. Para o caso dos elos, observar a coordenação entre eles.

Resolução: a) Dimensionamento dos elos-fusíveis dos transformadores

No dimensionamento dos elos foi utilizada a Tabela 2..

b) Dimensionamento dos elos-fusíveis dos ramais

Para isso, é necessário se conhecer as correntes de carga e de curtos-circuitos, conforme estão dadas na Fig. 2. 3.

♦ Critério de corrente

• INOM, ELO 4 ≥ 1,5 x 6,3 ⇒ INOM, ELO 4 ≥ 9,45 A ⇒ 10K , 12K , 15K …
• INOM, ELO 4 ≤ 1/4 x 125 ⇒ INOM, ELO 4 ≤ 31,25 ⇒ 10K, 12K, 15K, 20K, 15K, 30K

♦ Critério de coordenação

• Pela tabela de coordenação de elos K e H (Tabela 2.4), verifica-se que no ponto 4 deve ser instalado o elo 12K , pois coordena com o 5H (ponto 1) para a corrente limite de 220A , satisfazendo aos critérios de corrente e coordenação. Como o 12K coordena com o 5H, então, automaticamente, coordenará com os elos 2H e 3H.
• No ponto 5 , será colocado o elo 20K, pois satisfaz ao critério de corrente e coordena com o 12K até o limite de corrente de 320A (vê Tabela 2.6).

c) Dimensionamento das chaves-fusíveis

De acordo com os critérios dados nas Equações 2.3 e 2.4 e as Tabelas 2.1 e 2.2, a chave com a especificação a seguir satisfaz a todos os pontos.

• Corrente nominal = 50 A;

S/E

Fig. 2.2 – Exercício de aplicação de elo e chave -fusível

S S

S

S

S

500kVA

150kVA

75kVA

30kVA

45kVA

33,5 A

6,3 A

12,6 A

6,3 A 2

Transformador de distribuição

13,8 kV