Proteção de Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica - ELOS FUSÍVEIS -

Transcrição

1 Proteção de Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica Proteção de Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica - ELOS FUSÍVEIS - Prof. Dr. Eng. Paulo Cícero Fritzen 1

2 CHAVE FUSÍVEL ELO FUSÍVEL E A chave fusível (ou corta-circuito) é um equipamento amplamente utilizado na proteção contra sobrecorrentes em redes primárias de distribuição de energia elétrica. A sua operação consiste basicamente na fusão de um elemento fusível, quando o mesmo é percorrido por uma sobrecorrente, dentro de um determinado tempo, conforme a sua característica tempo x corrente. Elo fusível é utilizado no interior do cartucho ou portafusível, preso nas suas extremidades. 2

3 PORTA FUSÍVEL Porta fusível foi substituído pela lâmina desligadora função como chave de manobra e não proteção 3

4 PORTA FUSÍVEL 4

5 PORTA FUSÍVEL 5

6 PORTA FUSÍVEL Isolador: Tem por finalidade garantir a isolação da chave fusível. São constituídos de porcelana vitrificada que apresentam uma resistência mecânica condizente para suportar a abertura e o fechamento da chave. Podem ser de corpo único (aplicados em sistemas cuja corrente é menor ou igual a 200 A), ou do tipo pedestal (com dois isoladores), sendo estes utilizados em subestações para que possa ser feita a manutenção de disjuntores e religadores automáticos, sem a interrupção no fornecimento de energia elétrica. Gancho para abertura em carga: é acoplado nos terminais da chave fusível e tem por função possibilitar a abertura da mesma em carga. Sem este gancho não é possível manobrar a chave sob carga, uma vez que ela não possui um sistema para extinção do arco elétrico. 6

7 PORTA FUSÍVEL Cartucho ou porta-fusível: é o elemento principal da chave fusível. É constituído por uma fibra de vidro revestida internamente por uma fibra óssea, que aumenta a sua robustez e gera, em parte, os gases desionizantes (hidrogênio e monóxido de carbono) que provocam a interrupção do arco elétrico. Existem cartuchos onde a saída destes gases ocorre em sua parte inferior e outros pela parte inferior e superior. A escolha de um ou de outro está diretamente relacionada com a capacidade de interrupção almejada para a chave fusível. Suporte de fixação: tem por finalidade dar sustentação à chave para que a mesma seja fixada em uma estrutura metálica. 7

8 PORTA FUSÍVEL Articulação: corresponde à estrutura responsável pela movimentação da chave fusível, exercendo uma função fundamental na operação da mesma. É composta pelas seguintes partes: Limitador de recuo, cuja função é intertravar diretamente o cartucho no corpo da chave; Amortecedor, cuja função é minimizar o impacto decorrente da abertura do porta fusível; Limitador de abertura de 180º, cuja função é a de não permitir que o cartucho atinja a estrutura adjacente inferior durante a sua abertura; Batentes dos contatos, que tem por função proteger os contatos contra choques e deformações permanentes. 8

9 PORTA FUSÍVEL Terminal superior: é composto por três partes metálicas com a finalidade de garantir um engate perfeito do cartucho e também um bom contato elétrico. Resumidamente, as três partes são: Contatos principais, constituídos por uma liga de cobre com alta resistência aos esforços mecânicos e térmicos decorrentes da corrente de curto-circuito. A sua forma construtiva permite uma auto limpeza durante as operações de abertura e fechamento. Tranca de contato, têm por funções: impedir a abertura acidental da chave fusível, evitar a queima dos contatos principais durante uma interrupção normal, reduzir a queima dos contatos principais quando a chave é fechada em condições de curto-circuito. Guarda do contato, cuja função é guiar o cartucho durante o fechamento da chave, evitando que ele se solte e também proteger os contatos principais contra avarias durante o manuseio e operação da chave. 9

10 PORTA FUSÍVEL 10

11 ELO FUSÍVEL O elo fusível é montado dentro do cartucho e é composto de um elemento metálico que na passagem de uma corrente elétrica elevada, funde-se dentro de um intervalo de tempo determinado. A corrente e o tempo de fusão variam inversamente, ou seja, quanto maior for a corrente, menor o tempo de fusão. 11

12 ELO FUSÍVEL Cabeça com botão: tem por função fixar o elo fusível ao cartucho e estabelecer o contato elétrico. Elemento fusível: é fixado em uma extremidade na cabeça com botão e na outra a uma cordoalha ou rabicho. O elemento fusível deve ser constituído por um material de tal forma que as suas características não sejam modificadas quando ocorrer a passagem da corrente nominal. Para que as curvas características tempo x corrente do elo fusível não sejam alteradas, é necessário utilizar um material que seja um metal ou liga metálica, não sujeitas a oxidação e que tenha uma temperatura de trabalho e ponto de fusão baixo. 12

13 ELO FUSÍVEL o O cobre não é indicado par ser utilizado como elemento fusível, uma vez que o seu ponto de fusão é 1083 C e temperatura de trabalho 300 C, causando, portanto uma carbonização do revestimento interno do cartucho. oo chumbo que é largamente utilizado em fusíveis de baixa tensão não é apropriado para a média tensão, pois não tem a dureza necessária para evitar queima e deformação. oneste sentido, uma liga de estanho se torna amplamente adequada para ser utilizada como elemento fusível, pois além de ter uma boa resistência mecânica, possui uma temperatura de trabalho menor do que 100 C e ponto de fusão em 230 C. oas dimensões do elemento fusível (diâmetro e comprimento) e a resistividade elétrica determinam o seu tempo de fusão em função da corrente passante, sendo este dependente da temperatura ambiente, da corrente, do grau de envelhecimento e do tipo de material utilizado. 13

14 ELO FUSÍVEL Rabicho ou cordoalha: formado por um condutor estanhado, composto de vários micro fios. O diâmetro da cordoalha, é igual a 4 mm para elos de 1 a 50 A, 6,5 mm para elos de 65 a 100 A e 9,5 mm para elos de 140 a 200 A. Para elos até 100 A, existe um tubo protetor de fibra isolante entre o elemento fusível e o rabicho, com a função de proteger o elemento fusível contra danos mecânicos e atuar como estabilizador do tempo de fusão, produzindo gases com a finalidade de interromper o arco elétrico para pequenas sobrecorrentes. 14

15 ELO FUSÍVEL Principio de funcionamento Os elos fusíveis quando submetidos a passagem da corrente elétrica, transferem calor por condução à cordoalha. O comprimento do elemento fusível determina a quantidade de calor transferida, sendo que quando se tem uma baixa corrente e elemento fusível longo, ocorre no centro deste a formação de um ponto quente que ocasionará a sua fusão. Em contrapartida, com a mesma corrente e comprimento pequeno, todo o calor é transferido para a cordoalha e conseqüentemente não se tem a formação do ponto quente no centro do elemento fusível e, portanto, não haverá a sua fusão. 15

16 ELO FUSÍVEL Principio de funcionamento (continuação) No caso particular da passagem da corrente de curto-circuito, não existe tempo suficiente para que o calor seja transferido a cordoalha, formando assim um ponto quente no elemento fusível ocasionando a sua fusão. Com base nisto, um elo fusível para uma dada corrente nominal tem um elemento fusível de diâmetro e comprimento especificados, de tal forma que o mesmo responda a uma característica de tempo de operação em função da corrente, de acordo com a norma NBR 5359/1989 da ABNT. Com a fusão do elo, ocorre a formação de um arco elétrico que é extinto devido à ação de gases desionizantes, que proporcionam uma elevação da rigidez dielétrica, resultando em uma elevada resistência, provocando assim a interrupção da corrente quando ela passar pelo zero, impedindo a reignição do arco elétrico. 16

17 ELO FUSÍVEL Principio de funcionamento (continuação) Relação de rapidez ou de velocidade: corresponde a razão entre as correntes de mínima fusão nos tempos 0,1 segundos e 300 segundos para elos até 100 A. Para elos maiores que 100 A, esta relação é obtida dividindo-se as correntes mínimas de fusão nos tempos 0,1 e 600 segundos. 17

18 FUSÍVEL X DISJUNTOR Vantagens e desvantagens dos fusíveis em relação aos disjuntores Os fusíveis são mais simples em sua operação, e de baixo custo. Eles mesmos detectam as sobrecorrentes. Os disjuntores necessitam dos relés como elementos detectores de correntes anormais; Os fusíveis não têm capacidade de efetuar manobras e, portanto, são usados normalmente com chaves; Geralmente, os fusíveis não são de ação repetitiva, exceto as chaves fusíveis religadoras. Devem ser trocados, com possibilidade de passar a ser usado um fusível errado. Os disjuntores podem abrir repetidamente com correntes anormais. 18

19 FUSÍVEL X DISJUNTOR Vantagens e desvantagens dos fusíveis em relação aos disjuntores Os fusíveis são dispositivos monofásicos. Portanto, podem causar danos a motores trifásicos pela possibilidade de operação monofásica. Os disjuntores têm operação multipolar, evitando-se a operação monofásica. Fusíveis são mais rápidos para operar do que os disjuntores para as corrente elevadas, mas são mais lentos em sobrecargas. Os fusíveis têm característica tempo x corrente não ajustável. Ela pode ser alterada apenas pela mudança do tamanho e tipo de fusível. Os relés oferecem uma longa margem de escolha das características tempo x corrente; 19

20 FUSÍVEL X DISJUNTOR Vantagens e desvantagens dos fusíveis em relação aos disjuntores Os fusíveis ficam sujeitos a tornarem-se defeituosos sob ação de correntes próximas de seu ponto de fusão, enquanto que nos disjuntores isso não acontece. Os fusíveis podem tornar-se vantajosos alimentando cargas monofásicas, derivadas de redes trifásicas, quando ocorrer defeito nas demais fases. Os disjuntores podem ser operados eletricamente nas estações remotas. 20

21 TIPOS DE ELOS FUSÍVEIS Existem três tipos de elos fusíveis (em sistemas de distribuição primária) cada qual som sua característica de tempo de fusão x corrente Tipo H: São elos fusíveis de ação lenta destinados a proteção de transformadores de distribuição instalados no lado de média tensão (primário). São elos capazes de suportar correntes de alto surto, como as de magnetização dos transformadores, sem provocar a fusão do elemento fusível. Suportam, por exemplo, 80 a 100 A durante 0,1 segundos, e a relação de rapidez varia de 11,4 a 36,4. Estão disponíveis nas correntes de 1, 2,3 e 5 A, com a fusão em 300 segundos em 2,3, 3,5, 4,5 e 7 A. Existe também elos tipo H de 8 A, com corrente mínima de atuação igual a 15 A. Os elos H não possuem capacidade de sobrecarga, e ela é apenas o valor nominal do elo. 21

22 TIPOS DE ELOS FUSÍVEIS Tipo K e T: Os elos tipo K têm característica rápida, enquanto que os do tipo T têm característica lenta. Os elos K e T da mesma bitola têm pontos idênticos em 300 e/ou 600 segundos nas curvas tempo x corrente, tendo, portanto, as mesmas características de sobrecargas. Porém, as curvas tempo x corrente divergem abaixo destes pontos. O elo K é mais rápido com corrente elevada do que o T da mesma bitola. A diferença entre os dois resulta da relação de rapidez. Enquanto os elos K tem relação de rapidez entre 6 e 8,1, os elos T tem relação entre 10 e 13 (mais lentos). Os elos T são pouco utilizados no Brasil e geralmente, assim como os K, são aplicados na proteção de ramais das redes de distribuição primária. São divididos em dois grupos: Preferenciais: 6, 10, 15, 25, 40, 65, 100, 140 e 200 A Não-preferenciais: 8, 12, 20, 30, 50 e

23 TIPOS DE ELOS FUSÍVEIS Curva característica do tempo de mínima fusão dos elos 50 T e 50 K, em função da corrente. 23

24 TIPOS DE ELOS FUSÍVEIS Ambos os grupos preferenciais e não-preferenciais são séries completas e aceitáveis por si mesmas. Assim, na implantação de elos com finalidade de proteção escolhe-se um grupo e exclui-se o outro. Isto, pois não existe seletividade entre elos preferenciais e não-preferenciais adjacentes (ex: elo 6 não coordena com o elo 8, mas coordena com o elo 10, 12 e outros; o elo 8 não coordena com o elo 10, mas coordena com o elo 12, 15 e outros). Geralmente, são utilizados os elos preferenciais, já que são em número superior aos não-preferenciais, aumentando a flexibilidade operativa. 24

25 TIPOS DE ELOS FUSÍVEIS Os elos K e T admitem sobrecargas de até aproximadamente 1,5 vezes os seus valores nominais sem causar excesso de temperatura à chave fusível, conforme mostra a Tabela 6.1. Por outro lado, a fusão dos elos K e T ocorrem em aproximadamente 2,5 vezes os seus valores nominais, para 300 segundos. Esta capacidade de sobrecarga é muito importante em aplicações onde a coordenação limita a escolha do elo fusível a ser utilizado. Corrente máxima admissível em regime permanente Elo fusível H Imáx (A) Elo fusível K ou T Imáx (A) Elo fusível K ou T Imáx (A) (1) (1) (2) (2) somente quando for utilizada uma chave fusível de 100 ou 200 A 2 somente quando for utilizada uma chave fusível de 200 A 25

26 Critérios para a Seleção das Chaves e Elos Fusíveis a) A seleção de uma chave-fusível fica condicionada à compatibilidade entre as características elétricas do seu ponto de instalação e às características elétricas da chave-fusível. Para tal, os seguintes critérios devem ser obedecidos: Tensão Nominal: A tensão nominal da chave fusível deve ser, no mínimo, aproximadamente igual à classe de tensão do sistema onde será instalada. Corrente nominal: deve ser igual ou maior do que 150% do valor nominal do elo-fusível a ser instalado no ponto considerado. Em casos onde não exista a possibilidade de crescimento de carga, não haverá necessidade de obedecer a este critério. Nível Básico de Isolamento (NBI): Deve ser compatível com a do sistema. Capacidade de Interrupção: Deve ser maior que a corrente de curto-circuito trifásica (simétrica e assimétrica) no ponto de instalação. 26

27 Critérios para a Seleção das Chaves e Elos Fusíveis b) Na proteção de transformadores de distribuição, de modo geral, o elo fusível deve proteger o transformador. Para que essa proteção seja efetiva, os seguintes critérios devem ser obedecidos: O elo-fusível deve operar para curtos-circuitos no transformador ou na rede secundária, eliminando a repercussão dessas faltas na rede primária. O elo-fusível deve suportar continuamente, sem fundir, a sobrecarga que o transformador é capaz de admitir sem prejuízo de sua vida útil. O elo-fusível poderá fundir no intervalo de 17 segundos, quando submetido a uma corrente de 250% e 300% da corrente nominal do transformador. O elo fusível deve suportar a corrente transitória de magnetização durante 0,1 segundo, sendo esta estimada em 8 a 12 vezes a corrente nominal dos transformadores de potência até 2 MVA. Nota: Nem sempre é possível atender, simultaneamente, às quatro condições supracitadas, o que poderá resultar na perda da proteção do transformador contra sobrecargas por meio de elo fusível. 27

28 Critérios para a Seleção das Chaves e Elos Fusíveis c) Para a proteção de ramais, os critérios para o dimensionamento efetivo da corrente nominal do fusível são dados por: A corrente nominal do fusível deve ser maior que a corrente de carga prevista para o horizonte de estudo (de 3 a 5 anos). Onde: Ielo > FC * Icarga ou Ielo > 150% * Icarga máxima Ielo é a corrente nominal do elo-fusível; FC é o fator de crescimento da carga, dado por: n x% FC Onde: x% é o fator de crescimento percentual anual. n é o número de anos para horizonte de estudo. 28

29 Critérios para a Seleção das Chaves e Elos Fusíveis Icarga é a corrente de carga máxima atual passante no ponto de instalação, já levando-se em consideração as manobras. Ielo 013 > Iinrush Onde : I elo 0,13 é a corrente de fusão do elo para o tempo de 0,13. I inrush é a corrente de inrush esperada. A corrente nominal do fusível também deverá ser I elo I ccft min 4 ou I I elo300" ccft min Onde: IccFTmin é a corrente de curto-circuito fase-terra mínima (resistência de aterramento de Ω) no fim do trecho sob proteção do elo. Se possível, considerando também o fim do trecho para o qual ele é proteção de retaguarda. Ielo 300 é a corrente em 300 na curva de tempo máximo de interrupção. 29

30 Seletividade Elo Fusível Elo Fusível Quando dois ou mais fusíveis são aplicados a um sistema, o dispositivo mais próximo do lado da falta é conhecido como dispositivo protetor e mais próximo da fonte é conhecido como dispositivo protegido. Portanto, a condição de um fusível ser protetor ou protegido dependerá de sua posição em relação ao outro fusível considerado e a carga, como ilustra a Figura 6.6 (McGRAW-EDISON COMPANY).em aplicações onde a coordenação limita a escolha da bitola (GUIGUER, 1988). Fusível protegido Fusível protetor Carga Subestação Carga Fusível protetor FIGURA 6.6- Definição dos dispositivos de proteção com relação a sua localização (McGRAW-EDISON COMPANY). 30

31 Seletividade Elo Fusível Elo Fusível Existem dois princípios básicos que devem ser levados em conta antes de se analisar de fato a seletividade entre fusíveis. - O dispositivo protetor deve eliminar uma falta seja ela temporária ou permanente antes que o dispositivo protegido (fusível) interrompa o circuito ou haja desligamento permanente (por religador ou disjuntor) do circuito. - Desligamentos causados por faltas permanentes devem se restringir a menor região possível e no menor tempo possível. 31

32 Seletividade Elo Fusível Elo Fusível Um exemplo simples da seletividade de um sistema está mostrado na Figura 6.7, onde a SE recebe energia de uma LT, abaixando a tensão para o nível de distribuição. A energia então é entregue aos consumidores por meio dos transformadores de distribuição. 3 A B H 1 Subestação Religador 4 C 2 D 5 Transformador de Distribuição 6 E F G Carga Carga Carga FIGURA 6.7- Exemplo típico de seletividade entre fusíveis de um sistema de distribuição (McGRAW- EDISON COMPANY). 32

33 Seletividade Elo Fusível Elo Fusível Os dispositivos de proteção nessa ilustração estão localizados em pontos estratégicos de modo a permitirem a seletividade. O dispositivo A está na subestação. Os dispositivos C e H estão no alimentador principal. O dispositivo B está em um ramal do alimentador principal. O dispositivo D está no lado primário do transformador de distribuição e os dispositivos E, F e G são fusíveis relacionados à carga no lado secundário do transformador de distribuição. Todos os dispositivos devem ter sido selecionados adequadamente para suportar a corrente de carga e responder de forma segura às correntes de falta. 33

34 Seletividade Elo Fusível Elo Fusível Com relação ao dispositivo H, o dispositivo C é o dispositivo protegido. Para uma falta no ponto 1, o dispositivo C não deve abrir e o dispositivo H deve interromper a corrente de falta. Já em relação ao dispositivo A, o dispositivo C é o dispositivo protetor e deve interromper a corrente para uma falta permanente no ponto 2 antes que o dispositivo A opere desligando o circuito. O dispositivo B também é o dispositivo protetor para A e deve operar similarmente a C para uma falta no ponto 3. O dispositivo A só opera quando a falta ocorre entre os dispositivos A e C ou A e B, tal como no ponto 4. Para uma falta no ponto 5, o dispositivo D opera, excluindo esse trecho faltoso do sistema. Para uma sobrecarga no lado secundário do transformador de distribuição, no ponto 6, o dispositivo E deve interromper a corrente no trecho por ele protegido, permitindo desse modo que o transformador continue a alimentar os consumidores conectados a outros sub-ramais, protegidos por F e G, no seu lado secundário. 34

35 Seletividade Elo Fusível Elo Fusível A seletividade entre elos-fusíveis deve obedecer os seguintes critérios: A coordenação deve ser realizada considerando a máxima corrente de curto-circuito e a corrente de curto-circuito fase-terra mínima, no ponto de instalação do elo fusível protetor. Se não for possível a coordenação para ambos os valores de corrente, utilizase a corrente de curto-circuito fase-terra mínimo, tendo em vista ser este o mais provável de ocorrer (ELETROBRAS, 1982). Assim, a seletividade poderá ser perdida para defeitos entre fases. Em sistemas trifásicos a quatro fios, onde o condutor neutro é contínuo e interligado à malha da subestação, a coordenação deverá ser realizada considerando a máxima corrente de curto-circuito no ponto de instalação do elo protetor. Se não for possível a coordenação para este valor de corrente, utiliza-se a corrente de curto-circuito faseterra (franco), tendo em vista que este tipo de defeito é possível de ocorrer. 35

36 Seletividade Elo Fusível Elo Fusível Caso o elo protetor seja o do transformador de distribuição, a coordenação com o elo protegido será desprezada, se essa coordenação acarretar em um valor muito elevado do elo protegido, prejudicando a seletividade da proteção do circuito primário. Quando existir elevado número de fusíveis em série poderá ser impraticável a seletividade do sistema. Neste caso, deve ser reduzida a quantidade de fusíveis ou ser instalado um religador ou seccionalizador. Elos fusível tipo H não devem ser utilizados na proteção de circuitos primários, reservandoos para a proteção de transformadores de distribuição, pois são lentos e adequados a esse fim. Para proteção de circuitos primários utilizam-se os elos do tipo K e T. Para ampliar a faixa de coordenação e reduzir ao mínimo os tipos de elos fusíveis utilizados, deve-se optar sempre que possível pela utilização ou dos elos preferenciais (6, 10, 15, 25, 40, 65, 100, 140 e 200K) ou dos elos não-preferenciais (8, 12, 20, 30, 50 e 80K). 36

37 Seletividade Elo Fusível Elo Fusível Obedecendo a esses critérios, a coordenação Fusível-Fusível pode ser obtida por três métodos: Usando curvas características de fusíveis. Usando as tabelas de coordenação preparadas pelos fabricantes de fusíveis. Usando uma regra de procedimento prático. 37

38 Seletividade Elo Fusível Elo Fusível Primeiro método (Curvas características) A seletividade entre o elo fusível protegido e o protetor é considerada satisfatória quando o tempo máximo de interrupção do elo fusível protetor for no máximo 75% do tempo mínimo de fusão do elo protegido, em toda a faixa de coordenação, como mostra a Figura 6.8. Nesse caso, é necessário que o tempo total do fusível protetor não exceda a 75% do tempo mínimo de fusão do fusível protegido. A margem percentual de 25% foi escolhida por levar em consideração algumas variáveis de operação, tais como pré-carregamento, temperatura ambiente e a fusão parcial do fusível devido a curta duração da corrente de falta. 38

39 Seletividade Elo Fusível Elo Fusível Naturalmente, se não houver nenhuma intersecção entre as duas curvas mencionadas, é obtida uma coordenação completa em termos de seletividade. Entretanto, se houver algum ponto de intersecção entre as duas curvas, o valor da corrente associada a este ponto será o limite de uma coordenação parcial obtida (GÖNEN, 1986). Fonte A Fusível Protegido B Fusível Protetor Falta Carga Curva mínima de Fusão do Fusível A Curva com 75% dos tempos da Curva mínima de Fusão do Fusível A Curva máxima de Fusão do Fusível B Tempo Região de Coordenação Corrente 39

40 Seletividade Elo Fusível Elo Fusível Segundo método (Método da Coordenação) É estabelecido o uso de tabelas de coordenação desenvolvidas pelos fabricantes dos fusíveis (GÖNEN, 1986). Este método é considerado o mais conveniente na coordenação entre fusíveis, sendo geralmente o mais utilizado (McGRAW- EDISON COMPANY). As Tabelas 6.2 e 6.3 foram desenvolvidas pela companhia General Electric para os fusíveis rápidos (K) e lentos (T). Essas tabelas mostram a máxima corrente de falta na qual a coordenação entre fusíveis é garantida. Neste caso, os fusíveis são tomados dois a dois, sendo as tabelas baseadas na margem de 25% descrita no primeiro método. Nesse caso, a determinação da curva de tempo total não é necessária já que o valor máximo da corrente de falta para uma determinada combinação de fusíveis em série é dado pelas tabelas (GÖNEN, 1986). 40

41 Seletividade Elo Fusível Elo Fusível TABELA COORDENAÇÃO ENTRE FUSÍVEIS DO TIPO K (McGRAW-EDISON COMPANY). TABELA COORDENAÇÃO ENTRE FUSÍVEIS TIPO T (McGRAW-EDISON COMPANY). 41

42 Seletividade Elo Fusível Elo Fusível Para ampliar a faixa de coordenação entre os fusíveis e reduzir ao mínimo os tipos de fusíveis utilizados, deve-se optar sempre que possível ou por elos preferenciais (6, 10, 15, 25, 40, 65, 100, 140 e 200K) ou pelos não-preferenciais (8, 12, 20, 30, 50 e 80K). Ambos os grupos preferenciais e não-preferenciais são séries completas e aceitáveis entre si. Com isso, na implantação de elos com finalidade de proteção escolhe-se um grupo excluindo-se o outro. Isso porque não existe seletividade entre elos preferenciais e não-preferenciais adjacentes (GUIGUER, 1988). Como o número de elos preferenciais é superior ao número de elos nãopreferenciais, adota-se normalmente os elos preferenciais em sistemas de distribuição, porque aumenta a flexibilidade operativa (GUIGUER, 1988). 42

43 Seletividade Elo Fusível Elo Fusível Terceiro método (Regra do procedimento prático) Aqui, usam-se elos preferenciais do tipo T com elos preferenciais do tipo T ou vice-versa (não-preferenciais do tipo T com não-preferenciais do tipo T), ou elos não-preferenciais do tipo K com elos não-preferenciais do tipo K ou vice-versa (preferenciais do tipo K com preferenciais do tipo K). Pode-se usar esse método para os dois tipos de fusíveis mais empregados: K e T. A regra estabelece que: Para os elos do tipo K, é prevista uma coordenação satisfatória entre fusíveis até uma corrente 13 vezes a nominal do fusível protetor, tanto entre os elos preferenciais adjacentes, quanto pelos elos não-preferenciais adjacentes. Para os elos do tipo T, é prevista uma coordenação satisfatória entre fusíveis até uma corrente 24 vezes a nominal do fusível protetor, tanto entre os elos preferenciais adjacentes, como entre elos não-preferenciais adjacentes. 43

44 Seletividade Elo Fusível Elo Fusível As regras práticas revelam-se extremamente úteis em sistemas onde a corrente de carga e a corrente de falta decaem proporcionalmente a medida que os pontos de estudo para a coordenação se afastam da subestação. É bom lembrar que, independente do método a ser usado, quando existir um elevado número de fusíveis em série, poderá ser impraticável a coordenação seletiva do sistema. Nesse caso, deve ser reduzida a quantidade de fusíveis em série ou, se possível, instalar um religador ou seccionalizador. Também, não se devem usar fusíveis do tipo H para proteção de circuitos primários, reservando este tipo de fusível somente para a proteção de transformadores de distribuição. 44

45 Seletividade Elo Fusível Elo Fusível TABELA DE FUSÍVEIS TIPO H - PARA TRANSFORMADORES DE DISTRIBUIÇÃO TABELA DE COORDENAÇÃO ENTRE ELOS FUSÍVEIS TIPO K E TIPO H 45

46 Seletividade Elo Fusível Elo Fusível 46

47 Seletividade Elo Fusível Elo Fusível Dimensionamento de chave e elo fusível 13,8 kv Subestação Icc 3F Icc FT Icc FT Icc FT min Legenda Correntes de curto-circuito (A) Ponto I carga máx no 5º ano= 13 A elos fusíveis disponíveis Elo I de carga Max (A) I elo 300 (A) I 0,13 (A) 10K K K K Potência instalada = R 3x15 kva 8x75 kva 65K

48 R R Seletividade Elo Fusível Elo Fusível 13,8 kv EXEMPLO DE APLICAÇÃO 18,4 A 500 kva Subestação kva 2 Legenda Icc 3F Icc FT Icc FT min Correntes de curto-circuito (A) kva Ponto R 150 kva 30 kva 48

49 Seletividade Elo Fusível Elo Fusível Exemplo de relação entre o curto-circuito fusível e o elo fusível 13,8 kv Subestação 100K I carga máx = 80 A 49

50 Seletividade Elo Fusível Elo Fusível EXERCÍCIO: Fazer o estudo de seletividade tomando como base o valor da corrente de curto-circuito mínimo, já que este tipo de defeito é o que ocorre com mais freqüência. Note que neste caso poderão ocorrer descoordenações para defeitos trifásicos, bifásicos ou fase-terra máximo. Considere uma taxa anual de crescimento da carga de 8 % e um horizonte de estudo de 2 anos. 50

51 Seletividade Elo Fusível Elo Fusível 13,8 kv Subestação 21 A Icc 3F Icc FF Icc FT min Legenda Correntes de curto-circuito (A) Ponto A A A 9 A A A