CONSTRUÇÃO DO FÓRUM DA COMARCA DE UBERABA AV. MARANHÃO COM AV. CORONEL ANTÔNIO RIOS, S/N B. UNIVERSITÁRIO

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1 CONSTRUÇÃO DO FÓRUM DA COMARCA DE UBERABA AV. MARANHÃO COM AV. CORONEL ANTÔNIO RIOS, S/N B. UNIVERSITÁRIO MEMORIAL DESCRITIVO DA SUBESTAÇÃO ELÉTRICA ELÉTRICO-SUBESTAÇÃO ABRIGADA 2MVA 1/6

2 NOVO FÓRUM DA COMARCA DE UBERABA SUMÁRIO 1. CÁLCULO DAS CORRENTES NOMINAL E DE PARTIDA 2. CÁLCULO DA CORRENTE DE MAGNETIZAÇÃO DO TRANSFORMADOR 3. CÁLCULO DO PONTO ANSI DO TRANSFORMADOR 4. DETERMINAÇÃO DA RELAÇÃO DE TRANSFORMAÇÃO DOS TC s DE PROTEÇÃO 5. CÁLCULO DOS PONTOS E AJUSTES DO RELÉ DE PROTEÇÃO SECUNDÁRIA 5.1. AJUSTE DA UNIDADE INSTANTÂNEA FUNÇÃO 50 (FASE) 5.2. AJUSTE DA UNIDADE TEMPORIZADA FUNÇÃO 51 (FASE) 5.3. AJUSTE DA UNIDADE INSTANTÂNEA FUNÇÃO 50N (NEUTRO) 5.4. AJUSTE DA UNIDADE TEMPORIZADA FUNÇÃO 51N (NEUTRO) 6. CONCLUSÃO 7. TABELAS DE PARAMETRIZAÇÃO DESCRIÇÃO DO PROJETO Projeto para alimentação do Novo Fórum da Comarca de Uberaba, localizado na Av. Maranhão com Av. Coronel Antônio Rios, s/n, bairro Universitário, na cidade de Uberaba, Minas Gerais, propondo subestação abrigada de 13,8 KV 380/220V e 220/127V capacidade 2000kVA. A memória de cálculo aqui apresentada está em conformidade com a norma ND-5.3 da Cemig, de agosto de A proteção primária geral será instalada na subestação abrigada, e deverá ser feita através de um disjuntor de média tensão a ser acionado por um sistema de relés (proteção secundária) microprocessados. Os relés microprocessados (funções 50/51, 50N/51N) serão conectados a três transformadores de corrente (TC's de proteção), e a um transformador de potencial (TP's de proteção) e a um sistema No-break, de modo a constituir um circuito para atuar na abertura do disjuntor de média tensão. O valor de corrente de curto-circuito trifásico disponibilizado pela Cemig no dia 11 de dezembro de 2008 é 2164A. 1 Cálculo das Correntes Nominal e de Partida 2/6

3 A corrente nominal In deve ser calculada a partir da Demanda máxima (que será a demanda contratada) de acordo com o projeto considerando-se, no mínimo, o fator de potência de referência 0,92. Assim, In = W / (1,73 x V x 0,92), onde: W Demanda máxima em kw; V É a tensão nominal entre fases em kv (13,8kV); Temos que a demanda máxima em kva da edificação é de 1940, segundo projeto. Considerando-se o fator de potência de 0,92, a demanda contratada em kw será de 1785 kw. A corrente nominal do relé Ip será 1,1 x In, considerando que pode haver ultrapassagem de 10% da demanda contratada. Logo, o valor de In será: In = 1785 / (1,73 x 13,8 x 0,92) = 81,27A O valor de Ip será: Ip = 1,1 x In = 1,1 x 81,27 = 89,40A Se a demanda contratada não for a declarada no projeto, este deverá ser revisado quanto ao coordenograma e ajustes de relés e, eventualmente, deverão ser substituídos os TC's de proteção. 2 Cálculo da Corrente de Magnetização do Transformador Correntes nominais dos transformadores: 500 kva In = 500 / 1,73 x 13,8 = 20,94 A Im = 167,52 A 1000 kva In = 1000 / 1,73 x 13,8 = 41,89 A Im = 335,12 A Assim para toda a instalação teremos corrente de magnetização Irush para um transformador de 1000kVA e dois transformadores de 500kVA: Im = 335, , ,94 = 377,00 A por 0,1s 3 Cálculo do Ponto ANSI do Transformador Considerando a impedância porcentual dos transformadores igual 5,0% Iansi = (100 / Z%) x In = 20 x In 500kVA - Iansi = 20 x In = 20 x 20,94 = 418,8A, por 3 Seg. 1000kVA - Iansi = 20 x In = 20 x 41,89 = 837,8A, por 3 Seg. No caso de falta fase-terra este valor, para transformador triângulo-estrela com neutro solidamente aterrado (válido para os transformadores de unidades consumidoras da Cemig), é 0,58 vezes o valor de Iansi. Inansi = 0,58 x 1625,40 = 942,73A por 3s. 4 Determinação da Relação de Transformação dos TC's de Proteção 3/6

4 Com a corrente nominal da instalação In = 81,27A, e considerando o fator de sobrecarga igual a 1,1 (10% a mais na demanda contratada), temos: Ip = In x 1,1 = 81,27 x 1,1 = Ip = 89,40A Com isto, temos um TC de 100:5 ou uma Relação de Transformação de Corrente (RTC) de 20:1. Porém, os TC's devem possuir uma corrente primária tal que o maior valor de curto-circuito não a exceda em 50 vezes. Com uma corrente de curto-circuito da ordem de 2164 A (fornecida pela Cemig), temos que o TC deve medir 2164 / 100 = 21,64A. Logo, considerando-se o critério da saturação descrito acima, o TC utilizado será o 100:5, ou com uma RTC de 20:1. 5 Cálculo dos Pontos e Ajustes do Relé de Proteção Secundária Teremos a utilização de dois relés microprocessados como proteção secundária: o relé PEXTRON URPE-7104 será utilizado como referência nas funções 50/51 e 50N/51N, para este estudo (ver manuais de operação em anexo). Caso sejam adquiridos relés com outras características, o estudo da proteção deverá ser revisado Ajuste da Unidade Instantânea Função 50 (Fase) A unidade instantânea do relé deverá ser ajustada em um valor superior à corrente de magnetização Im dos transformadores, devendo também coordenar com o ponto ANSI dos mesmos. If50 = Im x 1,05 = 377,00 x 1,05 = 395,85 em 13,8 KV Referidos ao secundário do TC = 395,85 / 20 = 19,79A A unidade instantânea de fase atuará para uma corrente primária a partir de 395,85A Ajuste da Unidade Temporizada Função 51 (Fase) A unidade de fase temporizada começará a atuar a partir de Ip. Logo, a partir de um valor de corrente primária de 89,40A ou 4,47A referidos ao secundário do TC. If51 = 89,40A em 13,8kV Referidos ao secundário do TC = 89,40 / 20 = 4,47A Consultando o Manual do Relé Pextron URPE-7104, avaliando sua curva característica Extremamente Inversa (em anexo) e ainda utilizando o resultado apresentado acima, temos que o dial escolhido será o de 0, Ajuste da Unidade Instantânea Função 50N (Neutro) Será considerado como desequilíbrio máximo 30% da corrente de ajuste de fase (função 50). In50 = 0,30 x If50 = 0,30 x 395,85 = 118,76A Referidos ao secundário do transformador = 118,76 / 20 = 5,94A 4/6

5 5.4. Ajuste da Unidade Temporizada Função 51N (Neutro) Será considerado como desequilíbrio máximo 30% da corrente de ajuste de fase (função 51). In51 = 0,30 x Ip = 0,30 x 89,40 = 26,82A ou In51 = 26,82 / 20 = 1,34A referidos ao secundário do TC. 6 Conclusão Conforme o diagrama de coordenação (Coordenograma) apresentado no projeto, verificamos que o sistema de proteção a ser utilizado no circuito de média tensão atende aos critérios de coordenação e seletividade com o ponto ANSI, corrente de magnetização do transformador e com o elo fusível no ponto de entrega da rede de média tensão da Cemig. Ajustes dos relés Digitais: Relação do TC 20:1 Corrente de partida da unidade temporizada de fase 51 19,59A (1,96A) Corrente de ajuste da unidade instantânea de fase 50 89,02A (8,90A) Corrente de partida da unidade temporizada de neutro 51N 5,88A (0,59A) Corrente de partida da unidade instantânea de neutro 50N 26,71A (2,67) Curva característica extremamente inversa Dial de tempo para fase 0,10 Dial de tempo para neutro 0,10 Os valores de corrente estão referidos à tensão de 13,8 KV (entre parênteses: valores referidos ao secundário do TC de proteção). 7 - Tabela de Parametrização do Relé 50/51 e 50N/51N: VALORES DE AJUSTE Parâmetro Fases(A-B-C) Neutro RTC I partida 89,40 26,82 Curva EI EI D.T. 0,1 0,1 I inst. 395,85 118,76 Belo Horizonte, 12 de dezembro de Eng. Eletricista Ricardo Malta de Deus CREA /D 5/6

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