Estudo de Coordenação e Seletividade

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1 Estudo de Coordenação e Seletividade Memorial de Cálculo Obra: Subestação Abrigada 750kVA para Pavilhão Industrial de Reciclagem Proprietário: Prefeitura Municipal de Ponte Preta - RS Localização: Parte do Lote Rural nº 14, da Linha Seis, da 2º Seção Cravo OBJETIVO O presente memorial tem como objetivo o cálculo dos ajustes do relé de proteção da subestação do Pavilhão Industrial de Reciclagem, de modo a obter coordenação e seletividade com a proteção da concessionária. A subestação será do tipo abrigada, com um transformador de 750kVA. 1. CÁLCULO DAS CORRENTES DE CURTO-CIRCUITO NA SUBESTAÇÃO 1.1. Dados do ponto de entrega da RGE Correntes de Curto Circuito Corrente de curto circuito trifásico simétrico = 546A Corrente de curto circuito trifásico assimétrico = 555 A Corrente de curto circuito fase-terra = 475 A Impedâncias do Sistema Impedância Seq. (+) = 5, j 5,2275pu Impedância Seq. (0) = 5, j 9,6942pu Impedâncias dadas para as bases: Potência de base = 100MVA Tensão de base = 13,8kV 1.2. Valores de bases adotados Barra de 13,8kV Potência de base Tensão de base =100 =13,8

2 Corrente de base Impedância de base = =4.183,7 3 13,8 = 13,8 100 =1,90 Ω Barra de 0,38kV Potência de base Tensão de base =100 =0,38 Corrente de base Impedância de base = = ,3 3 0,38 = 0, =0,00144 Ω 1.3. Dados da Instalação Transformadores TAG Potência Nom. (kva) Tensão Prim. (kv) Tensão Sec. (kv) Impedância Status TR ,8 380/220 4,6% Novo Cabos de MT Trecho Cabo Resistência (Ω/km) Reatância (Ω/km) Comprimento (m) Tomada de Energia N/A N/A N/A N/A Entrada Subterrânea 35mm² Cobre 0,669 0,168 20

3 1.4. Diagrama de Impedâncias 1.5. Cálculo das Impedâncias do Sistema Z = 5, j 5,2275 pu Z = 0,02 (0,669+j 0,168) Z = 0,0134+j 0,0034 1,9 =0,00705+j 0,00178 pu = 4,6 100 =0,046 = 6, ,750

4 1.6. Correntes de curto circuito na Subestação Lado de MT do transformador (Ponto A) Como pode ser visto no item 1.5, a impedância do sistema (Z ) é muito maior do que a impedância do cabo de entrada da subestação (Z ), de forma que a impedância no ponto A pode ser considerada como sendo igual à impedância do sistema. Assim, as correntes de curto circuito neste ponto são iguais às fornecidas pela concessionária. Portanto, estas serão utilizadas diretamente no coordenograma Lado de BT do transformador (Ponto B) Desconsidera-se também o cabo de MT da entrada, pelo mesmo motivo do item anterior. - Corrente de curto circuito trifásico simétrico _ = Z + Z + Z =5,6103+ j 11,36 pu _ =12,67 I = 1 Z _ = 1 =0, ,677 I =0,07893 =0, ,3 =., 2. AJUSTE DAS PROTEÇÕES 2.1. Informações Iniciais - Corrente Nominal no primário (750kVA) 2.2. Proteção do transformador =31,4 A proteção do transformador será feita diretamente pelo disjuntor geral de MT e relé de proteção de sobrecorrente, parametrizado conforme itens 2.3 e 2.5. A especificação do disjuntor se encontra no memorial descritivo Especificação de Instrumentos e Equipamentos Auxiliares TC de Proteção: 1 TC por fase, ligação secundário em estrela para conexão de entrada no relé tipo neutro residual. Especificação: 50/5A (RTC = 10),

5 classe 15kV, classe de exatidão 10B50, NBI 110kV, fator térmico 1,5 x limite de efeito térmico 80 x, efeito dinâmico 200 x (1 ciclo), fator de sobrecorrente 20 x Relé de Proteção: relé de proteção digital, microprocessado, com funções de sobrecorrente 50/50N, 51/51N, modelo URPE 7104T 5A Vca/Vcc, fabricante Pextron Nobreak: de 600VA para alimentação do relé de proteção e comando do disjuntor de MT. Entrada e saída 115Vca, tipo online dupla conversão, onda senoidal pura TP: 1 transformador de potencial, entrada 13,8kV, saída 115Vca, classe 15kV, mínimo 600VA, para alimentação do nobreak Proteção geral da instalação - Ajuste das Proteções de fase Corrente de pick-up Demanda = 491,6kVA (dado do cálculo de demanda), considerando pior caso sem correção do Fator de PotênciA (FP=0,7) Corrente nominal de demanda com FP baixo: _ = 491,6 =20,6 3 13,8 Como a corrente nominal de demanda para baixo FP é menor que a corrente nominal da instalação, utilizaremos a corrente nominal da instalação. = 1,2 = 1,2 31,4 = ajuste da corrente de partida Para obter seletividade com o fusível 35K a montante na derivação da concessionária, o dial de tempo do relé deverá ser regulado em 0,15, conforme coordenograma. A corrente de partida da unidade de tempo definido de fase deverá ser de 350A com tempo definido de atuação da unidade instantânea de fase de 0,1s, para ter seletividade com o fusível 35K da concessionária, no curto circuito. A corrente da unidade instantânea de fase (atuação em menos de 40ms) deverá ser de 450A. A tabela abaixo resume os ajustes da proteção de fase do relé, com valores de corrente referidos ao primário do TC.

6 Parâmetro Proteção de Valor Ajuste Ajuste no Relé Relação TC Fase I partida Fase 38 A 3,8 Curva Fase E. I. E. I. Dial tempo Fase 0,15 s 0,15 I de tempo definido Fase 350 A 35 Tempo definido Fase 0,1 s 0,1 I instantâneo Fase 450 A 45 Ajustes da proteção de Fase A figura 01 apresenta o coordenograma das curvas do relé, fusível 35K da derivação de média tensão, equipamento a montante da concessionária (religador) e do transformador de 750kVA (ponto da corrente de Inrush ao ponto ANSI) 100 RELE 01 [F] Curto 3f Trafo 750kVA Concessionária Fusível 35K 10 Tempo [s] 1 0,1 I[A] ,01 Figura 01 Coordenograma de Fase 2.5. Proteção geral da instalação - Ajuste das Proteções de neutro

7 As proteções de neutro deverão ser ajustadas conforme conforme indicado na tabela abaixo, visando a coordenação com a proteção da concessionária. Parâmetro Proteção de Valor Ajuste Ajuste no Relé Relação TC Neutro I partida Neutro 15 A 1,5 Curva Neutro N.I. N.I. Dial tempo Neutro 0,15 s 0,15 I de tempo definido Neutro 40 A 4 Tempo definido Neutro 0,1 s 0,1 I instantâneo Neutro 60 A 6 Ajustes da proteção de Neutro 100 RELE 01 [N] Trafo 750kVA Curto Fase Terrat Concessionária 10 Tempo [s] 1 0,1 I[A] ,01 Figura 02 Coordenograma de Neutro

8 2.6. Cálculo de saturação do TC de proteção Fator de sobrecorrente =20 Corrente de curto circuito considerada para cálculo (trifásica assimétrica) I =455 A Para o TC com relação de 10 (50/5), a corrente de saturação no primário do TC é: I = 50=1000 Como a corrente de curto circuito trifásico assimétrica considerada é menor que o valor da corrente de saturação, o TC de proteção não satura e está adequado Proteção na BT do transformador de 750kVA Para proteção geral de baixa tensão após o transformador de 750kVA, deverá ser utilizado um disjuntor com a seguinte especificação: - Disjuntor caixa moldada com corrente nominal de 1250A, nível de interrupção mínimo em curto circuito de 20kA, com ajuste de unidade térmica e magnética. A corrente nominal deverá ser ajustada pela corrente nominal do transformador, sendo 1140A. O ajuste de unidade magnética deverá estar em 8xIn do disjuntor, sendo 10kA. Como sugestão, é indicado o disjuntor da marca Siemens, modelo 3VL SB36.

9 CONCLUSÃO Com o estudo realizado, conclui-se que são não é possível realizar coodernação e seletividade entre o disjuntor de média tensão, o elo fusível 35K; a ser instalado na derivação da rede de média tensão; e o religador a montante da concessionária, de forma a respeitar o critério de 300ms entre as curvas. Assim, será necessário um ajuste na proteção do religador, de forma a distanciar sua atuação das curvas do elo fusível e do disjuntor de média tensão. Erechim - RS, 12 de Janeiro de PREFEITURA MUNICIPAL DE PONTE PRETA - RS CNPJ / Engº Eletricista Cezar A. Tonin CREA-MT D