CORRENTE DE CURTO-CIRCUITO

Transcrição

1 COENTE DE CUTO-CICUITO MÉTODO SIMPLIFICADO POF. MACOS FEGÜTZ abril/014

2 INTODUÇÃO

3 APLICAÇÃO DAS COENTES DE CUTO-CICUITO - CUTO-CICUITO TIFÁSICO Ajuste dos dispositivos de proteção cotra sobrecorretes; Capacidade de iterrupção dos disjutores; Capacidade térmica de cabos e equipametos; Capacidade diâmica dos equipametos; Capacidade diâmica de barrametos, - CUTO-CICUITO FASE-TEA Ajuste míimo dos dispositivos de proteção cotra sobrecorrete; Seção míima dos codutores de uma malha de terra; Limite das tesões de passo e toque; Dimesioameto do resistor de aterrameto (Sistema IT).

4 Fórmula da Correte de Curto-Circuito I CC t x I x se( ωt + β θ ) e C T CS x se( β θ ) Composição da Correte de Curto-Circuito (loge do gerador) Icc valor istatâeo da correte de curto-circuito um istate de tempo específico; Ics valor eficaz da correte de curto-circuito simétrica; Icim valor de pico ou impulso da correte de curto-circuito; Ica valor eficaz da correte de curto-circuito assimétrica; t tempo de duração do defeito o poto cosiderado da istalação; Ct costate de tempo C X t x π x f x esistêcia do circuito desde a fote até o poto de defeito; X eatâcia do circuito desde a fote até o poto de defeito.

5 FATO DE ASSIMETIA Em virtude da costate de tempo da compoete cotíua depeder da esistêcia () e eatâcia (X) medida desde a fote até o poto de defeito, há uma relação etre aos valores eficazes das corretes simétricas e assimétricas, dado pela seguite equação: FATO DE ASSIMETIA (Fa) O Fa pode ser calculado para diferetes valores da costate de tempo e do tempo. Como e X deverão ser valores cohecidos, é usual, se defiir um tempo e calcular Fa em fução da relação X/. Na literatura é recomedado utilizar t4,16ms, que correspode a ¼ do ciclo de 60Hz, ou seja, o valor de pico do primeiro semi-ciclo da correte assimétrica (correte de impulso)

6 COENTE DE IMPULSO Em termos de especificação da proteção, os disjutores devem satisfazer à correte de impulso. Sedo a correte de impulso o valor de pico da correte assimétrica, pode-se escrever:

7 METODOLOGIA GEAL DO CÁLCULO A determiação da correte de curto-circuito, em qualquer poto da istalação elétrica, é baseada as IMPEDÂNCIAS evolvidas o sistema. A premissa simplificadora é que se calculará a correte de curto-circuito descosiderado a impedâcia equivalete do sistema formado pela geração/trasmissão/distribuição. Ou seja, apeas serão cosideradas as seguites impedâcias: - Impedâcia dos Trasformadores; - Impedâcias dos Motores e Geradores; - Impedâcias dos Cabos e Barrameto. Portato, o primeiro passo para a realização dos cálculos das corretes de curto-circuito é trasformar a istalação em seu equivalete em impedâcias, o qual pode ser obtido através do diagrama uifilar da istalação.

8 Equivalete em Impedâcias

9 - Trasformadores Impedâcia dos Compoetes

10 - Cabos ρ. L A ρ - resistividade do cobre 0, Ωmm L - comprimeto do cabo em m A - área da seção trasversal do cabo - úmero de codutores por fase / m X X. t L X t - 0,096 mω/m para cabos

11 - Barrametos de Cobre ρ. L A X X b. L X b - 0,144 mω/m

12 SEQUÊNCIA DE CÁLCULOS - COENTE DE CUTO-CICUITO TIFÁSICO SIMÉTICA (Ics) I cs V 3xZ - COENTE DE CUTO-CICUITO TIFÁSICO ASSIMÉTICA (Ica) I ca F a xi cs ( t ) C X C t 377x t F a 1+ e - IMPULSO DA COENTE DE CUTO-CICUITO (Icim) I cim xi ca - COENTE BIFÁSICA DE CUTO-CICUITO (Icb) - Trasformador Se for descosiderada a resistêcia do erolameto, etão: I cs I Z % x100

13 EXEMPLO 150kVA 13,8kV/380V Z% 3,5 e Pw050W 1x10mm/fase Comprimeto de 1m 0,1868mΩ/m X0,1076mΩ/m QGD -Trasformador Ω Ω Ω m Z X m x x S V x xs P m x x S V Z Z W 30,9 (13,5) (33,7) 13, , ,4% , , % % % - Cabo Ω Ω m x L X X m x xl c c 1,9 1 0,1076.,4 1 0,1868

14 CICUITO EQUIVALENTE A impedâcia equivalete, por fase, vista o poto de falta, será: X Z eq eq eq 13,5m +,4m 30,9m + 1,9m 15,7mΩ 15,7 + j31, ( mω) 31,mΩ 34,9 63,3 o (mω)

15 CÁLCULO DAS COENTES - I cs I cs V 3xZ 380 I cs 6, 3kA 3x34,9 - I ca 3 X 31, x10 C t 5, 3ms 3 377x 377x15,7 x10 F a 1+ e ( t C t ) 1+ e x4,16m 5,3m 1, Ica Fa xics 1, x6,3x10 3 7, 6kA - I cim I xi x7,6ka 10, ka cim ca 7 - I cb 3 3 Icb xics x6,3x10 3 5, 4kA

16 DIMENSIONAMENTO DO DISJUNTO

17 COENTE FASE-TEA DE CUTO-CICUITO A correte fase-terra de curto-circuito pode ocorrer de dois modos distitos: a) Cotato da Fase com o Codutor de Proteção ( TEA ) QGF I cc I cc TAFO CABO Neste caso, a limitação da correte de curto se dará tão somete devido às impedâcias do trasformador e do cabo, ou seja, percurso puramete metálico, o que acarreta a meor impedâcia e a maior correte.

18 b) Cotato da Fase é feita através do cotato com o SOLO QGF I cc TAFO CABO I cc Neste caso, a limitação de correte se dará pela impedâcia do percurso costituído pela impedâcia do trafo, do cabo, do cotato cabo/solo, do solo e da malha de aterrameto, ou seja, tem-se máxima impedâcia e míima correte.

19 Cálculo da Correte de Curto-Circuito Fase-Terra Máxima Ode,

20 A impedâcia de sequêcia zero dos cabos deve ser calculada, em pu, por:

21 Cálculo da Correte de Curto-Circuito Fase-Terra Míima I cft I cft esistêcia de Cotato Cabo-Solo esistêcia da Malha de Aterrameto esistor de Aterrameto

22 EXEMPLO 1000KVA 13,8kV/380V Z% 5,5 e Pw11KW 4x300mm /fase Comprimeto de 15m 0,0781mΩ/m X0,1068mΩ/m 0 1,8781mΩ/m X 0,4067mΩ/m QGD barras x1/ /fase Comprimeto de 5m 0,073mΩ/m X0,1530mΩ/m 1x10mm /fase Comprimeto de 130m 0,1868mΩ/m X0,1076mΩ/m 0 1,9868mΩ/m X 0,5104mΩ/m CCM -Trasformador - Cabo 300mm Z Z % V ,5. 7,94mΩ S x x100 c1 xl 0,0781x15 0,9mΩ 4 % PW 10xS ,1% 10x1000 X c1 X. L 0,1068 x15 0,4mΩ 4 % V ,1. 1,6mΩ S x x100 c10 1,8781 x15 xl 7,04mΩ 4 X Z (7,94) (1,6) 7,8mΩ X c10 X. L,4067x15 9,03mΩ 4

23 - Barrameto do QGD - Cabo 10mm b1. L N b 0,076x5 0,07mΩ X c c xl 0,1868 x130 4,8mΩ X. L 0,1076 x130 14,0mΩ X b1 X. L 0,1530 x5 0,38mΩ c0 xl 1,9868 x130 58,3mΩ - Impedâcia Total X c0 X. L,5104x130 36,4mΩ - Impedâcia Total de sequêcia zero dos cabos

24 - Valores Base - Impedâcias em pu

25 Correte de Curto-Circuito Fase-Terra Máxima Correte de Curto-Circuito Fase-Terra Míima