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ENGENHARIA ELÉTRICA PROJETO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS II luis.nodari/Disciplinas... · PDF file Correntes de Curto Circuito Correntes de Curto-Circuito entre Fase e Terra Contato

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  • Prof. Luís Nodari

    PROJETO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS II

    1

    Prof.: Luís M. Nodari

    [email protected] http://www.joinville.ifsc.edu.br/~luis.nodari/

    ENGENHARIA ELÉTRICA

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    Correntes de Curto-Circuito em Instalações Elétricas

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    1- Correntes de curto-circuito 2- Cálculo das correntes de curto circuito - Método Simplificado. 3- Cálculo das correntes de curto circuito - Método Geral. 4 - Bibliografia

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    As correntes de curto circuito são geralmente causadas pela perda de ‐ isolamento de um ou mais elementos energizados do circuito. (cabo, transformador, motor)

    Correntes de Curto Circuito

    O projeto do sistema de proteção depende diretamente da estimação das correntes de curto circuito, garantindo a segurança e correta operação dos ‐ circuitos, mesmo em momentos de crise.

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    Correntes de Curto Circuito Corrente simétrica Corrente parcialmente assimétrica

    Corrente totalmente assimétrica Corrente assimétrica e simétrica

    *Nível CC contínuo

    *Nível CC contínuo

    *Nível CC variável

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    Correntes de Curto Circuito

    Simétrico e variável no tempo até atingir regime permanente.

    Comportamento de um curto circuito nos terminais de um Gerador Síncrono‐

    Reatância subtransitória (Xd’’): inicial ou de dispersão. Tipicamente Td’’=50 ms

    Reatância transitória (Xd’): total de dispersão ou do eixo direto Tipicamente Td’=1500 a 6000 ms Reatância síncrona (Xs): Somatório de todas as reatâncias internas do gerador. Tipicamente Td =100 a 600 ms

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    Correntes de Curto Circuito Curto circuito distante dos terminais do gerador‐

    Considerando:

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    Correntes de Curto Circuito

    Corrente de Curto Assimétrica Instantânea

    Onde: Icis: Componente alternado inicial de falta (eficaz);

    Icim: Impulso da corrente de falta (pico);

    Ics: Corrente de falta permanente ou corrente de falta simétrica (eficaz);

    Ct: Constante de tempo;

    Ica: corrente eficaz assimétrica de falta;

    ß deslocamento angular da tensão;

    Método Simplificado

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    Considerando-se que a soma das reatâncias internas do gerador mais circuito equivalente (X), são muito maiores que as resistências do circuito (R). Pode-se aproximar o cálculo da corrente de curto com constantes previamente calculadas para aproximadamente ¼ de ciclo a ocorrência do pico de corrente de curto.

    Correntes de Curto Circuito

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    Correntes de Curto Circuito Considerando-se que a soma das reatâncias internas do gerador mais circuito equivalente (X), são muito maiores que as resistências do circuito (R). Pode-se aproximar o cálculo da corrente de curto com constantes previamente calculadas para aproximadamente ¼ de ciclo a ocorrência do pico de corrente de curto.

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    Correntes de Curto Circuito

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    Correntes de Curto Circuito

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    Correntes de Curto Circuito

    Tipos de Curto Circuito‐

    Trifásico Monofásico

    • Apresentam os menores valores de corrente de falta; • Ajustes dos valores mínimos de sobrecorrente; • Seção mínima do condutor da malha de terra; • Limite das tensões de passo e de toque; • Dimensionamento de resistor de aterramento.

    •Apresentam os maiores valores de corrente de falta; •Ajustes Ajustes dos dispositivos dispositivos de proteção contra sobrecorrente sobrecorrente; • Capacidade de interrupção dos disjuntores; • Capacidade térmica dos cabos e equipamentos; • Capacidade dinâmica dos equipamentos.

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    Correntes de Curto Circuito

    Para realizar a anaá lise, temos que representar o sistema eleá trico da induá stria (transformadores e condutores eleá tricos) em circuitos unifilares representados por impedaância (Z=R+jωl), onde os valores de R (Resisteância), XL (ωl) (reataância indutiva) e Z (impedaâ ncia) dos componentes envolvidos saã o retirados de tabelas fornecidas pelos seus fabricantes.

    Método Geral

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    Determinação da Impedância do Circuito

    Correntes de Curto Circuito

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    Correntes de Curto Circuito

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    Correntes de Curto Circuito Impedância dos Componentes

    Impedância de Transformadores

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    Impedância de saída de transformadores em PU.

    Correntes de Curto Circuito

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    Correntes de Curto Circuito Impedância de Cabos

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    Correntes de Curto Circuito

    Impedância de Barramentos de Cobre

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    Correntes de Curto Circuito1. Curto - circuito Monofaá sico (F-N ou F-T) 1. Curto – circuito Trifaá sico (F-F-F)

    F

    F N

    VIcc Z Z

     

    3 L

    FF

    VIcc Z

     

    Icc - Corrente de curto – circuito;VF – Tensão de Fase;VL – Tensão de Linha;ZF – Impedância de Fase;ZN – Impedância de Neutro;

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    Correntes de Curto Circuito CORRENTE DE CURTO-CIRCUITO TRIFÁSICO SIMÉTRICA (Ics)

    CORRENTE DE CURTO-CIRCUITO TRIFÁSICO ASSIMÉTRICA (Ica)

    IMPULSO DA CORRENTE DE CURTO-CIRCUITO (Icim)

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    O circuito equivalente a impedância de saída do transformador ligado por meio de cabos até o primeiro quadro de distribuição pode ser representado com o esquema a seguir:

    Correntes de Curto Circuito

    Assim é possível determinar sua impedância e por consequência a corrente de curto do mesmo.

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    Correntes de Curto Circuito Correntes de Curto-Circuito entre Fase e Terra

    Contato da Fase com o Condutor de Proteção (“terra”)

    A limitação da corrente de curto se dará tão somente devido às impedâncias do transformador e do cabo, ou seja, percurso puramente metálico, o que acarreta na menor impedância e na maior corrente.

    Corrente simétrica de curto circuito fase terra‐ ‐ (Casos considerando a impedância a terra)

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    Correntes de Curto Circuito

    resistência de contato ou de arco. resistência da malha de terra.

    resistor de aterramento.

    Medição do aterramento em Ω

    impedância de sequência zero do transformador em PU impedância de sequência zero dos cabos em PU

    dados do cabo :resistência e reatância de sequência zero

    Máxima Corrente de curto circuito fase-terra‐

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    Correntes de Curto Circuito

    A limitação de corrente se dará pela impedância do percurso constituído pela impedância do trafo, do cabo, do contato cabo/solo, do solo e da malha de aterramento, ou seja, tem-se máxima impedância e mínima corrente.

    Contato da Fase é feita através do contato com o solo

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    Correntes de Curto Circuito

    resistência de contato ou de arco em PU resistência da malha de terra em PU

    resistor de aterramento em PU

    Mínima Corrente de curto circuito fase-terra‐

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    Correntes de Curto Circuito Exercício:

    Para o esquema abaixo, encontre as correntes de curto circuito trifásicas e de fase-terra máxima e mínima para a entrada de cada quadro de distribuição apresentado.

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    Correntes de Curto Circuito

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    Correntes de Curto Circuito

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    Correntes de Curto Circuito

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    BIBLIOGRAFIA

     MAMEDE FILHO, João. Instalações Elétricas Industriais. 8ª Edição, Editora LTC, Rio de Janeiro, 2010.

     CREDER, Hélio. Instalações Elétricas , 15ª Edição, Editora LTC, Rio de Janeiro, 2007.  COTRIM, Ademaro. Instalações Elétricas, 5ª Edição. Editora Pearson Prentice-Hall, São Paulo,

    2009.  LIMA FILHO, Domingos Leite. Projeto de Instalações Elétricas Prediais, 11ª Edição , Editora Érica

    , São Paulo, 2007.  CAVALIN, Geraldo; CERVELIN, Severino. Instalações Elétricas , 21ª Edição, Editora Érica , São

    Paulo, 2006.  NISKIER, Julio. Manual de Instalações Elétricas, 1ª Edição, Editora LTC, Rio de Janeiro, 2005.  Norma Técnica ABNT NBR ISO 5410: 2008

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