Prof. Luís Nodari
PROJETO DE INSTALAÇÕES
ELÉTRICAS II
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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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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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