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| | | | Utilizando o mais moderno software de aplicação em proteção de sistemas elétricos (PTW 6.0 SKM) aliado ao conhecimento técnico e a larga experiência de nossos profissionais a EA oferece a seus clientes: Cálculo de Nível de Curto Circuito; Estudos de Coordenação e Seletividade de Proteções; Parametrização de Relés; Proteção e Partida de Motores de Média Tensão; Boa Tarde, Sábado, 4 de Abril de 2015 Newsletters | Favoritos | Home Os Estudos de CurtoCircuito realizados nos sistemas elétricos podem ter diferentes finalidades, tais como as seguintes: Verificação da capacidade de ruptura dos disjuntores. Verificação da capacidade dos disjuntores de suportarem os esforços dinâmicos produzidos pelas correntes de curtocircuito assimétricas máximas. Obter as contribuições subtransitórias e transitórias dos ramos ligados ao ponto de defeito, as quais servirão como subsídio para determinar os ajustes dos dispositivos de proteção. Os estudos tem, potanto, como objetivo principal, a obtenção das contribuições subtransitórias e transitórias, visando à determinação dos ajustes dos dispositivos de proteção. Em nossos estudos, utilizamos o software PTW da SKM, módulo DAPPER, que utiliza a técnica da montagem da matriz de admitâncias Nodal Ybus e posteriormente efetua a inversão da mesma para a obtenção da Matriz Zbus. Técnica de Montagem da Matriz A partir do diagrama unifilar e dos dados do sistema, o programa gera a matriz admitância (Ybus). A matriz Ybus é quadrada com tamanho correspondente a quantidade de barras do sistema. As características da matriz Ybus permitem sua inversão, obtendose assim a matriz de impedâncias (Zbus) e com isso tornando possível o cálculo das correntes de falta nas barras, utilizandose a Lei de Ohm. Faltas Equilibradas As correntes de falta em um sistema trifásico podem ser equilibradas através de todas as três fases ou desequilibradas. Faltas desequilibradas envolvem uma ou duas fases, nunca as três. A corrente de falta trifásica simétrica eficaz (falta equilibrada) é freqüentemente considerada a máxima corrente de falta na barra. Entretanto, em certas condições de sistemas, a falta desequilibrada pode apresentar maior valor de corrente que a falta trifásica. Para que os cálculos sejam efetuados a Primeira Lei de Ohm deve ser definida: [E] = [Z]*[I] Onde: E: Matriz tensão da barra Z: Matriz impedância da barra; conhecida como a matriz Zbus I: Matriz da corrente nodal da barra. A impedância Z em notação complexa: Z = R + jX Onde: R: Resistência jx: Reatância

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Utilizando o mais moderno software de aplicação em proteção desistemas elétricos (PTW 6.0 SKM) aliado ao conhecimento técnico e alarga experiência de nossos profissionais a EA oferece a seus clientes:

Cálculo de Nível de Curto Circuito;

Estudos de Coordenação e Seletividade de Proteções;

Parametrização de Relés;

Proteção e Partida de Motores de Média Tensão;

Boa Tarde, Sábado, 4 de Abril de 2015 Newsletters | Favoritos | Home

Os Estudos de CurtoCircuito realizados nos sistemas elétricos podem ter diferentes finalidades, tais como as seguintes:

Verificação da capacidade de ruptura dos disjuntores.

Verificação da capacidade dos disjuntores de suportarem os esforços dinâmicos produzidos pelas correntes de curtocircuito assimétricas máximas.

Obter as contribuições subtransitórias e transitórias dos ramos ligados ao ponto de defeito, as quais servirão como subsídio para determinar os ajustesdos dispositivos de proteção.

Os estudos tem, potanto, como objetivo principal, a obtenção das contribuições subtransitórias e transitórias, visando à determinação dos ajustes dosdispositivos de proteção.

Em nossos estudos, utilizamos o software PTW da SKM, módulo DAPPER, que utiliza a técnica da montagem da matriz de admitâncias Nodal Ybus eposteriormente efetua a inversão da mesma para a obtenção da Matriz Zbus.

Técnica de Montagem da Matriz

A partir do diagrama unifilar e dos dados do sistema, o programa gera a matriz admitância (Ybus). A matriz Ybus é quadrada com tamanho correspondentea quantidade de barras do sistema. As características da matriz Ybus permitem sua inversão, obtendose assim a matriz de impedâncias (Zbus) e com issotornando possível o cálculo das correntes de falta nas barras, utilizandose a Lei de Ohm.

Faltas Equilibradas

As correntes de falta em um sistema trifásico podem ser equilibradas através de todas as três fases ou desequilibradas. Faltas desequilibradas envolvemuma ou duas fases, nunca as três. A corrente de falta trifásica simétrica eficaz (falta equilibrada) é freqüentemente considerada a máxima corrente de faltana barra. Entretanto, em certas condições de sistemas, a falta desequilibrada pode apresentar maior valor de corrente que a falta trifásica.

Para que os cálculos sejam efetuados a Primeira Lei de Ohm deve ser definida:

[E] = [Z]*[I]

Onde:

E: Matriz tensão da barra

Z: Matriz impedância da barra; conhecida como a matriz Zbus

I: Matriz da corrente nodal da barra.

A impedância Z em notação complexa:

Z = R + jX

Onde:

R: Resistência

jx: Reatância

Circuito Thévenin Equivalente

O Estudo de CurtoCircuito formula as equações dos nós aplicando a Lei de Kirchoff das Correntes. Para a determinação da corrente de falta utilizase aimpedância equivalente (reduzida) de Thévenin, para cada ponto de falta (nó).

A corrente de curtocircuito é calculada por:

[I] = [E] / [Zth]

Corrente Assimétrica

No caso subtransitório, além das correntes simétricas, o programa calcula também o fator de assimetria, a partir da relação X/R, e a seguir determina ovalor da corrente assimétrica. Esses fatores de assimetria são obtidos do IEEE Std 2411974, tabela 61, página 241.

Faltas Desiquilibradas

Para o cálculo das correntes desequilibradas lançase mão da técnica de FORTESCUE, ou seja, das componentes simétricas, o qual decompõe o sistemadesequilibrado em três circuitos de sequência: o de seqüência positiva, o de seqüência negativa e o de seqüência zero, onde é permissível a aplicação daTeoria Fasorial, individualmente, e posteriormente convertese para os valores de fase.

Para as correntes de curtocircuito faseterra, os circuitos de seqüência positiva, negativa e zero estão em fase, ou seja, o valor da corrente Ia1=Ia2=Ia0,nestas condições a corrente da fase no ponto da falta será:

Ia = 3Ia0 (Isto significa que os circuitos de seqüência estão em série, pois apresentam a mesma corrente).

Va = Va0 + Va1 + Va2 = 0

Va0 = Zo*Iao

Va1 = E Z1*Ia1

Va0 = Z2*Ia2

Va = E – Z1*Ia1 – Zo*Iao Z2*Ia2 = 0

Como, Iao = Ia1 = Ia2:

E = Z1*Ia1 + Z2*Ia1 + Zo*Ia1

E = (Z1 + Z2 + Zo)*Ia1

Ia1 = E/(Z1 + Z2 + Zo)

Ia2 = Iao = E/(Z1 + Z2 + Zo)

Na fase sob falta (fase “A”) a corrente será:

Ia = 3Ia1

Ia = 3E/(Z1 + Z2 + Zo)

Assim o módulo da corrente de falta faseterra é dado por:

Icc1f = 3E/(Z1 + Z2 + Zo)

Levandose em conta também a forma de aterramento do neutro a fórmula acima pode se transformar na apresentada a seguir:

Icc1f = 3E(Z1 + Z2 + Zo + 3Zn)

Corrente Assimétrica

No caso subtransitório, além das correntes simétricas, o programa calcula também o fator de assimetria, a partir da relação X/R, e a seguir determina ovalor da corrente assimétrica. Esses fatores de assimetria são obtidos do IEEE Std 2411974, tabela 61, página 241.

Como calcular um curto circuito?

Quais são as fórmulas para o cálculo de curto circuito?

A seguir apresentase um exemplo de cálculo de curto circuito, destacandose as fórmulas para o cálculo de curto circuito trifásico simétrico eassimétrico em cada um dos pontos.

1. Teoria básica sobre cálculos de curto circuito em instalações elétricas industriais Correntes de Curto Circuito tem seu valor dependente, basicamente, das impedâncias entre a fonte e o ponto onde ele ocorre (barramentos,

cabos, terminais de máquinas). Determinados tipos de carga, como motores, por exemplo, também contribuem para a elevação dos níveis de curtocircuito, entretanto, sua influência é, em geral, muito menor que a da concessionária. Neste artigo, não será abordada a influência dos motores nosníveis de curtocircuito. Desta maneira o curtocircuito será considerado uma função apenas das impedâncias entre a concessionária e o ponto decurtocircuito. Segundo Mamede Filho (2010), pontos afastados do sistema de geração são fortemente influenciados pela impedância das linhas detransmissão, pois sua impedância é muito superior à dos geradores. Desta maneira a corrente de curtocircuito apresenta dois componentes básicosem sua formação, apresentados graficamente na figura 1.1:

Componente Simétrica: como o próprio nome mostra, é parte simétrica da corrente, que predomina no curtocircuito após alguns ciclos. Componente Contínua: sua característica contínua tem o valor decrescente devido ao fato da impossibilidade do fluxo magnético variar

bruscamente dentro de um sistema.

Figura 1.1 – Forma de onda da corrente durante um curtocircuito (Fonte: SKM, 2006a, 2006b) 2. Metodologia Simplificada para Cálculo de Curto Circuito trifásico O método mais utilizado para cálculos de curto circuito, na prática, é o do sistema de valores por unidade, também conhecido como “pu”. Ovalor das grandezas elétricas (tensão, corrente, potência, impedâncias, etc.) é definido pela razão entre o valor real desta grandeza e o valor adotadocomo base. A principal vantagem deste método referese ao fato de termos níveis diferentes de tensão em nossos circuitos, devido à presença detransformadores. Desta maneira, com a utilização dos valores em pu, os transformadores são representados por uma impedância, como se a relação domesmo fosse 1:1, simplificando os cálculos.

A fim de exemplificar os estudos neste trabalho, todas as análises serão realizadas com base no sistema teórico apresentado no diagrama dafigura 2.1.

Figura 2.1 – Diagrama unifilar do sistema teórico a ser estudado 2.1 Definição das Bases

Inicialmente devemse escolher as bases a serem utilizadas para os cálculos em pu. Em geral, utilizase o valor típico de 100MVA para a potênciabase (Pb).

Pb = 100MVA (2.1)Para a tensão base (Vb), é comum utilizarmos a maior tensão do sistema em questão, para o nosso caso, trabalharemos com um sistema em13.800V:

Vb = 13.800 V (2.2)A partir destes valores podemos calcular a corrente base (Ib):

2.2 Impedância e Níveis de Curto Circuito da ConcessionáriaA Impedância pode ser dada pela concessionária diretamente em pu ou caso seja dada em Amperes devese calcular o valor em PU

Z1(pu)concess. = Ib / Icc3øsimconcess. (2.4)Sendo:Icc3øsimconcess Corrente de CurtoCircuito Simétrica Trifásica no ponto de entrega da concessionária.Ib Corrente Base.Z1(pu)concess – Impedância de Sequência Positiva no ponto de entrega da concessionária.

2.3 Impedância dos Transformadores.

Z1(pu)trafo =Z% . Pb / Pt (2.5)R1(pu)trafo = R% . Pb / Pt (2.6)

X1(pu)trafo = ( Z(pu)2 – R(pu)2) ½ (2.7) Sendo:

Z1(pu)trafo, R1(pu)trafo, X1(pu)trafo – Impedância, Resistência e Reatância Indutiva de Sequência Positiva do TransformadorZ% – Impedância percentual do transformador (dado de placa)Pt Potência do Transformador (em VA)Pb Potência Base (100 MVA)

2.4 Impedância dos Cabos

R1(pu)cabo = ((Rpor metro x Pb )/V2 ) x dist / ncpf (2.8)

X1(pu)cabo = ((Xpor metro x Pb )/V2 ) x dist / ncpf (2.9)Z1(pu)cabo = ( R(pu) 2 + X(pu)2 ) ½ (2.10)

R1(pu)cabo, X1(pu)cabo, Z1(pu)cabo – resistência, reatância indutiva e impedância de sequência positiva do cabo. Rpor metro e Xpor metro – resistência e reatância indutiva por metro (dados do fabricante). Pb Potência Base (100MVA)V Tensão nominal do circuito do cabo (em Volts)Dist – distância (em metros)ncpf – número de cabos por fase

2.5 Correntes de Curto Circuito TrifásicasIcc3øsim = Ib / Z(pu) (2.11)

Sendo:Icc3øsim Corrente de Curto Circuito Simétrica.Ib Corrente Base.Z(pu) Impedância equivalente em cada ponto em pu.Icc3øassim Corrente de Curto Circuito assimétrica.e – número de Euler (2,71828)π – “pi” (3,14159)X/R – Razão entre a reatância indutiva de sequência positiva e a resistência de sequência positiva no ponto onde se deseja calcular o curtocircuitoassimétrico. 3. Exemplo de cálculo de curto circuito trifásico

A fim de exemplificar as equações apresentadas na seção 2 e atestar a eficácia dos cálculos elaborados nas simulações realizadas no softwarePTW versão 6.5.2.7 apresentamos os cálculos dos níveis de curto circuito feitos para o sistema exemplificado na figura 2 considerando também osdados das tabelas 3.1 a 3.4.

Tabela 3.1 – Dados da Concessionária

Nível de Curto Circuito no Ponto de Entrega (A) Relação X/R5.000 8

Tabela 3.2 – Impedância dos Cabos de Média Tensão

Cabo Resistência de SequênciaPositiva por metro (Ω/km)

Reatância Indutiva deSequência Positiva por metro

(Ω/km)50mm2 (8,7/15kV) 0,4938 0,1551

35mm2 (8,7/15kV) 0,6684 0,1651

25mm2 (8,7/15kV) 0,9272 0,1726

Fonte: Catálogo Ficap, cabos Fipex 8,7/15kV, singelos, instalados em trifólio

Tabela 3.3 – Impedância dos Cabos de Baixa Tensão

Cabo Resistência de SequênciaPositiva por metro (Ω/km)

Reatância Indutiva deSequência Positiva por metro

(Ω/km)25mm2 (0,6/1kV) 0,9362 0,1150

240mm2 (0,6/1kV) 0,1009 0,0980

185mm2 (0,6/1kV) 0,1303 0,0980

Fonte: Catálogo Ficap, cabos Fipex 0,6/1kV, singelos, instalados em trifólio

Tabela 3.4 – Dados dos Transformadores

Transformador Potência (kVA) Tensão (V) ImpedânciaPercentual (Z%)

ResistênciaPercentual (R%)

TR01 2.000 13.800 – 440/254 6,5% 1,1%TR02 112,5 13.800 – 220/127 4,49% 2,56%

3.1 Cálculo das impedâncias do sistema em pu

Considerando nossas bases como sendo Pb = 100MVA e Vb=13.800V e aplicandose a equação 2.4 aos dados da concessionária (tabela 3.1)

obtêmse os resultados conforme a tabela 3.5:Tabela 3.5 – Valores das Impedâncias da Concessionária em pu

Resistência de Sequência Positiva em pu Reatância Indutiva de Sequência Positiva em pu0.103785 0.830278

Aplicandose a equação 2.8 aos cabos obtêmse os resultados conforme a tabela 3.5:

Tabela 3.5 – Valores das Impedâncias dos Cabos em pu

Cabos Bitola / Isolação Distância Cabos porfase

Resistênciade SequênciaPositiva em

pu

ReatânciaIndutiva deSequência

Positiva em puCabo MTGeral

50mm2(8,7/15kV)

20 m 1 0.0052 0.0016

Cabo MTTR01

35mm2(8,7/15kV)

20 m 1 0.0070 0.0017

Cabo MT 25mm2

TR02 (8,7/15kV) 20 m 1 0.0097 0.0018

Cabo BTTR01

240mm2(0,6/1kV)

20 m 8 0.1303 0.1265

Cabo BTTR02

185mm2(0,6/1kV)

20 m 1 5.3843 4.0496

Aplicandose as equações 2.5, 2.6 e 2.7 aos transformadores teremos os resultados conforme a tabela 3.6:

Tabela 3.6 – Valores das Impedâncias dos Transformadores em pu

Transformador Potência (kVA) Tensão (V) Resistência empu

Reatância Indutivaem pu

TR01 2.000 13.800 –440/254

0.5500 3.2031

TR02 112,5 13.800 –220/127

22.7556 32.8000

3.2 Cálculo das impedâncias equivalentes em pu para vários pontos do sistema

A impedância equivalente na SEGeral é dada pela soma vetorial das impedâncias da concessionária e do Cabo MT Geral:ZeqSEGeral = Zconcess + Zcabo MT Geral = 0,103785 + j 0,830278 + 0,0052 + j0,0016ZeqSEGeral = 0,108985 + j0,831878 puZeqSEGeral = 0,8390 pu (ângulo = 82,53o)Aplicandose as equações 2.11 e 2.12 temos os valores de curtocircuito para a SEGeral:Icc3øsim SEGeral = 4.183,70 / 0,8390 = 4.986AIcc3øassim SEGeral = 6.834A

A impedância equivalente no primário do TR01 (SETR01) é dada pela soma vetorial das impedâncias da concessionária, Cabo MT Geral e cabo

MT TR01:ZeqSETR01 = Zconcess + Zcabo MT Geral + Zcabo MT TR01 = 0,103785 + j 0,830278 + 0,0052 + j0,0016 + 0,0070 + j0,0017ZeqSETR0l = 0,115985 + j0,833578 puZeqSETR0l = 0,8417 pu (ângulo = 82,07o) Aplicandose as equações 2.11 e 2.12 temos os valores de curtocircuito para a SE TR01:Icc3øsim SETR01 = 4.183,70 / 0,8417 = 4.971 AIcc3øassim SETR01 = 6.732 A

Efetuandose os cálculos para os demais pontos do sistema, de maneira análoga, teremos os resultados conforme a tabela 3.7, onde são

apresentados os valores de curto circuito trifásico simétrico e assimétrico, devendose observar que, para os pontos localizados na baixa tensão, osníveis já foram calculados para a tensão nominal de cada painel, ou seja, o resultado obtidos através das fórmulas 2.11 e 2.12 já foi multiplicado pelarelação de transformação.

Tabela 3.7 – Níveis de Curto Circuito trifásico calculados

Ponto Tensão (V) Zeq (pu)Icc3øsim(A) Relação X/R: Icc3øassim (A)

Entrada Consumidor 13800 0.8367 5000 8 6914

SE Geral 13800 0.8390 4986 7.63 6834

SE TR01 13800 0.8417 4971 7.19 6732

SE TR02 13800 0.8421 4968 7.02 6698

PGBT01 440 4.2388 30956 5.23 39173

PGBT02 220 47.1018 5572 1.33 5621

CCM01 440 4.8518 27045 3.54 31304

CCM02 440 5.4926 23890 2.81 26329

CCM03 440 6.1524 21327 2.41 22843

CCM04 440 6.8259 19223 2.15 20228

QLF01 220 79.2611 3311 0.63 3311

QLF02 220 115.6912 2268 0.45 2268

QLF03 220 153.3784 1711 0.36 1711

Bibliografia

J. Mamede Filho, Instalações Elétricas Industriais, Rio de Janeiro, LTC, 2010

SKM Systems Analysis, Inc. Power Tools for Windows A Fault Reference Manual Electrical Engineering Analysis Software for Windows, Manhattan,USA, SKM, 2006a. SKM Systems Analysis, Inc. Power Tools for Windows A Fault Reference Manual Electrical Engineering Analysis Software for Windows, Manhattan,USA, SKM, 2006b. Estudo de Arco Elétrico, Estudo de ATPV e Cálculo de Energia Incidente O Estudo de Arco Elétrico estima a exposição à energia incidente proveniente de fontes de arco elétrico. Para compreender a proposta do estudo dearco elétrico é importante entender a diferença entre faltas tradicionais e faltas com arco elétrico. Um curto circuito trifásico franco, fasefase ou faseterra cria correntes elevadas que fluem através da rede. Estudos tradicionais são usados para dimensionar equipamentos que suportarão e

interromperão estas correntes de curtocircuito. Correntes de Arco ocorrem quando a corrente passa através do espaço entre dois materiais condutoresproduzindo altas temperaturas. Estas altas temperaturas podem causar queimaduras fatais mesmo a vários metros de distância do arco. O arcoelétrico também causa o desprendimento de pedaços de material derretido na área ao seu redor, representando um risco adicional. A corrente de arcoé menor que a corrente de falta tradicional visto que o arco age como uma resistência elétrica entre os materiais condutores.

O trabalho a seguir foi desenvolvido segue as normas NFPA 70E e a IEEE 1584 determinando as distâncias de segurança e a energia incidente à qual otrabalhador pode ser exposto quando trabalhando nas proximidades de equipamentos elétricos. Queimaduras provenientes de Arcos Elétricos sãoresponsáveis por grande parte dos acidentes de trabalho em eletricidade.

O estudo desenvolvido combina cálculos de curtocircuito, equações empíricas e os tempos de operação dos dispositivos de proteção para estimar aenergia incidente e os níveis dos equipamentos de proteção individual (EPIs) além das distâncias de segurança. Conceitos Básicos sobre Estudo de Arco Elétrico, Estudo de ATPV e Cálculo de Energia Incidente

O Estudo de Arco Elétrico é realizado criteriosamente de modo que possamos analisar as energias incidentes causadas por ocorrências de Arco Elétrico.

O mesmo apresenta uma série de parâmetros básicos que serão descritos a seguir:

Arco Elétrico (Arch Flash)É o gerador da energia liberada entre dois condutores ou entre um condutor e a terra.Essa energia é gerada através de uma corrente elétrica que percorre o mesmo.

Energia Incidente Normalizada (Normalized Incident Energy)No instante que ocorre um curtocircuito, o espaço é tomado por uma energia gerada pelo arco de duração média de 200 ms em um corpo humanosituado a 600 mm do arco em questão.A energia incidente é função da tensão, da corrente de curtocircuito, e do tempo de atuação dos dispositivos de proteção do sistema. A energiaincidente é inversamente proporcional à distância de trabalho.

Energia Incidente (Incident Energy)Energia calculada a partir de valores da Energia Incidente Normalizada, que incide sobre a pele ou vestimenta do trabalhador.

ATPV (Arch Thermal Performance Value) definido na ASTM F 195906.Desempenho térmico do material, ou seja, a transmissão do calor causado pela energia incidente sobre um determinado metal, podendo causarqueimaduras de até segundo grau em uma pessoa que esteja próxima da situação em questão.

Distância Segura de Proteção (Flash Protection Boundary ou AFB – Arch Flash Boundary)Distância mínima na qual o trabalhador deve se encontrar da fonte de um arco que, por exemplo, possa ter uma energia de 1.2 cal/cm2 (5 J/cm2), oque pode causar queimaduras de segundo grau em seu corpo caso ele não esteja devidamente protegido

Zona de Risco (NR10)Entorno de parte condutora energizada, não segregada, acessível inclusive acidentalmente, de dimensões estabelecidas de acordo com o nível detensão, cuja aproximação só é permitida a profissionais autorizados e com a adoção de técnicas e instrumentos apropriados de trabalho.

Zona Controlada (NR10)Entorno de parte condutora energizada, não segregada, acessível, de dimensões estabelecidas de acordo com o nível de tensão, cuja aproximação só épermitida a profissionais autorizados

Motivos de ocorrência de um arco elétrico:

Mau Contato (Ex: Conexões soltas ou mal apertadas) Depreciação da Isolação (Sobretensão, Sobrecarga etc)Componentes e/ou equipamentos defeituosos (quando não detectado de imediato, o defeito podeocorrer durante a vida útil) Projeto e instalação mal dimensionados. Contatos acidentais causados por ferramentas ou peças. Metodologia de Cálculo Corrente de ArcoPara a determinação das correntes de arco, utilizamos o procedimento descrito na Norma IEEE – 1584 e Anexo D.8.2 da NFPA70E:O cálculo é realizado através da corrente de curto circuito, onde no caso nós convertemos a mesma para a corrente de arco equivalente.O método de cálculo das correntes de curto proposto na Norma IEEE 1584 é apresentado no Std. 141 – 1993 da IEEE. O software PTW utiliza os resultadosobtidos pelo método Comprehensive do Módulo Dapper do próprio software. Este método é plenamente aplicável para a determinação das correntes decurto circuito. Foi considerada para a condição de curto circuito as bases de dados disponibilizadas no site do ONS (Operador Nacional do Sistema Elétrico)denominadas "ONS * SISTEMA INTERLIGADO * CONF JUNHO/2013 VERSÃO 13/08/2013 * BR1306A.ANA", e os níveis de curto circuito são apresentados noestudo em anexo e nas tabelas no item 1.5.Sistemas de baixa tensão (até 1 kV):

Cálculo da Energia Incidente:Onde:Ia= Corrente de Arco [kA]K= 0.153 para configuração abertaK= 0.097 para configuração fechada (in box)Ibf=Corrente de falta trifásica simétrica RMS [kA]V=Tensão do Sistema [kV]G=Gap entre condutores [mm]Para tensões entre 1 kV e 15 kV, não há distinção entre as configurações em ambiente aberto e ambiente fechado, devendo ser aplicada a seguinteequação:

Cálculo da Energia Incidente NormalizadaA energia Normalizada é calculada conforme apresentado no item 5.3 da Norma:Onde:

EN = Energia Normalizada [J/cm²]K1= 0.792 para configuração aberta.K1= 0.555 para configuração fechada.K2=0 para sistemas isolados ou aterrados por resistência.K2=0.133 para sistemas solidamente aterrados.G=Gap entre condutores [mm].Onde:

E= Energia Incidente Cf=1 para tensões <1 KVCf=1,5 para tensões ≥ 1KVEN= Energia normalizada [J/cm²]t= Tempo de atuação da proteção.D=Distância de Trabalho [mm] (conforme tabela D.7.3 da NFPA70E).X=Expoente de Distância (conforme tabela D.7.2 da NFPA70E).As tabelas a seguir foram extraídas da NFPA70E anexo D.

Tabela D.7.2

Tabela D.7.3A distância de trabalho típica é a soma da distância entre o trabalhador e a parte frontal do equipamento com a distância entre a parte frontal e a fonte deorigem do arco, localizada dentro do equipamento. Tempo de Resposta dos Equipamentos de ProteçãoCom o tempo obtido no estudo de seletividade, dos relés de proteção, e o tempo de processamento de leitura do relé, informado pelo fabricante, queequivale a 1/4 de ciclo (0,004s), para os relés sem a proteção contra arco, e 1/16 de ciclo(0,001s) para os relé com proteção de arco, somamos a estestempos a atuação correspondente do dispositivo de proteção, onde cada dispositivo possui um tempo inerente que varia de fabricante para fabricante.A tabela a seguir foi extraída da Norma IEEE – 1584 nos fornecem valores de tempo típicos para atuação do sistema de Seccionamento:

Apoiados na segurança, neste estudo foram utilizados os Tempos de Abertura dos Dispositivos:Baixa Tensão: 3 ciclos (0,050s).Media Tensão: 8 ciclos (0,080s). Distância Entre Fases (GAP)Através de ensaios padronizados, foi obtida uma série de valores de referência focados na distância de trabalho e no tempo de atuação da proteção. Deacordo com esses valores podemos ter o GAP entre as fases recomendados para o cálculo, verificadas na tabela a seguir extraída da Norma IEEE – 1584:

Topo

Neste estudo foram utilizadas as distâncias, de acordo com os desenhos construtivos dos painéis e cubículos:Cubículos de Media Tensão: 90mm;CDC: 20mm;CCM: 25mm (conforme a recomendação NFPA, tendo em vista que a distância real é maior). Distância Segura de aproximação contra Arco elétrico(IEEE 1584)Distância limite da fonte de energia (arco), que o trabalhador ainda está exposto à queimaduras de segundo grau, devido ao calor gerado pelo arco,1.2(cal/cm²) ou 5.0(J/cm²) e para determinar a distância segura de aproximação devese aplicar a seguinte equação

DB= Distância de aproximação do ponto do arco (mm)Cf=1 para tensões <1 KVCf=1,5 para tensões ≥ 1KVEN= Energia normalizada [J/cm²]EB= Energia incidente [J/cm²] na distancia de proteção;t= Tempo de atuação da proteção.X=Expoente de Distância (conforme tabela D.7.2 da NFPA70E). Tabela dos níveis de proteção dos EPIs pela Energia Incidente Calculada (NR10)

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Centro de Atendimento Nacional – (11) 2808 1886Filial 1 – São Paulo SP – (11) 4327 3147

Filial 2 – Rio de Janeiro RJ (21) 3232 2631Filial 3 – Curitiba PR (41) 3017 0023Filial 4 – Joinville SC (47) 3461 3133

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