CURTO-­‐CIRCUITO  NAS  INSTALAÇÕES  ELÉTRICAS  INDUSTRIAIS  

PROF:  Ervaldo  Garcia  Jr;  

Curto  circuito  •  Para  elaboração  do  projeto  elétrico,  dimensionamento  da  

proteção  e  coordenação  de  seus  elementos  é  necessário  o  conhecimento  das  correntes  de  curto  circuito  nos  pontos  da  instalação.  

•  As  correntes  de  curto-­‐circuito  são  de  valores  elevados,    e  duração  de  frações  de  segundos.  (tempo  de  atuação  da  proteção)  

•  Sua  causa  mais  comum  é  a  perda  da  isolação  de  elemento  energizado  do  sistema  elétrico.  

•  Os  danos  provocados  pela  corrente  de  curto  circuito  ficam  limitados  a  atuação  correta  dos  elementos  de  proteção.  

•  A  corrente  de  curto  circuito  situa-­‐se  entre  10  e  100  vezes  a  corrente  nominal.  

Curto  circuito  

•  Além  das  perdas  provocadas  pela  liberação  de  calor            (  P=R*I2),  as  correntes  de  curto  circuito  provocam  deformações  de  natureza  mecânica,  principalmente  nos  barramentos,  chaves  e  condutores.    

•  Pode  causar  também  o  rompimento  dos  apoios  e  deformações  na  estrutura  dos  quadros  de  distribuição,  caso  o  sistema  de  proteção  não  esteja    adequado.  

Corrente  simétrica  de  curto  circuito  

•  É  a  corrente  de  regime  permanente  de  curto  circuito.  

•  Ela  é  u^lizada  para  especificação  dos  equipamentos  que  devem  suportar  seus  efeitos  térmicos  por  tempo  limitado.  (atuação  da  proteção)  

 

Corrente  assimétrica  de  curto  circuito  

•  É  a  componente  senoidal  da  corrente  que  se  forma  de  maneira  assimétrica  em  relação  ao  eixo  dos  tempos:  –   corrente  parcialmente  assimétrica;    –   corrente  totalmente  assimétrica;  –   corrente  inicialmente  assimétrica  e  posteriormente  simétrica.  

Corrente  parcialmente  assimétrica  

Corrente  totalmente  assimétrica  

Corrente  inicialmente  assimétrica  e  posteriormente  simétrica  

Curto  circuito  distante  dos  terminais  do  gerador  

•  Quanto  mais  afastado  o  ponto  de  curto    circuito  dos  terminais  dos  geradores,  maior  a  impedância  nas  linhas  de  distribuição  e  transmissão.    

•  Nesse  caso    corrente  de  curto  circuito  é  simétrica  de  regime  permanente.  

•  Localização  dos  pontos  de  curto  circuito  – Próximas  aos  terminais  dos  geradores;  – Afastadas  dos  terminais  geradores.  

Curto  circuito  nos  terminais  dos  geradores  

•  A  principal  fonte  de  corrente  de  curto  circuito  nas  instalações  industriais  são  os  geradores  síncronos.  

•  A  corrente  de  curto  circuito  é  de  valor  muito  alto  no  início  do  curto  e  vai  diminuindo  até  a^ngir  o  regime  permanente.  

•  O  gerador  síncrono  se  comporta  como  uma  reatância  variável,  apresentando  de  início  um  valor  baixo  que  vai  crescendo  até  a^ngir  a  reatância  síncrona.  (  regime  permanente)  

Curto  circuito  nos  terminais  dos  geradores  

•  Reatância  subtransitória  •  É  a  reatância  de  dispersão  do  estator  e  do  rotor  do  gerador  que  

limita  a  corrente  de  curto  circuito  no  instante  inicial,  t=0.    •  Seu  efeito  é  percebido  apenas  durante  os  primeiros  ciclos.  Tem  

valor  médio  de  24%,  na  base  da  potência  nominal  do  gerador  hidráulico  e  de  15%  para  os  turbo  geradores.  

•  Reatância  transitória  •  É  a  reatância  de  dispersão  do  estador  e  da  excitação  do  gerador,  

limita  a  corrente  de  curto  circuito  após  o  final  da  reatância  subtransitória,  com  duração  de  1,5s  em  média.    

•  Seu  valor  fica  compreendido  entre  36%  para  geradores  hidráulicos  e  23%  para  turbo  geradores,  na  base  da  potência  nominal.  

Curto  circuito  distante  dos  terminais  do  gerador  

•  Quanto  mais  afastado  dos  terminais  do  gerador  mais  elevada  a  impedância  do  circuito.  A  corrente  fica  limitada  por  essa  impedância  e  no  ponto  de  falta  surge  apenas  a  corrente  de  curto  circuito  de  regime.  

•  A  corrente  de  curto  circuito  assimétrica  apresenta  duas  componentes:  –  Componente  simétrico  –  é  a  parte  simétrica  da  corrente  de  curto  circuito  

–  Componente  conjnuo  -­‐  tem  valor  decrescente  é  formado  pelo  fluxo  magné^co,  que  pode  variar  bruscamente,  fazendo  com  que  as  correntes  de  curto  circuito  nas  três  fases  se  iniciem  a  par^r  do  valor  zero.  

Corrente  de  curto  circuito  

•  A  componente  alternada  de  curto  circuito  simétrica  –  se  mantém  simétrica  em  relação  ao  eixo  do  tempo.  

•  Corrente  eficaz  de  curto  circuito  simétrica  permanente  Ics  –  é  dada  em  valor  eficaz,  após  o  período  transitório.  

•  Corrente  eficaz  inicial  de  curto  circuito  simétrica  Icis  -­‐  é  o  valor  eficaz  da  corrente  no  instante  do  defeito.  

•  Impulso  da  corrente  de  curto  circuito  (  Icim)  –  é  o  valor  máximo  da  corrente  de  falta,  que  varia  com  tempo.  

•  Potência  de  curto  circuito  simétrica  (Pcs)  –  é  o  produto  da  tensão  de  fase  pela  corrente  simétrica  de  curto  circuito.  Se  o  defeito  for  trifásico  usar    

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Formulário  da  corrente  de  curto  circuito  

Formulário  da  corrente  de  curto  circuito  

Corrente  de  curto  circuito  

Componentes  da  corrente  de  curto  circuito  

CURTO-­‐CIRCUITO  NAS  INSTALAÇÕES  ELETRICAS  INDUSTRIAIS  

•  Curto  circuito  trifásico  –  A  tensão  nas  três  fases  cai  a  zero  no  ponto  de  defeito,  é  a  condição  mais  severa  de  curto-­‐circuito.  O  conhecimento  desse  valor  é  muito  importante  para:  – Ajuste  dos  disposi^vos  de  proteção  contra  sobre  corrente;  

–  Capacidade  de  interrupção  dos  disjuntores;  –  Capacidade  dinâmica  dos  equipamentos;  –  Capacidade  térmica  dos  cabos  e  equipamentos;  –  Capacidade  dinâmica  dos  barramentos  coletores.  

CURTO-­‐CIRCUITO  NAS  INSTALAÇÕES  ELETRICAS  INDUSTRIAIS  

•  Curto  circuito  bifásico  –  essa  falta  envolve  apenas  duas  fases,  ou  envolver  duas  fases  e  o  condutor  de  terra.  

•  Curto  circuito  fase-­‐terra  –  é    o  contato  do  condutor  de  fase  com  o  condutor  de  terra.  Seu  conhecimento  é  importante  para:  –  Ajustes  dos  valores  mínimos  dos  disposi^vos  de  proteção  para  sobre  

correntes;  –  Dimensionamento  da  seção  mínima  do  condutor  de  uma  malha  de  

terra;  –  Dimensionamento  de  resistor  de  aterramento.  –  As  correntes  de  curto  circuito  monofásico  podem  ser  maiores  que  as  

correntes  de  curto  circuito  trifásicas  nos  terminais  do  transformador  da  subestação,  na  condição  de  falta  máxima.  

 -­‐          Limites  das  tensões  de  passo  e  de  toque;  

   

CALCULO  DA  CORRENTE  DE  CURTO  CIRCUITO  

•  Elas  devem  ser  calculadas  em  todos  os  pontos  onde  serão  instalados  equipamentos  ou  disposi^vos  de  proteção,  tais  como:  –  Ponto  de  entrega  de  energia  (fornecido  pela  concessionária  de  energia);  

–  Barramento  do  Quadro  geral  de  força(QGF);  –  Barramento  do  quadro  de  comando  de  motores(CCM);  

–  Terminais  de  motores;  –  Barramento  dos  quadros  de  distribuição  e  luz  (QDL).  

Calcular  da  corrente  de  curto  circuito  

Dados  

•  Transformador:  S=45KVA  –  13800V/440V;  •  Distância  do  transformador  ao  QGF  50m;  •  Os  condutores  de  fase  são  cabos  de  120mm2  •  Os  condutores  de  proteção  são  cabos  de  70mm2;  

•  Desprezar  a  resistência  da  malha  de  terra  e  a  resistência  de  curto  circuito.  

ztr

zc1

Ics=1,56 kA

Ica=1,56kA

Icb=1,35kA