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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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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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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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Curto circuito distante dos terminais do gerador‐

Considerando:

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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.


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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.

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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.



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


Determinação da Impedância do Circuito



Correntes de Curto CircuitoImpedância dos Componentes

Impedância de Transformadores


Impedância de saída de transformadores em PU.



Correntes de Curto CircuitoImpedância de Cabos



Impedância de Barramentos de Cobre



1. Curto - circuito Monofaá sico (F-N ou F-T)

1. Curto – circuito Trifaá sico (F-F-F)

F

F N

VIcc

Z Z

3L

FF

VIcc

Z

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



CORRENTE DE CURTO-CIRCUITO TRIFÁSICO SIMÉTRICA (Ics)

CORRENTE DE CURTO-CIRCUITO TRIFÁSICO ASSIMÉTRICA (Ica)

IMPULSO DA CORRENTE DE CURTO-CIRCUITO (Icim)


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:


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


Correntes de Curto CircuitoCorrentes 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)



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‐



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



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‐



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.


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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