princípio da selectividade
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Princípio da Selectividadedossier
B
D C
Icc
A
Disjuntor B Disjuntor A e B
Disjuntor A
Disj. B Disjuntor B
Disjuntor A
Icc Icc
T
I
Disjuntor A
Disj. BDisjuntor B
Disjuntor A
Icc
Icc
T
IIcu B
Disj. A
Disj. B
Icc
T
IIcu B
3
A Selectividade entre protecções, é hoje em dia, utilizada de uma forma regular. Esta técnica tem como função principal, assegurar a máxima continuidade de serviço nas instalações.
A Selectividade tem como objectivo garantir o funcionamento da protecção imediatamente a montante do defeito gerado num circuito da instalação, sem existir uma perturbação nos outros circuitos a montante.
Selectivade nula, parcial, total ou funcionalSelectividade nulaA Selectividade é nula quando os dispositivos de protecção a montante e a jusante actuam em simultâneo na presença de um defeito. Neste caso as curvas de disparo sobrepõem-se.
B
D C
Icc
A
Disjuntor B Disjuntor A e B
Disjuntor A
Disj. B Disjuntor B
Disjuntor A
Icc Icc
T
I
Disjuntor A
Disj. BDisjuntor B
Disjuntor A
Icc
Icc
T
IIcu B
Disj. A
Disj. B
Icc
T
IIcu B
Selectividade parcialA Selectividade é parcial quando o dispositivo a jusante actua apenas para um determinado valor da intensidade de curto-circuito. Para valores mais elevados os dois disjuntores podem actuar em simultâneo. O valor limite de Selectividade é o da regulação mínima do relé magnético do aparelho situado a montante.
B
D C
Icc
A
Disjuntor B Disjuntor A e B
Disjuntor A
Disj. B Disjuntor B
Disjuntor A
Icc Icc
T
I
Disjuntor A
Disj. BDisjuntor B
Disjuntor A
Icc
Icc
T
IIcu B
Disj. A
Disj. B
Icc
T
IIcu B
Tipos de Selectividade:• Selectividade nula, parcial, total ou funcional.• Selectividade amperimétrica, cronométrica e energética.• Selectividade diferencial total ou parcial.
HN 250250 A
Icc1 = 31 kA
10 A20 A
Icc2 = 13 kA
T
IIcc Icu B
Icc
T
I
T
I
Icc
IccIcc
Disj. B
Disjuntor A Disjuntor A
Disjuntor B
Curva de desconexióninterruptor automático
Curva fusiónfusible Fusible
Int. automático
Disj. B
Disjuntor B Disjuntor A e B
Disjuntor B
Disjuntor A
Disjuntor A
Selectividade
4
Como exemplo, um disjuntor A instalado a montante, curva C de 20 A (NFN420), a regulação do relé magnéticoé de: 5xIn = 5x20 = 100A a 10xIn = 10x20 = 200A.Se o aparelho B instalado a jusante com uma curva C de 6 A (NFN106),a sua regulação será de: 5xIn=5x6=30Aa 10xIn=10x6 = 60A.Neste caso o valor limite de Selectividade é a regulação mínima do relé magnético do aparelho a jusante, ou seja, só é válida até os 100A.
A Intensidade de curto-circuito máximo a jusante é de 690A e a mínima é de 340A. Dado que os valores decurto-circuito calculados estão à direita das curvas de disparo, não é possível assegurar a Selectividade total, logo é considerada uma Selectividade parcial.
Gráfico retirado do software Hager, ElcomNet
Selectividade
Gráfico retirado do nosso software ElcomNet
Ik(kA)
T (s)
0,001 0,005 0,01 0,05 0,1 0,5 1 5 10 50 100
0,001
0,005
0,01
0,05
0,1
0,5
1
5
10
50
100
500
1000
5000
10000
Ik(kA)
T (s)
IkMín Lim. AgAb=0,34kA
IkMáx Lim. AgAb=0,69kA
IkMáx Lim. AgAr=0,69kA
5
Selectividade totalA Selectividade é considerada total apenas quando é actuado o disjuntor a jusante, para qualquer valor de curto-circuito.
A Selectividade total pode também ser garantida efectuando um atraso na regulação do magnético do aparelho instalado a montante. Este atraso pode permitir que o disjuntor a jusante actue mais rapidamente, independentemente do valor de curto-circuito. Neste caso, se não fosse efectuado o atraso no relé magnético, apenas se obtinha uma Selectividade parcial a 1125A (regulação magnética mínima da protecção a montante).
Gráfico extraído do software Hager ElcomNet
Selectividade
T(s)
0,01 0,05 0,1 0,5 1 5 10 50
0,001
0,005
0,01
0,05
0,1
0,5
1
5
10
50
100
500
1000
5000
10000
Ik(kA)
IkMín Av=5,1kAIkMáx Av=7,4kA
IkMáx Am=7,4kA
HN 250250 A
Icc1 = 31 kA
10 A20 A
Icc2 = 13 kA
T
IIcc Icu B
Icc
T
I
T
I
Icc
IccIcc
Disj. B
Disjuntor A Disjuntor A
Disjuntor B
Curva de desconexióninterruptor automático
Curva fusiónfusible Fusible
Int. automático
Disj. B
Disjuntor B Disjuntor A e B
Disjuntor B
Disjuntor A
Disjuntor A
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Selectividade funcionalA Selectividade é considerada funcional, se o valor máximo de corrente de curto-circuito for sempre inferior à regulação magnética do aparelho de protecção a montante. A diferença entre Selectividade funcional relativamente a uma total é verificada no valor de corrente de curto-circuito, que como é inferior à regulação do relé magnético da protecção a montante garante a selectividade, mesmo que para valores de corrente de curto-circuito superiores esta não seja verificada.
A corrente de curto-circuito trifásica, calculada no ponto da instalação do interruptor a jusanteé 960A. Neste caso é inferior à regulação mínima do relé magnético do interruptor a montante, ou seja, a 2500A.
Selectividade
0,001 0,005 0,01 0,05 0,1 0,5 1 5 10 50 100
0,001
0,005
0,01
0,05
0,1
0,5
1
5
10
50
100
500
1000
5000
10000
Ik(kA)
T(s)
IkMáx Lim. AgAr=3,7kA
IkMáx. Lim. AgAb=0,96kAIkMín. Lim. AgAb=0,42kA
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Selectividade
Selectividade amperimétrica, cronométrica e energética
Se as protecções instaladas no circuito forem disjuntores, podem ainda ser considerados métodos adicionais para atingir a Selectividade (total ou parcial).
Selectividade amperimétrica: Baseia-se na decalagem da intensidade das curvas de protecção tempo/corrente.
Selectividade cronométrica: Baseia-se na decalagem temporal das curvas de protecção tempo / corrente.
Selectividade energética: Baseia-se na capacidade de limitação da energia que atravessa a protecção a jusante, para um valor inferior, por forma a não disparar a protecção a montante.
A
B Calibre: 20ACurva C(Im = 200A)
Icc = 25kA
Calibre: 250AIr = 250A(Im = 1250A)
Neste exemplo é apresentado aSelectividade energética:
A montante existe um disjuntor compacto com calibre de 250A e uma regulação mínima do relé magnéticode 1250A.A jusante, um disjuntor modular com intensidadenominal de 20A e curva C.
O valor limitado pelo disjuntor a jusante é superior à regulação do magnético do disjuntor compacto, por esta razão, a selectividade amperimétrica não está assegurada.
100 500 50001000 10000 40000
100
1000
500
5000
10000
AI3_B/C_limit_T4_01
Inte
nsid
ade
de
cris
ta e
m k
A �
Icc em A
700ACrista
Ik limitada =4950A eficaz
50 A, 63 A32 A, 40 A
20 A, 25 A
16 A10 A6 A
3 A, 4 A
1 A, 2 A
0,5 A
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Relativamente aos tempos de disparo …
100005000
20001000
500
200100
50
20105
21.5
.2
.1.05
.02
.01.005
.002
.001100 2 3 4 56 8 101 2 3 4 5 6 8 102 2 3 4 5 6 8
x In (A) � 100 xIn
t (s)
�
A
C
100006000400036002000
1000600400
200
10060
40
20
1064
2
10,60,4
0,2
0,1
0,04
0,02
0,01
0,004
1 1,5 2 3 4 6 8 10 15 20 30 401,13
1,45
B
Tem
po
em s
egun
dos
�
Múltiplos de In �t = 0,01s
Selectividade
Através destes gráficos é verificado que a selectividade não está garantida, mas analisando as tabelas deSelectividade:
Estas indicam Selectividade total. Qual a razão?O disjuntor B funciona como limitador. A limitação efectuada por este, origina uma energia inferior que atravessa o dispositivo a montante, e que por sua vez não tem um valor suficiente para o fazer actuar num tempo útil. Ou seja, essa corrente de curto-circuito é vista na parte do relé térmico e não do magnético. As curvas de energia específica e limitação de corrente de curto-circuito ajudam a entender este fenómeno.
T = Selectividade total. Cada valor sublinhado deve ser lido como T quando este ultrapassa o valor do poder de corte doproduto. Todos os valores comunicados são válidos para um disjuntor regulado ao máximo.
x25040kA
In 100A 125A 160A 200A 250A
A ju
sant
e: d
isju
ntor
es 6
kA m
áx. -
1 m
ódul
o/p
ólo
curv
a C
0,5A T
1A T
2A T
3A 6,8 8,6 T T T
4A 6,8 8,6 T T T
6A 6,8 8,6 T T T
10A 4,1 5,4 7,6 T T
13A 3,2 4,1 5,6 8,3 T
16A 3,2 4,1 5,6 8,3 T
20A 3,2 4,1 5,6 8,3 T
25A 2,6 3,2 4,3 6,3 9,9
32A 2,6 3,2 4,3 6,3 9,9
40A 2 2,5 3,4 5 8,5
50A 1,5 1,9 2,7 4,2 7,3
63A 1,3 1,6 2,2 3,8 6,7
9
Selectividade
110 210 310 410 510
910
810
710
610
410
510
310
234568
234568
234568
2
34568
234568
234568
160A
h 250n
250A
I2 t (A
2 s)
Icc (A)
A
25kA
1000kA2 s
É observado que o B deixa passar 10 vezes menos energia que A.
Este princípio de Selectividade é eficaz, embora as curvas clássicas “tempo/corrente” indiquem umasobreposição das características dos disjuntores.
A Selectividade energética verifica-se nas tabelas de Selectividade publicadas pelos fabricantes a partir demodelizações matemáticas e verificações em ensaios de Selectividade.
0,0001
0,0004
0,001
0,004
0,01
0,04
0,1
0,4
10
100
1000
10000
1
40
400
4000
4
0,5 1 4 10 40 100 1000 10000010000
0,5 A
1 A,2 A3 A,4 A6 A10 A13 A, 16 A20 A, 25 A
32 A, 40 A50 A, 63 A
Lim
itaçã
o té
rmic
a em
kA
s2
Icc em A< 100kA2 s
25kA
B
10
Selectividade
Os Disjuntores compactos h3 permitem a regulação das curvas de disparo tanto em múltiplos de In(na “horizontal” como se observa pelo gráfico) como na temporização de disparo (na “vertical”).
Nos disjuntores com disparador electrónico, para auxiliar o utilizador, existem curvas característicaspredefinidas que são criadas automaticamente escolhendo o selector do produto.
% corrente nominal (In) IN
Tem
po
de
dis
par
o
seg
und
osho
ras
os
tunim
x250
0.005
0.01
0.02
0.04
0.06
0.1
0.2
0.4
0.6
1
2
4
6
10
20
3040
1
2
4
6
10
20
3040
1
2
3
100
125
200
300
400
500
600
1000
1500
2000
3000
4000
5000
800080
Disparo a frio
Disparo a quente(intensidadenominal)
% corrente nominal (In) Ir
tem
po
de
dis
par
o
segu
ndos
hora
sostuni
m
0.005
0.01
0.02
0.04
0.06
0.1
0.2
0.4
0.6
1
2
4
6
10
20
3040
1
2
4
6
10
20
3040
1
2
3
100
125
200
300
400
500
600
1000
1500
2000
3000
4000
5000
800080
1 2 3 4
5 6 7
43
21
6
7
5
LSI250/400/630 A 1 B2
3
1
0,4
0,5
0,8
0,63 0,95
0,90,85
1
2
4
3
6
7
5
CharacteristicsIr (A)
TEST INPICK UP
ON 1xIR
OFF 0,5xIR
NP
11
Selectividade
Selectividade diferencial total ou parcial
Selectividade diferencial total
Quando existem vários dispositivos de protecção diferencial que protegem a mesma instalação é necessário garantir Selectividade. Esta pode ser efectuada seguindo estes métodos:
a) Nos produtos que estão instalados à cabeça de cada circuito da instalação, a protecção diferencial no interruptor geral pode ser eliminada, desta forma podemos conseguir uma Selectividade horizontal.b) Os aparelhos devem ser instalados em cascata. Neste caso devemos garantir a Selectividade entre os aparelhos instalados “em série”.
Para ter Selectividade neste último caso, tem que garantir que apenas actua a protecção da saída do quadro eléctrico afectada por uma avaria, logo o corte na alimentação tem que ser efectuado o mais próximo desse defeito. Para isso as seguintes condições têm que ser cumpridas:
1) As características de não funcionamento tempo/corrente do dispositivo instalado a montante devem ser superiores à característica de funcionamento tempo/corrente do dispositivo instalado a jusante.2) Segundo as normas (IEC 61009 e 60947-2), um diferencial deve actuar para fugas superiores à IΔn e não actuar para fugas inferiores a IΔn /2.Portanto, a sensibilidade nominal da protecção diferencial a montante deve ser no mínimo 2 vezes superior à da protecção a jusante: IΔn (disp A) > IΔn (disp B) x 23) Deverá ser considerada também, uma temporização superior no dispositivo a montante. Este deverá ser temporizado ou do tipo selectivo.
Por exemplo:
Protecção diferencial 1ATemporização 200ms
Protecção diferencial 300mATemporização 50ms
Protecção diferencial 30mAinstantâneo
Protecção diferencial 1ATemporização 200ms
Protecção diferencial 300mAInstantâneo
Protecção diferencial 30mAinstantâneo
Protecção diferencial 1ATemporização 200ms
Protecção diferencial 300mATemporização 50ms
Protecção diferencial 30mAinstantâneo
Protecção diferencial 1ATemporização 200ms
Protecção diferencial 300mAInstantâneo
Protecção diferencial 30mAinstantâneo
Estabelecendo uma temporização de 50ms na segunda protecção, obtêm-se uma Selectividade total, garantido que em caso de defeito diferencial no final do circuito, apenas o terceiro nível irá disparar.
Neste caso a selectividade é parcial. Num defeito não se consegue garantir que a protecção de 30mA actue antes da protecção de 300mA.
Selectividade diferencial parcialSelectividade diferencial total
12
Selectividade
Conclusão
A Hager na sua oferta de produtos engloba protecções diferencias (relés, blocos diferencias) que permitem a regulação da sensibilidade e tempo para conseguir selectividade na instalação. O diferencial “Selectivo” já engloba uma temporização no seu disparo por construção, para conseguir selectividade com a sua protecção diferencial a jusante do tipo instantâneo.
Podemos concluir que a Selectividade em protecções, tanto contra para sobreintensidades como para correntes de defeito, é um elemento chave para a continuidade de serviço das instalações. Desta forma em caso de dúvida deverá, sempre que possível, seguir as indicações dos fabricantes.A Hager embora disponibilize as curvas e os valores, tem também no seu portfólio um software para o cálculo de circuitos eléctricos, o ElcomNet. Este é simples de utilizar e disponibiliza análises detalhadas como o caso da Selectividade ou mesmo a Coordenação entre dispositivos.
Hager - Sistemas Eléctricos Modulares, S.A.Estrada de Polima, n.° 673, Armazém CParque Industrial Meramar I - Abóboda2785-543 São Domingos de RanaTel.: 214458450Fax: 214458454
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DC_31_PT15