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Relatório de cálculo Descrição Cálculos completos referentes a média e baixa tensão da indústria Cliente Hiper Energy do Brasil Lugar Criciúma SC Hiper Energy do Brasil Av. Getúlio Vargas 372 Ed. Milano sala 23 88801-050 Criciúma SC Pedido Projeto Industrial Responsável Data Alimentação Tipo de quadro Grau de proteção Operador Suporte Técnico 01/01/2020 CELESC-DIS Painel em MT IP65 Suporte Técnico

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Page 1: Relatório de cálculo - Electro Graphics · Cálculo das correntes de utilização O cálculo das correntes de aplicação é realizada de acordo com a clássica expressão: I P

Relatório de cálculo

Descrição Cálculos completos referentes a média e baixa tensão da indústria

Cliente Hiper Energy do Brasil

Lugar Criciúma SC

Hiper Energy do Brasil

Av. Getúlio Vargas 372 Ed. Milano sala 23 88801-050 Criciúma SC

Pedido Projeto Industrial

Responsável

Data

Alimentação

Tipo de quadro

Grau de proteção

Operador

Suporte Técnico

01/01/2020

CELESC-DIS

Painel em MT

IP65

Suporte Técnico

Page 2: Relatório de cálculo - Electro Graphics · Cálculo das correntes de utilização O cálculo das correntes de aplicação é realizada de acordo com a clássica expressão: I P

RELATÓRIO SOBRE O CÁLCULO

Cálculo das correntes de utilizaçãoO cálculo das correntes de aplicação é realizada de acordo com a clássica expressão:

I Pk Vb

d

ca n

cos

em que:

§ kca = 1 sistema monofásico ou bifásico, dois condutores ativos;§ kca = 1.73 trifásico, três condutores ativos.

Se a rede está em corrente contínua, o fator de potência cosφ é igual a 1.A partir do valor máximo (módulo) de Ib são calculadas as correntes de fase em notação vetorial (parte real eimaginária) com as fórmulas:

cos

cos

cos

I I e I jsin

I I e I jsin

I I e I jsin

bj

b

bj

b

bj

b

1

22 3

34 3

23

23

43

43

O vetor de tensão Vn é suposto alinhado com o eixo de números reais:

V V jn n 0

A potência de dimensionamento Pd é dada pelo produto:

P P coeffd n

em que o coeff é igual ao fator de utilização para usuários finais ou o fator de coincidência para usuários dedistribuição.A potência Pn, no entanto, é a potência nominal para usuários terminais, ou seja, a soma do Pd dos usuários a jusante(Pd a jusante) para usuários de distribuição (soma vetorial).A potência reativa dos usuários é calculada de acordo com:

Q Pn n tan

para os usuários terminais enquanto que para a usuários distribuição é calculada como a soma vetorial da potênciareativa nominais a jusante (Qd a jusante).O fator de potência para usuários de distribuição é avaliada, por conseguinte, com:

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cos cos tan

arc Q

Pn

n

Dimensionamento dos cabosPara que a proteção dos condutores contra sobrecargas fique assegurada, as características de atuação do dispositivodestinado a provê-la devem ser tais que:

zf

znb

IIbIIIa

45.1)

)

Onde: Ib é a corrente de projeto do circuito;Iz é a capacidade de condução de corrente dos condutores, nas condições previstas para sua instalaçãoIn é a corrente nominal do dispositivo de proteção (ou corrente de ajuste, para dispositivos ajustáveis), nascondições previstas para sua instalação;If é a corrente convencional de atuação, para disjuntores, ou corrente convencional de fusão, para fusíveis.

A identificação da seção é realizada utilizando as tabelas de poedeiras atribuídos aos cabos. Eles são:

IEC 60364-5-52 (PVC/EPR); IEC 60364-5-52 (Mineral); CEI-UNEL 35024/1; CEI-UNEL 35024/2; CEI-UNEL 35026; CEI 20-91 (HEPR). ABNT NBR 5410 (PVC/EPR) EC 60502-2 (6-30kV) IEC 61892-4 off-shore (até 30kV)

Eles além de relatar a corrente Iz admissível de acordo com o tipo de isolamento do cabo, do tipo de instalação e onúmero de condutores, também descrevem a metodologia para avaliar os coeficientes de um rebaixamento.A capacidade mínima do cabo é calculada como:

IIkzn

min

onde o coeficiente k tem o objetivo de desclassificar a cabo e leva em conta os seguintes fatores:§ tipo de material condutor;§ tipo de isolamento do cabo;§ número de condutores na proximidade, incluindo qualquer paralelo;§ qualquer desclassificação decidido pelo utilizador.

A seção é escolhida de modo que a seu capacidade (multiplicado pelo coeficiente k) é maior do que o Iz min..Quaisquer condutores paralelos são calculados assumindo que todos têm a mesma seção transversal, do

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comprimento e tipo de instalação, tendo em conta a capacidade de fluxo mínima como um resultado da soma dascapacidades individuais (reduzindo pelo número de paralelos pelo fator de redução para a proximidade).

A condição b) não necessita de uma verificação para os interruptores que respondem a IEC 60898-1 porque eles têmuma relação entre a corrente convencional de funcionamento If e de corrente nominal In menos de 1.45, e éconstante para todas as calibrações inferior a 125 A. Para equipamento industrial, no entanto, a norma IEC 60947estabelece que esta proporção não pode variar de acordo com a corrente nominal, mas deve permanecer inferior ouigual a 1.45.Assim sendo, de acordo com estes regulamentos, a condição b) sempre será verificada.

Os condutores dimensionados com este critério são, por conseguinte, protegidos contra sobrecorrente.

Integral de JouleA integral de Joule que o dispositivo deixa passar deve ser inferior ou igual à integral de Joule necessária paraaquecer o condutor desde a temperatura máxima para serviço contínuo até a temperatura limite de curto-circuito, oque pode ser indicado pela seguinte expressão:

I t K S2 2 2

Os valores de K são constantes expressas a partir da norma para os condutores (Tabela 30, NBR 5410):

Material do condutor Cobre, Isolação PVC, <= 300 mm2 K = 115Material do condutor Cobre, Isolação PVC, > 300 mm2 K = 103Material do condutor Cobre, Isolação EPR, K = 143

Material do condutor Alumínio, Isolação PVC, <= 300 mm2 K = 76Material do condutor Alumínio, Isolação PVC, > 300 mm2 K = 68Material do condutor Alumínio, Isolação EPR, K = 94

Dimensionamento do neutroNum circuito trifásico com neutro e cujos condutores de fase tenham uma seção superior a 25 mm2, a seção docondutor neutro pode ser inferior à dos condutores de fase, sem ser inferior aos valores indicados na Tabela 48, emfunção da seção dos condutores de fase, quando as três condições seguintes forem simultaneamente atendidas:a) o circuito for presumivelmente equilibrado, em serviço normal;b) a corrente das fases não contiver uma taxa de terceira harmônica e múltiplos superior a 15%; ec) o condutor neutro for protegido contra sobrecorrentes conforme 5.3.2.2.

Tabela 48 — Seção reduzida do condutor neutroSeção dos condutores de fase

mm2Seção reduzida do condutor neutro

mm2

S<=25 S35 2550 2570 3595 50120 70

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150 70185 95240 120300 150400 185

Condutores de proteção (PE)A seção do condutor de proteção pode ser determinada através da tabela 58. Quando a aplicação da tabela conduzir aseções não padronizadas, devem ser escolhidos condutores com a seção padronizada mais próxima. A tabela 58 évalida apenas se o condutor de proteção for constituído do mesmo metal que os condutores de fase.

Seção dos condutores de fase Smm2

Seção mínima do condutor deproteção correspondente

mm2

S<=16 S16<S<=35 16

S>35 S/2

O segundo critério determina este valor com a integral de Joule.A seção dos condutores de proteção não deve ser inferior ao valor determinado pela expressão seguinte, aplicávelapenas para tempos de seccionamento que não excedam 5 s:

KtIS p

2

onde:- Sp é a seção do condutor, em milímetros quadrados;- I é o valor eficaz, em ampères, da corrente de falta presumida, considerando falta direta (A);- t é o tempo de atuação do dispositivo de proteção responsável pelo seccionamento automático, emsegundos;- K é um fator que depende do material do condutor de proteção, de sua isolação e outras partes, e dastemperaturas inicial e final do condutor.

A seção de qualquer condutor de proteção que não faça parte do mesmo cabo ou não esteja contido no mesmoconduto fechado que os condutores de fase não deve ser inferior a:a) 2,5 mm2 em cobre/16 mm2 em alumínio, se for provida proteção contra danos mecânicos;b) 4 mm2 em cobre/16 mm2 em alumínio, se não for provida proteção contra danos mecânicos.

Temperatura dos cabosO cálculo da temperatura de funcionamento dos cabos sob a corrente de operação e a corrente nominal a partir dasseguintes equações:

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2

2

2

2

z

ncavoambientencavo

z

bcavoambientebcavo

II

TIT

II

TIT

expressas em °C.Eles são derivados a partir da consideração de que o aumento de temperatura do sistema de cabo é proporcional àenergia dissipada. O coeficiente cavo é constrangido pelo tipo de isolamento do cabo e do tipo de tabela de instalação.

Quedas de tensãoAs quedas de tensão são calculadas vetorialmente. De cada usuário é calculada a queda de tensão vetorial ao longode cada fase e ao longo do condutor neutro (se distribuído). Entre as fases, considerando a queda de tensão maiordo que é reportado em porcentagem da tensão nominal:

TSRf

k

iiiii nInZfIfZibtdc

,,1max)(..

com f que representa as três fases R, S, T;com n que representa o condutor neutro;com i que representa os k usuários envolvidos no cálculo;

O cálculo fornece, por conseguinte, o valor exato da fórmula aproximada:

cdt I k I L R X sinVb cdt b

ccavo cavo

n

1000

100cos

com:

§ kcdt=2 para sistemas monofásicos;§ kcdt=1.73 para sistemas trifásicos.

Correção do fator de potênciaO fator de potência é a operação que tende a limitar a potência reativa absorvida, elevando o valor do fator depotência acima de um limiar que é considerado "bom”.De um modo geral, a correção do fator de potência é realizada com condensadores que compensam a potênciareativa, que é o tipo geralmente indutivo. Se uma carga absorve a potência ativa Pn e a potência reativa Q, paradiminuir φ e aumentar cos φ variam sem Pn (isto é, para mudar para Q <φ) deve ser colocado em um jogo Qrif desinal oposto ao de Q tal que:

Q Prif n tan tan

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em que é o ângulo correspondente ao fator de potência que deverá ser corrigido. Este valor varia entre 0,8 e 0,9,dependendo do tipo de contrato de fornecimento.O fator de potência pode ser executado em dois modos:

§ Distribuído;§ Centralizado.

Esta escolha deve ser avaliada, de modo a minimizar o custo e os resultados finais, pois os bancos de capacitorespodem ser inseridos localmente em paralelo a um terminal de carga, ou centralizado para corrigir o fator de potênciade um dado nó de rede.Se a rede tiver transformadores, os bancos de correção do fator de potência também podem ser inseridos a jusantedo mesmo para compensar a energia reativa absorvida da máquina.A corrente nominal do capacitor é calculada por:

IQ

k Vncrif

ca n

em que Qrif é expressa em kVAR.

Fornecimento de energia elétricaO conhecimento da rede de alimentação é necessária para a iniciação do mesmo, a fim de realizar o cálculo dasfalhas.Os tipos de entrega podem ser:

§ de baixa tensão;§ de média tensão;§ em alta tensão;§ de impedância conhecida;§ de corrente contínua.

Média e Alta tensãoNo caso em que a alimentação é em média ou alta tensão deve-se considerar os seguintes dados de partida:

§ Tensão de alimentação Vmt (em kV);§ Corrente de curto-circuito trifásico, Ikmax (em kA);§ Corrente de curto-circuito monofásico, Ik1ftmax (em kA);

A partir dos dados obtidos são equivalentes às impedâncias da rede de alimentação para determinar a tensão dogerador equivalente.

100031,1

max

k

mtccmt I

VZ

que produz a componente direta:

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2)995,0(1cos ccmt

ccmtdl ZX 995,0

ccmtccmtdl ZR cos

e componentes de sequência-zero:

)2(cos10001,13

max10 dlccmt

ftk

mt RI

VR

1)(cos

1200

ccmt

RX

TransformadoresPara transformadores elétricos, os dados de identificação necessários são:

§ potência nominal Pn (in kVA);§ perda de curto-circuito Pcc (in W);§ tensão de curto-circuito vcc (in %)§ relação entre a corrente de energização e a corrente nominal Ilr/Irt;§ relação entre a impedância de sequência zero e que um curto-circuito;§ tipo de conexão;§ tensão nominal do primário V1 (in kV);§ tensão nominal do secundário V02 (in V).

A partir da placa de identificação serão encontradas as seguintes características eléctricas dos transformadores:

Impedância de curto-circuito do transformador expressa em m:

Z v VPcct

cc

n

100

022

Resistência de curto-circuito do transformador, expressa em m:

R P VPcct

cc

n

1000

022

2

Reatância de curto-circuito do transformador, expressa em m:

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X Z Rcct cct cct 2 2

A impedância homopolar do transformador é derivada a partir da relação com a impedância de curto-circuito:

Z Z ZZvot cct

vot

cct

em que o rácio Zvot / Zcct é geralmente 10-20.Os parâmetros para a sequência direta, em m:

22ddcctd XRZZ

em que:

cctd

cctd

XXRR

Os parâmetros para o de sequência nula, em vez dependem do tipo de conexão do transformador, porque, de acordocom ela, dispomos de um circuito equivalente diferente.Portanto, se o transformador é ligado delta/estrela (Dy), temos:

R R

ZZ

ZZ

ot cct

vot

cct

vot

cct

1

X X

ZZ

ZZ

ot cct

vot

cct

vot

cct

1

Z Z

ZZ

ZZ

ot cct

vot

cct

vot

cct

1

Caso contrário, se o transformador está ligado em estrela/estrela (Yy) nós:

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R R ZZot cct

vot

cct

X X ZZot cct

vot

cct

Z Z ZZot cct

vot

cct

Transformadores com três enrolamentosSe na rede estiverem presentes transformadores com três enrolamentos, denominados H, M, L, os dados de placaexigidos serão:§ Tensões nominais (em V): § Potências aparentes (em kVA): § Tensões de curto-circuito (em %): § Componentes resistivos de curto-circuito (em %):

Inicia-se calculando as três impedâncias de curto-circuito (reproduzidas no enrolamento H do transformador):

A estas se aplicam os fatores de correção, no ponto 6.3.3 da EN 60909-0:

com , obtendo:

Agora é possível calcular as impedâncias na sequência direta do esquema equivalente do transformador com trêsenrolamentos, constituído por três impedâncias conectadas em estrela:

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Para o cálculo do componente homopolar, utiliza-se a relação X(0)T/XT aplicada à componente reativa das trêsimpedâncias diretas recém calculadas.

As perdas a vazio são calculadas somente para o lado H do transformador, e ignoradas para os outros enrolamentos.

A potência dissipada a carga no transformador com três enrolamentos é calculada segundo:

e enfim:

Fatores de correção para geradores e transformadores (IEC 60909-0)A norma EN 60909-0 fornece uma série de fatores corretivos para o cálculo das impedâncias de algumas máquinaspresente na rede. Aquelas utilizadas para o cálculo das falhas referem-se aos geradores e aos transformadores.

Fator de correção para os transformadores (EN 60909-0 par. 6.3.3)Para os transformadores com dois enrolamentos, com ou sem regulagem das espiras, quando se está calculando ascorrentes máximas de curto-circuito, deve-se introduzir um fator de correção de impedância KT tal que:

onde

n

cctT

PVX

x 202

é a reatância relativa do transformador e Cmax é pego da tabela 1 e é relativo à tensão lado baixo do transformador.Tal fator deve ser aplicado à impedância direta, inversa e homopolar.

Fator de correção para geradores síncronos (EN 60909-0 par. 6.6.1)No cálculo das correntes máximas de curto-circuito iniciais nos sistemas alimentados diretamente por geradores sem

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transformadores intermediários, deve-se introduzir um fator de correção KG tal que:

com

onde

é a reatância saturada subtransitória relativa do gerador. Tal fator deve ser aplicado à impedância direta, inversa e homopolar. Na fórmula aparecem como numerador e denominador a tensão nominal do sistema e a tensão nominal do gerador(UrG). No Ampère UrG não é gerenciado, portanto, considera-se V02/ UrG = 1.

Fator de correção para grupos de produção com regulagem automática da tensão do transformador (EN60909-0 par. 6.7.1)No cálculo das correntes máximas de curto-circuito inicial de produção, deve ser introduzido um fator de correção deimpedância KS a ser aplicado à impedância geral no lado alto do transformador:

com

Tal fator deve ser aplicado à impedância direta, inversa e homopolar. A fórmula para KS não considera eventuaisdiferenças entre os valores nominais das máquinas e tensão nominal do sistema elétrico.

Fator de correção para grupos de produção sem regulagem automática da tensão do transformador (EN60909-0 par. 6.7.2)No cálculo das correntes máximas de curto-circuito iniciais nos grupos de produção, deve-se introduzir um fator decorreção de impedância KSO a ser aplicado à impedância geral no lado alto do transformador:

com

Onde pT é a variação da tensão do transformador através da tomada de plugue escolhida. No programa é configuradoo fator (1-pT), com pT = (|Vsec-V02|)/V02.Tal fator deve ser aplicado à impedância direta, invertida e homopolar. A fórmula para KSO não considera eventuaisdiferenças entre valores nominais das máquinas e tensões nominal do sistema elétrico.

Geradores síncronosEm média tensão e baixa tensão, você pode colocar vários geradores.

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Os dados da placa de identificação necessários para os geradores são:

§ potência nominal Pn (em kVA);§ reatância síncrona percentual xS;§ reatância de sub-transitória percentual x'';§ reatância de sub-transitória em quadratura percentual x''q;§ reatância na sequência homopolar percentual xo.

A impedância de sub-transitória é calculada pela fórmula:

X x V

Pn100022

que são derivados dos componentes da sequência direta:

RX X

d

d

0

O componente resistivo é negligenciado em comparação com o componente reativo do gerador.

A impedância síncrona é calculada pela fórmula:

X x VPS

S

n

100

022

Para as falhas assimétricas, tanto subtransitória quanto permanente, servem as sequências invertidas e homopolares.Para o cálculo da impedância na sequência invertida, com a reatância subtransitória em quadratura:

Aplica-se a fórmula:

Enfim, a reatância homopolar é obtida como:

Atenuação da corrente de falha para as falhas simétricas e próximasVer Motores síncronos.

Geradores assíncronos

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[Olivieri e Ravelli, Elettrotecnica II° vol., Edizioni CEDAM]Como qualquer outra máquina elétrica, também o motor assíncrono é reversível e, em seguida, tornar-se um geradorde energia elétrica. Quando a máquina está funcionando sem carga, ela absorve energia para a magnetização docampo rotativo e as perdas. Se você aplicar um torque de acionamento é obtida a produção de energia.O programa Ampère simula o funcionamento do gerador assíncrono, através do estudo do diagrama circular. Defina apotência ativa, a correspondente potência reativa absorvida pela rede é obtida, a partir do qual nós calculamos ascorrentes de saída. Os parâmetros característicos devem ser aplicados são os seguintes:

Potência mecânica Rendimento N - nominal Rendimento 3/4 N Rendimento 2/4 N Fator de Potência N - nominal Fator de Potência 3/4 N Fator de Potência 2/4 N P número de pares de polos

São identificados três pontos como pertencendo ao diagrama circular da máquina assíncrona.Caso contrário, você precisará dos seguintes dados para determinar o diagrama circular:

Potência mecânica Rendimento N - nominal Fator de Potência N - nominal Potência sem carga Fator de Potência sem carga P número de pares de polos

Os geradores trifásicos assíncronos contribuem para a falha transiente para todos os pontos da rede a partir da qualeles são "vistos". Condição necessária para o cálculo da contribuição para a falha é que o gerador é alimentado apartir de uma outra fonte, que fornece a potência reativa necessária para o seu funcionamento.Os cálculos de falha seguem os mesmos procedimentos utilizados para motores assíncronos.

Atenuação da corrente de falha para falhas simétricas e próximasVer Motores assíncronos.

Cálculo de falhasCom o cálculo das falhas são determinados, as correntes mínimas e máximas de curto-circuito, imediatamente ajusante da proteção do usuário (linha de partida) e de jusante (linha inferior).Os tipos de falhas calculados são:

§ falha trifásica (simétrica);§ falha em duas fases (assimétrico);§ falha duas fases-neutro (assimétrico);§ falha duas fases -terra (assimétrico);§ falha fase-terra (assimétrico);

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§ falha fase-neutro (assimétrico).

Cálculo de corrente máxima de curto-circuitoO cálculo é realizado sob as seguintes condições:

falhas com a contribuição do fornecimento e dos geradores no regime de falha subtransitória. Eventual gestãoda atenuação da corrente de falha trifásica ‘próxima’ à fonte;

tensão nominal com fator de tensão nominal Cmax; impedância mínima de falha, calculada à temperatura de 20 ° C.

A resistência direta, do condutor de fase e a proteção, é avaliado a 20 °C, a partir dos dados de resistência dastabelas UNEL 35023-2012, que pode ser referido 70 ou 90 °C dependendo do isolamento, para o qual expressa emmW é:

onde T é 50 ou 70 °C e α = 0.004 a 20 °C.

Conhecido depois pela tabela de reatância a 50 Hz, onde f é a frequência de operação, é:

podemos adicionar esses parâmetros para o usuário a montante obtendo o mínimo impedância de falta.Para os usuários em barramentos, os componentes da sequência direta são:

A reatância é:

Para usuários com impedância conhecida, os componentes da sequência direta são os mesmos valores de resistênciae reatância da impedância.

Com relação aos parâmetros da sequência homopolar, é necessário distinguir entre condutor do neutro e condutor deproteção. Para o condutor de neutro são obtidos, a partir daqueles dirigidos através de:

Para o condutor de proteção, ao invés, obtém-se:

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onde as resistências RdcN e RdcPE são calculadas como a Rdc.

Para os usuários em barramentos, os componentes da sequência homopolar são distintos para os condutores doneutro e os condutores de proteção. Para o condutor de neutro tem-se:

Para o condutor de proteção será utilizado o parâmetro de reatância do anel de falha fornecido pelos fabricantes:

Os parâmetros de cada usuário são somados com os parâmetros, na mesma sequência, do usuário a montante,expresso em m:

Para os usuários em barramentos, basta substituir o barramento pelo cabo.Aos valores totais, são somadas também as impedâncias dos fornecedores.

Conhecidos estes parâmetros são calculadas as impedâncias (in m) da falha trifásica:

Z R Xk d dmin 2 2

Fase neutro (se o neutro for distribuído):

Fase terra:

Z R R X Xk PE d PE d PE1 02

021

32 2min

De impedâncias são calculados a curto-circuito trifásico Ikmax , linha-neutro Ik1Nmax , linha-a-terra Ik1PEmax elinha-a-linha Ik2max expressado em kA:

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Page 17: Relatório de cálculo - Electro Graphics · Cálculo das correntes de utilização O cálculo das correntes de aplicação é realizada de acordo com a clássica expressão: I P

I VZ

IV

Z

I VZ

I VZ

kn

k

k Neutr axn

k Neutr in

k PEn

k PE

kn

k

maxmin

omom

maxmin

maxmin

3

3

3

2

11

11

2

Por fim a partir dos valores de corrente de defeito máxima obtém-se correntes de pico:

onde:

102 0 983

. . eRX

d

d

Cálculo da corrente de pico para faltas trifásicas de acordo com a IEC 61363-1: Electrical installations of ships. Senecessário, Ip pode ser calculado usando o método simplificado da norma estabelecido no parágrafo 6.2.5 Neglectingshort-circuit current decay. Ele usa um coeficiente k = 1,8, que leva em conta a assimetria máximo da corrente apóso primeiro meio ciclo da falha.Cálculo de corrente mínima de curto-circuitoO cálculo de corrente mínima de curto-circuito é conduzido tal como descrito no parágrafo 7.1.2 da norma IEC60909-0:

§ falhas com contribuição do fornecimento e dos geradores, a contribuição dos geradores se dá em regimepermanente para as falhas trifásicas ‘próximas’, enquanto para as falhas ‘afastadas’ ou assimétricas éconsiderada a contribuição subtransitória;

§ a tensão nominal é multiplicada para o fator de tensão Cmin, que pode ser 0.95 se Cmax = 1.05, ou 0.90 seCmax = 1.10 (Tab. 1 da norma CEI EN 60909-0); em média e alta tensão o fator Cmin é igual a 1;

Para a temperatura dos fios pode escolher entre: a relação do CENELEC R064-003, que são determinados pela resistência em isolamento de alta temperatura

no serviço normal do cabo; norma IEC 60909-0, que indica as temperaturas no fim da falha.

As temperaturas são dadas em relação ao tipo de isolamento do cabo, precisamente:

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Isolamento Cenelec R064-003 [°C] IEC 60909-0 [°C]PVC 70 160G 85 200G5/G7/G10/EPR 90 250HEPR 120 250

A partir destes pode-se calcular a resistência à sequência positiva e sequência zero em relação à temperatura deisolamento do cabo:

Estes, adicionou-se à resistência a montante, fornece as mínimas.Agora pode-se calcular a correntes de curto-circuito Ikmin e de fase à terra, expressa em kA:

Motores assíncronosAs variáveis características do motor são:§ Urm tensão nominal do motor [V];§ Irm corrente nominal do motor [A];§ Srm potência nominal aparente [kVA];§ P número de pares de polos;§ Ilr/Irm relação entre a corrente do motor bloqueado e a corrente nominal do motor;§ O fator de potência na partida.§ Possibilidade de estrela / triângulo para motores trifásicos, por isso diminui Ilr/Irm de 3.

Que calcula a impedância do motor:

rm

rm

rmlrM S

UII

Z21

Atenuação da corrente de falha para as falhas simétricas e próximasSe o motor (ou gerador) estiver próximo do ponto de falha, é necessário calcular os coeficientes e q para obter a

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corrente de interrupção ib levando em consideração o tempo de atraso (padrão igual a 0.02s).O coeficiente é calculado de acordo com a seguinte tabela:

stestesteste

rmlr

rmlr

rmlr

rmlr

II

II

II

II

25.094.056.010.072.062.005.051.071.002.026.084.0

min38.0

min32.0

min30.0

min26.0

se 2rmlr II então 1 .Para o coeficiente de q você deve tomar o poder ativo mecânico expresso em MW e dividir pelo número de pares depolos P, a fim de obter a variável m:

PS

m rm

1000

cos

com cos fator de potência e eficiência do motor.Em seguida:

stmqstmqstmqstmq

25.0ln10.026.010.0ln12.057.005.0ln12.079.002.0ln12.003.1

min

min

min

min

Se 1q você definir 1q .MZ é dividido pelo fatores e q para obter a impedância equivalente visto no momento da falha:

qZZ M

Mib .

Desde que, em função da tensão e da potência do motor, que pode ter:

MM

MibM

XRZX

10.0995.0 para motores de média tensão com potência

Prm por pares de polos >= 1 MW

MM

MibM

XRZX

15.0989.0 para motores de média tensão com potência

Prm por pares de polos < 1 MW

MM

MibM

XRZX

42.0922.0 para motores de baixa tensão

Para os componentes de sequências positivas, consideramos apenas a componente direta, enquanto os da sequênciazero não são considerados, pois a contribuição para as falhas que eles dão apenas motores trifásicos. Elescontribuem para as faltas trifásicas e os de duas fases.

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Md

Md

XXRR

Seleção de proteçãoA seleção da proteção deve ser realizada pelas classificações elétricas dos condutores e os valores de falha, emespecial as quantidades que são verificados são:

§ corrente nominal, que é dimensionado de acordo com o cabo;§ número de polos;§ tipo de proteção;§ tensão nominal;§ Poder de interrupção, o valor do qual deve ser maior do que a corrente de defeito máximo a montante (Ikm

max)§ calibração da corrente de disparo magnético, cujo valor máximo para garantir a proteção contra o contato

indireto (na ausência de diferencial) deve ser menor do que a falha de corrente mínima, no final da linha(Imag max).

Seleção dos dispositivos de proteção contra curtos-circuitosAs características do equipamento de proteção contra curtos-circuitos devem atender a duas condições:

§ a capacidade de interrupção não deve ser menor do que o corrente de curto-circuito no ponto de instalação (anão ser adequadamente assegurado a montante);

§ a característica de intervenção deve ser tal que impedir que a temperatura do cabo não excede, em condiçõesde falha a qualquer momento, o máximo permitido.

A primeira condição é considerada no processo de seleção da proteção. O segundo pode ser traduzido no relatório:

I t K S2 2 2

ou seja, em caso de falha da energia específica suportável pelo cabo deve ser igual ou superior à permitida parapassar da proteção.

Funcionamento em emergênciaSe necessário, é verificada a rede ou parte em funcionamento de emergência, quando a alimentação é desligada e aalimentação é fornecida a partir de fontes alternativas, como geradores ou UPS.São calculadas as correntes de falha, teste de poder de proteção com os novos parâmetros.

Referências normativas

Normas de referência para a Baixa Tensão:§ CEI 11-20 2000 IV Ed. Impianti di produzione di energia elettrica e gruppi di continuità collegati a reti I e II

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categoria.§ IEC 60909-0 2016 III Ed.: Short-circuit currents in three-phase a.c. systems. Part 0: Calculation of currents.§ IEC 60090-4 First ed. 2000-7: Short-circuit currents in three-phase a.c. systems. Part 4: Examples for the

calculation of short-circuit currents.§ CEI 11-28 1993 I Ed. (IEC 781): Application guide for calculation of short-circuit currents in low-voltage radial

systems.§ IEC 60947-2 (CEI 17-5) VIIIa Ed. 2007-07: Low-voltage swithgear and controlgear. Part 2: Circuit-breakers.§ CEI 20-91 2010: Fire retardant and halogen free electric cable with elastomeric insulation and sheath for use

in photovoltaic system (PV).§ IEC 60898-1 (CEI 23-3/1 Ia Ed.) 2004: Electrical accessories – Circuit breakers for overcurrent protection for

household and similar installations. Part 1: Circuit-breakers for a.c. operation.§ IEC 60898-2 (CEI 23-3/2) 2007: Electrical accessories - Circuit-breakers for overcurrent protection for

household and similar installations - Part 2: Circuit-breakers for AC and DC operation.§ CEI 64-8 VII Ed. 2012 (IEC 60364): Residential and Industrial premises; Electrical safety.§ IEC 364-5-523: Wiring system. Current-carring capacities.§ IEC 60364-5-52 III Ed. 2009: Electrical Installations of Buildings - Part 5-52: Selection and Erection of

Electrical Equipment - Wiring Systems.§ CENELEC - EN 50575 2014: Power, control and communication cables - Cables for general applications in

construction works subject to reaction to fire requirements.§ CEI UNEL 35023 2012 (IEC 60228 III Ed.): Electric cables with rubber and thermoplastic insulation. Voltage

drop.§ CEI UNEL 35024/1, 1997: Elastomeric and thermoplastic insulated power cables for rated voltages not

exceeding 1000 V a.c. / 1500 d.c. Continuous current capacities for cables laid in air.§ CEI UNEL 35024/2, 1997: Mineral insulated power cables for rated voltages not exceeding 1000 V a.c. / 1500

d.c. Continuous current capacities for cables laid in air.§ CEI UNEL 35026, 2000: Elastomeric and thermoplastic insulated power cables for rated voltages not exceeding

1000 V a.c. / 1500 d.c. Continuous current capacities for buried cables.§ IEC 61439 2012: Low-Voltage Switchgear And Controlgear Assemblies. NF C 15-100, 2002: Installations électriques à basse tension. UNE 20460, 2004: Instalaciones eléctricas en edificios. Parte 5: Selecciòn de los materiales eléctricos. British Standard BS 7671:2008: Requirements for Electrical Installations;§ ABNT NBR 5410, Segunda edição 2004: Instalações elétricas de baixa tensão;

Normas de referência para a Média Tensão§ CEI 0-16: Reference technical rules for the connection of active and passive consumers to the HV and MV

electrical networks of distribution Company.§ IEC 61936-1 2010: Power installations exceeding 1 kV a.c.§ CEI 11-17 III Ed. 2006: Generation, transmission and public distribution systems of electric power. Cables

lines.§ CEI-UNEL 35027 II Ed. 2009 (IEC 60287): Power cables with rated voltages from 1 kV to 30 kV. Steday state

current rating – Cables laid in air and in ground.§ CEI 99-4 2014: Guideline for execution of the electric substations MV/LV of the final customer/user.§ CEI 17-1 VII Ed. 2013 (IEC 62271-100): High-voltage switchgear and controlgear. Part 100: High-voltage

alternating-current circuit-breakers§ CEI 17-130 (IEC 62271): High-voltage switchgear and controlgear - Part 103: Switches for rated voltages

above 1 kV up to and including 52 kV.§ IEC 60502-2 2014: Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages from 1 kV

up to 30 kV – Part 2.§ IEC 61892-4 Ia Ed. 2007-06: Mobile and fixed offshore units – Electrical installations. Part 4: Cables.

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