Curto Circuito
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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