ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA E DAS PROTEÇÕES DA ...

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE TECNOLOGIA

GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA

ESTUDO DE VIABILIDADE ECONÔMICA E DAS PROTEÇÕES DA SUBESTAÇÃO DE 69-13,8 kV DO CAMPUS

DO PICI DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

JOÃO VICTOR CAVALCANTE BARROS

Fortaleza Novembro de 2010

ii




Monografia submetida à Universidade Federal

do Ceará como parte dos requisitos para

obtenção do Diploma de Graduação em

Engenharia Elétrica.

Orientador: Prof. Raimundo Furtado Sampaio.

Fortaleza Novembro de 2010

iii




Esta monografia foi julgada adequada para obtenção do diploma de Graduação em

Engenharia Elétrica, e aprovada em sua forma final pelo programa de Graduação em

Engenharia Elétrica na Universidade Federal do Ceará.

Banca Examinadora:

Fortaleza, Novembro de 2010

iv

“Feliz aquele que transfere o que sabe e aprende o que ensina!”

(Cora Coralina)

v

A Deus,

Aos meus pais, João e Violeta,

As minhas irmãs, Carolina e Ivna,

A todos os familiares, amigos, namorada.

vi

AGRADECIMENTOS

Desejo expressar meus agradecimentos:

Ao Professor Raimundo Furtado Sampaio pela disponibilidade, dedicação,

colaboração e orientação tornando a realização desse trabalho possível.

A todos os professores do Departamento de Engenharia Elétrica da UFC, responsáveis

diretamente ou indiretamente pelo meu aprendizado e Graduação.

Aos meus pais Violeta e João, às minhas irmãs Carolina e Ivna agradeço o apoio, o

afeto, o reconhecimento e a compreensão por tantos momentos de ausência.

À Tia Valéria e ao Thales que me acolheram na realização desse trabalho, oferecendo

não só espaço físico, mas apoio, carinho, confiança em todos os momentos.

A todos os meus amigos e namorada pelo suporte oferecido e pela ajuda em todos os

momentos da minha vida.

A todos vocês o meu muito obrigado.

vii

Barros, J. V. C. e “Estudo de viabilidade econômica e das proteções da subestação de 69-13,8 kV do Campus do Pici da Universidade Federal do Ceará”, Universidade Federal do Ceará – UFC, 2010, 94p.

Esta monografia apresenta o estudo das proteções da subestação de 69-13,8 kV do

Campus do Pici da Universidade Federal do Ceará. São apresentados critérios para planejamento e projeto de subestação, conceito e requisitos básicos necessários em um sistema de proteção, os principais equipamentos de proteção de sobrecorrente e critérios para as funções de proteção de sobrecorrente e diferencial. É apresentando o estado atual da rede de distribuição interna da UFC. É apresentada uma proposta de uma subestação de 69-13,8 kV visando a melhora da confiabilidade, disponibilidade e segurança do sistema de energia da UFC. É descrito como será o fornecimento de energia e uma a análise financeira da subestação. São apresentados os requisitos necessários para a realização do estudo das proteções da subestação proposta, juntamente com o estudo que consta os cálculos das correntes de curto-circuito e os ajustes das funções de sobrecorrente. São apresentados os resultados de simulações do sistema proposto no software EASY POWER. Por fim, são apresentados os cálculos da função diferencial com base no manual do relé adotado.

Palavras-Chave: Subestação, relé, função de sobrecorrente, função diferencial, estudo

da proteção.

viii

Barros, J. V. C. and "Study of economic viability and the protections of 69-13.8 kV substation Campus Pici, Universidade Federal do Ceará, Universidade Federal do Ceará - UFC, 2010, 94p.

This monograph presents the study of the protections of 69-13.8 kV substation Campus Pici from Universidade Federal do Ceará. Criteria for planning and substation design, concept and basic requirements needed in a protection system, the main equipment of overcurrent protection and policies to protect the functions of overcurrent and differential are presented. The current state of the internal distribution network of UFC is presented. It’s proposed a 69-13.8 kV substation in order to improve the reliability, availability and security of the power system at UFC. It’s described how the power supply will be, and is showed a financial analysis of the substation. The requirements for the study of the protections of the substation proposed are listed, together with the studies of current and short circuit and overcurrent function settings. The results of simulations of the proposed system using the EASY POWER software are presented. Finally, the calculations of the differential function based on the manual of the adopted relay are presented. Keywords: substation, relay, overcurrent function, differential, study of protection.

SUMÁRIO

ix

SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS ............................................................................................................. xiii

LISTA DE TABELAS ............................................................................................................. xv

CAPÍTULO 1

INTRODUÇÃO .......................................................................................................................... 1

1.1 JUSTIFICATIVA ....................................................................................................... 1

1.2 OBJETIVOS ............................................................................................................... 2

1.3 ESTRUTURA DO TRABALHO ............................................................................... 3

CAPÍTULO 2

SUBESTAÇÃO DE ENERGIA ................................................................................................. 4

2.1 INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 4

2.2 PLANEJAMENTO E PROJETO DE SUBESTAÇÃO.............................................. 4

2.3 PLANEJAMENTO DE SUBESTAÇÃO ................................................................... 4

2.4 PROJETO DE SUBESTAÇÃO ................................................................................ 5

2.4.1 PROJETO CIVIL ............................................................................................... 5

2.4.1.1 INSTALAÇÕES PROVISÓRIAS ......................................................... 5

2.4.1.2 TERRAPLENAGEM ............................................................................. 5

2.4.1.3 ESCAVAÇÃO E REATERRO .............................................................. 6

2.4.1.4 DRENAGEM E PAVIMENTAÇÃO ..................................................... 6

2.4.1.5 EDIFICAÇÃO........................................................................................ 7

2.4.2 PROJETO ELETROMECÂNICO ..................................................................... 7

2.4.2.1 MALHA DE ATERRAMENTO............................................................ 7

2.4.2.2 CONDUTORES E BARRAMENTOS .................................................. 8

2.4.2.3 EQUIPAMENTOS ................................................................................. 9

2.4.3 PROJETO DE PROTEÇÃO E AUTOMAÇÃO .............................................. 11

2.4.3.1 PROJETO DE PROTEÇÃO ................................................................ 11

2.4.3.2 PROJETO DE AUTOMAÇÃO ........................................................... 12

2.5 CONCEITOS E REQUISITOS BÁSICOS DE UM SISTEMA DE PROTEÇÃO .. 12

2.5.1 PROTEÇÃO PRINCIPAL ............................................................................... 12

2.5.2 PROTEÇÃO DE RETAGUARDA .................................................................. 13

2.5.3 ZONAS DE PROTEÇÃO ................................................................................ 14

2.5.4 SELETIVIDADE ............................................................................................. 14

2.5.5 COORDENAÇÃO ........................................................................................... 15

SUMÁRIO

x

2.6 EQUIPAMENTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO ....................................... 15

2.6.1 CHAVES-FUSÍVEIS ....................................................................................... 16

2.6.1.1 ESPECIFICAÇÃO DE CHAVES-FUSÍVEIS ..................................... 16

2.6.2 ELOS-FUSÍVEIS ............................................................................................. 17

2.6.2.1 ESPECIFICAÇÃO DE ELOS-FUSÍVEIS ........................................... 19

2.6.3 DISJUNTORES ................................................................................................ 20

2.6.3.1 ESPECIFICAÇÃO DE DISJUNTORES ............................................. 22

2.6.4 RELÉS DE PROTEÇÃO ................................................................................. 23

2.6.4.1 ESPECIFICAÇÃO DE RELÉS ........................................................... 26

2.6.5 RELIGADORES .............................................................................................. 27

2.6.5.1 ESPECIFICAÇÃO DE RELIGADORES ............................................ 32

2.6.6 SECCIONALIZADORES ................................................................................ 32

2.6.6.1 ESPECIFICAÇÃO DE SECCIONALIZADOR .................................. 33

2.7 MÉTODO DAS COMPONENTES SIMÉTRICAS PARA CURTO-CIRCUITO .. 34

2.7.1 COMPONENTES SIMÉTRICAS .................................................................... 34

2.7.2 REPRESENTAÇÃO DE LINHAS .................................................................. 37

2.7.3 REPRESENTAÇÃO DE TRANSFORMADORES ......................................... 37

2.7.4 CURTOS-CIRCUITOS SIMÉTRICOS ........................................................... 38

2.7.5 EQUAÇÕES DE CURTO-CIRCUITO ............................................................ 38

2.8 CRITÉRIOS PARA CÁLCULOS DAS PROTEÇÕES DE SUBESTAÇÃO ......... 39

2.8.1 DIMENSIONAMENTO DO TC ...................................................................... 39

2.8.2 CRITÉRIOS PARA PROTEÇÃO DE SOBRECORRENTE .......................... 40

2.8.3 CRITÉRIOS PARA PROTEÇÃO DIFERENCIAL ........................................ 44

2.9 CONCLUSÃO .......................................................................................................... 45

CAPÍTULO 3

REDE DE DISTRIBUIÇÃO DO CAMPUS DO PICI DA UFC ............................................. 46

3.1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 46

3.2 SUPRIMENTO DO CAMPUS DO PICI – CENÁRIO ATUAL ............................. 46

3.2.1 SUBESTAÇÃO SUPRIDORA DO CAMPUS DO PICI ................................. 46

3.2.2 ALIMENTADOR 01C8 ................................................................................... 47

3.3 REDE DE DISTRIBUIÇÂO INTERNA DO CAMPUS DO PICI DA UFC .......... 48

3.3.1 PROTEÇÃO GERAL DO CAMPUS DO PICI ............................................... 48

3.3.2 PROTEÇÃO DOS RAMAIS ........................................................................... 51

3.3.3 CONFIGURAÇÃO DA REDE DE MÉDIA TENSÃO DO CAMPUS

SUMÁRIO

xi

DO PICI .......................................................................................................................... 51

3.3.4 PANORAMA ATUAL DA REDE ELÉTRICA DO CAMPUS DO PICI ....... 52

3.4 PROPOSTA PARA IMPLANTAÇÂO DA SUBESTAÇÃO CAMPUS DO PICI . 53

3.4.1 SUBESTAÇÃO CAMPUS DO PICI ............................................................... 53

3.4.2 LOCALIZAÇÃO DA SUBESTAÇÃO ............................................................ 54

3.4.3 SUPRIMENTO ................................................................................................. 55

3.4.4 CONFIGURAÇÃO .......................................................................................... 56

3.4.5 ANÁLISE FINANCEIRA ................................................................................ 57

3.4.5.1 CUSTO DA SUBESTAÇÃO ............................................................... 57

3.4.5.1 CÁLCULO DO TEMPO DE RETORNO DE INVESTIMENTO ...... 57

3.5 CONCLUSÃO .......................................................................................................... 62

CAPÍTULO 4

ESTUDO DAS PROTEÇÕES DA SE 69-13,8 KV DO CAMPUS DO PICI DA UFC .......... 63

4.1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 63

4.2 REQUISITOS PARA O ESTUDO DA PROTEÇÃO .............................................. 63

4.3 SUBESTAÇÃO CAMPUS DO PICI ....................................................................... 62

4.4 CÁLCULO DE CURTO-CIRCUITO ...................................................................... 64

4.4.1 CÁLCULO DE CURTO-CIRCUITO NO PONTO DE ENTREGA ............... 65

4.4.2 CÁLCULO DE CURTO-CIRCUITO NO BARRAMENTO DE MT ............. 67

4.5 AJUSTE DA PROTEÇÃO DE SOBRECORRENTE ............................................. 68

4.5.1 AJUSTE DA PROTEÇÃO NO BARRAMENTO DE ALTA TENSÃO ........ 69

4.5.1.1 DIMENSIONAMENTO DO TC DE ALTA TENSÃO ....................... 69

4.5.1.2 AJUSTE DA PROTEÇÃO DA SAÍDA DE LINHA DA

SUBESTAÇÃO PICI ................................................................................................... 70

4.5.1.3 CÁLCULO DO AJUSTE DO RELÉ DA ENTRADA DE LINHA DA

SE CAMPUS DO PICI ................................................................................................. 70

4.5.2 AJUSTE DA PROTEÇÃO DA MÉDIA TENSÃO ......................................... 73

4.5.2.1 DIMENSIONAMETO DOS TCS DE MÉDIA TENSÃO................... 74

4.5.2.2 CÁLCULO DOS AJUSTES DO RELÉ ASSOCIADO AO

DISJUNTOR GERAL .................................................................................................. 75

4.5.2.3 AJUSTE DOS RELÉS DAS SAÍDAS DE ALIMENTADORES ....... 76

4.6 SIMULAÇÃO DO SISTEMA ................................................................................. 78

4.7 PROTEÇÃO DIFERENCIAL .................................................................................. 89

4.8 CONCLUSÃO .......................................................................................................... 92

SUMÁRIO

xii

CAPÍTULO 5

CONCLUSÃO E DESENVOLVIMENTO FUTURO ............................................................. 93

5.1 CONCLUSÃO .......................................................................................................... 93

5.2 DESENVOLVIMENTO FUTURO .......................................................................... 94

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................................... 95

ANEXO A – TABELA DE CÓDIGOS ANSI

ANEXO B – CÁLCULO DE AJUSTES DIFERENCIAIS PARA UM RELÉ DE 2

ENROLAMENTOS

ANEXO C – DIAGRAMA UNIFILAR DO ALIMENTADOR 01C8

ANEXO D – OAP DO ALIMENTADOR 01C8

ANEXO E – AVT DA SUBESTAÇÃO 69-13,8 KV DO CAMPUS DO PICI DA

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ - UFC

ANEXO F – PROJETO PARA IMPLANTAÇÃO DE UMA SUBESTAÇÃO 69-13,8 KV NO

CAMPUS DO PICI DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ - UFC

ANEXO G – DADOS DOS BARRAMENTOS DAS SUBESTAÇÕES DA COELCE

ANEXO H – OAP DA SAÍDA DE LINHA PICI/PRESIDENTE KENNEDY

ANEXO I – DADOS DO TRANSFORMADOR DE POTÊNCIA DA SUBESTAÇÃO

CAMPUS DO PICI

LISTA DE FIGURAS

xiii

LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1 – Proteção principal................................................................................................. 13

Figura 2.2 – Proteção de retaguarda. ........................................................................................ 14

Figura 2.3 – Zonas de proteção. ............................................................................................... 15

Figura 2.4 – Exemplo de seletividade e coordenação .............................................................. 15

Figura 2.5 – Detalhe construtivo da chave-fusível ................................................................... 17

Figura 2.6 – Curvas de elos-fusíveis do grupo A fabricante Indel Bauru. ............................... 19

Figura 2.7 – Curvas de elos-fusíveis do grupo B fabricante Indel Bauru ................................ 19

Figura 2.8 – Terminais de conexão e de seccionamento do tipo tulipa. ................................... 21

Figura 2.9 – Disjuntor extraível em cubículo ........................................................................... 22

Figura 2.10 – Terminais do tipo fixo ........................................................................................ 22

Figura 2.11 – Funcionamento de um relé de sobrecorrente eletromecânico ............................ 24

Figura 2.12 – Relé eletromecânico fabricante GE .................................................................... 25

Figura 2.13 – Relé estático analógico do fabricante GE .......................................................... 25

Figura 2.14 – Relé digital ......................................................................................................... 26

Figura 2.15 – Diagrama de blocos do relé microprocessado .................................................... 26

Figura 2.16 – Relé microprocessado ........................................................................................ 27

Figura 2.17 – Ciclo de religamento para falta transitória. ........................................................ 28

Figura 2.18 – Ciclo de religamento para falta permanente....................................................... 29

Figura 2.19 – Religador KF desmontado.................................................................................. 30

Figura 2.20 – Circuito eletrônico do KFE. ............................................................................... 30

Figura 2.21 – Religador modelo KFE ...................................................................................... 31

Figura 2.22 – Pólo do religador Nova ...................................................................................... 31

Figura 2.23 – Relé Form 6. ....................................................................................................... 32

Figura 2.24 – Proteção religador mais seccionador .................................................................. 33

Figura 2.25 – Seccionalizador GN3E ....................................................................................... 34

Figura 2.26 – Componentes simétricas. ................................................................................... 36

Figura 2.27 – Modelo de linha curta ........................................................................................ 37

Figura 2.28 – Tipos de curto-circuito ....................................................................................... 39

Figura 2.29 – Alcance do relé de proteção ............................................................................... 41

Figura 3.1 – Diagrama unifilar do barramento de média tensão da subestação Pici. ............... 48

Figura 3.2 – Relé modelo 7SJ531 fabricante Siemens ............................................................. 49

Figura 3.3 – Proteção da derivação do Campus do Pici ........................................................... 49

LISTA DE FIGURAS

xiv

Figura 3.4 – Disjuntor de média tensão do Campus do Pici .................................................... 50

Figura 3.5 – Placa do disjuntor geral de média tensão ............................................................. 51

Figura 3.6 – Diagrama unifilar simplificado da rede de distribuição da UFC ......................... 52

Figura 3.7 – Exemplo de condutor de cobre nu. ...................................................................... 53

Figura 3.8 – Localização da subestação ................................................................................... 55

Figura 3.9 – Alternativa de fornecimento 1 .............................................................................. 56

Figura 3.10 – Diagrama unifilar de proteção da subestação proposta. ..................................... 57

Figura 4.1 – Sistema da simulação ........................................................................................... 80

Figura 4.2 – Tela de ajuste da função de fase do relé do alimentador...................................... 82

Figura 4.3 – Coordenograma de fase da alta tensão ................................................................. 84

Figura 4.4 – Coordenogrma de neutro da alta tensão. .............................................................. 85

Figura 4.5 – Coordenograma de fase da média tensão ............................................................. 86

Figura 4.6 – Coordenograma de neutro da média tensão ......................................................... 87

Figura 4.7 – Coordenograma de fase do sistema ...................................................................... 88

Figura 4.8 – Coordenograma de neutro do sistema .................................................................. 89

LISTA DE TABELAS

xv

LISTA DE TABELAS Tabela 2.1 – Dimensionamento dos barramentos de média e alta tensão. ................................. 9

Tabela 2.2 – Circuitos de seqüência do transformador ............................................................ 38

Tabela 2.3 – Valores de alfa e k para as curvas IEC ................................................................ 44

Tabela 2.3 – Valores de alfa, beta e k para as curvas IEEE ..................................................... 44

Tabela 3.1 – Dados dos cabos de média tensão. ....................................................................... 53

Tabela 3.2 – Histórico de consumo do período de novembro de 2009 a outubro de 2010 ...... 59

Tabela 3.3 – Contas de energia do período de novembro de 2009 a outubro de 2010 com tarifa

azul. .................................................................................................................................. 60

Tabela 4.1 – Impedância do barramento de 69 kV da SE Pici em PU ..................................... 66

Tabela 4.2 – Impedância do condutor em ohm/km .................................................................. 66

Tabela 4.3 – Impedância de seqüência do cabo 315 mm² em PU ............................................ 66

Tabela 4.4 – Impedância reduzida até o ponto de entrega em PU............................................ 67

Tabela 4.5 – Corrente de curto-circuito no ponto de entrega ................................................... 68

Tabela 4.6 – Impedância reduzida no barramento de média tensão da SE Campus do Pici em

PU ..................................................................................................................................... 69

Tabela 4.7 – Corrente de curto-circuito do barramento de média tensão. ................................ 69

Tabela 4.8 – Ajuste do relé da subestação Pici......................................................................... 71

Tabela 4.9 – TAPE de fase do barramento de alta tensão ........................................................ 72

Tabela 4.10 – Ajuste da proteção de fase AT ........................................................................... 73

Tabela 4.11 – TAPE de neutro do barramento de alta tensão .................................................. 73

Tabela 4.12 – Ajuste da proteção AT de neutro ....................................................................... 74

Tabela 4.13 – TAPE de fase do relé de média tensão .............................................................. 76

Tabela 4.14 – Ajuste da proteção de fase para o barramento de MT ....................................... 76

Tabela 4.15 – TAPE de neutro do barramento de média tensão .............................................. 76

Tabela 4.16 – Ajuste da proteção de neutro para barramento de MT ...................................... 77

Tabela 4.17 – TAPE de fase dos alimentadores ....................................................................... 77

Tabela 4.18 – Ajuste da proteção de fase dos alimentadores ................................................... 78

Tabela 4.19 – Ajuste da proteção de neutro dos alimentadores ............................................... 79

Tabela 4.20 – Valores de curto-circuito da simulação ............................................................. 81

Tabela 4.21 – Ajuste dos relés na simulação ............................................................................ 82

Capítulo 1 - Introdução

1

CAPÍTULO 1

INTRODUÇÃO

A energia elétrica é fundamental para o desenvolvimento do país, o qual acarreta um

crescimento de consumo de energia elétrica. Com o aumento da demanda de energia criam-se

as necessidades de crescimento e melhorias dos Sistemas Elétricos de Potência (SEP).

Os SEPs, criados para transportar eletricidade para as populações, estão em constante

evolução. O seu desenvolvimento ocorreu nos três subsistemas do SEP: Geração, Transmissão

e Distribuição [1].

Para que o desenvolvimento do SEP esteja dentro de um padrão de qualidade, é

necessário que o mesmo obedeça as exigências dos órgãos controladores e reguladores. As

exigências estão estabelecidas nos procedimentos de redes do Operador Nacional do Sistema

(ONS) e no Procedimento de Distribuição (PRODIST) da Agência Nacional de Energia

Elétrica (ANEEL). Nos procedimentos de redes, como o nome já diz, são descritos os

procedimentos e requisitos necessários para a realização das atividades de planejamento da

operação eletroenergética, administração da transmissão, programação e operação em tempo

real no âmbito do Sistema Interligado Nacional (SIN) [2]. O PRODIST é um conjunto de

procedimentos normativos que regulam o relacionamento entre as concessionárias

distribuidoras de energia elétrica e os demais agentes conectados aos sistemas de distribuição,

que incluem redes de distribuição em média tensão, subestações e linhas de transmissão com

nível de tensão inferior a 230 kV [3].

As normas e regulamentações vêm cobrando melhorias gradativas dos índices de

continuidade como Duração Equivalente de Interrupção por Unidade Consumidora (DEC) e

Freqüência Equivalente de Interrupção por Unidade Consumidora (FEC), entre outros. Isto

torna a proteção do sistema um tópico importante para as concessionárias de energia elétrica,

pois uma boa coordenação do sistema de proteção minimiza as interrupções permanentes de

clientes, causando a melhoria nos indicadores de continuidade.

1.1 - JUSTIFICATIVA

Atualmente a rede de distribuição elétrica interna ao Campus do Pici da Universidade

Federal do Ceará tem o seu suprimento em nível de tensão primária de distribuição (13,8 kV)


2

através de um alimentador da Subestação (SE) Pici da Companhia Energética do Ceará

(COELCE). A rede interna de distribuição elétrica possui topologia radial com apenas uma

proteção geral, que é um relé primário associado ao um disjuntor de média tensão. Esse tipo

de tecnologia é um ponto de não conformidade com a norma ABNT, NBR 14039 –

Instalações elétricas de média tensão de 1 kV a 36,2 kV e a Norma da Companhia Energética

do Ceará, NT-002 – Fornecimento de energia elétrica em tensão primaria de distribuição [4,

5]. A falta de recurso do sistema de proteção do Campus torna a proteção pouco confiável, já

que para faltas transitórias e permanentes haverá a interrupção e conseqüentemente a

desenergização de toda a rede interna. Além disso, a ANEEL através do PRODIST determina

que consumidores com Montante de Uso do Sistema de Distribuição (MUSD) superior a

2500 kW, devem ser atendidos em alta tensão, que para a Coelce representa um nível de 69

kV. Dentro deste contexto, este trabalho apresenta uma proposta para alteração do nível

tensão do suprimento para 69 kV através da implantação de uma subestação de 69-13,8 kV,

5/6,25 MVA e de um grupo de geradores de 3 MW. Este projeto completo visa a mudança da

modalidade tarifária que proporcionará a redução do consumo de energia, melhorar a

confiabilidade, disponibilidade e continuidade de serviço do sistema de energia do Campus do

Pici. Além disso, a implantação deste empreendimento servirá como laboratório para os

alunos cursos de graduação e pós-graduação do Departamento de Engenharia Elétrica da UFC

abrangendo várias disciplinas da área de sistemas de energia, dentre as quais estão Geração,

Transmissão, Distribuição, Análise de Sistema de Potência, Proteção e Supervisão e Controle

de Sistemas Elétricos.

1.2 - OBJETIVOS

Esta monografia tem como objetivo apresentar o estudo das proteções da subestação de

69/13,8 kV proposta para o Campus do Pici da Universidade Federal do Ceará.

A metodologia para o desenvolvimento do trabalho inclui:

• Apresentar a configuração da subestação proposta;

• Calcular as correntes de curto-circuito nos barramentos da subestação, para a

alternativa de fornecimento apresentada no Atestado de Viabilidade Técnica

(AVT), fornecido pela Coelce;

• Calcular os ajustes das funções de sobrecorrente de fase e de neutro com base nos

valores de curto-circuito calculados;


3

• Simular o sistema para determinar as correntes de curto-circuito e traçar os

coordenogramas, utilizando o programa computacional “Easy Power”.

• Determinar os ajustes da função diferencial, com base nos critérios apresentados

no manual do relé escolhido.

1.3 - ESTRUTURA DO TRABALHO

A monografia será dividida em 5 (cinco) Capítulos estruturados conforme descrito

a seguir.

No Capítulo 2, serão apresentados critérios para planejamento e projeto de subestação

com base nos critérios de projeto e normas técnicas da concessionária de energia Coelce. Os

conceitos e requerimentos básicos de um sistema de proteção serão descritos. Serão descritos

os principais equipamentos e dispositivos de proteção de sobrecorrente. Por fim a

metodologia de cálculo das correntes de curto-circuito e os critérios para o ajuste das funções

de sobrecorrente e diferencial serão apresentados.

O estado atual da rede interna do Campus do Pici será discutido no Capítulo 3. Será

comentado como é realizado o atual fornecimento em média tensão da UFC. O presente

estado da rede, juntamente com sua proteção serão discutidos. Uma proposta para

implementação de uma subestação 69/13,8 kV e de um grupo gerador para melhorar a

confiabilidade da rede elétrica do Campus do Pici será apresentada. O Capítulo finalizará com

uma análise financeira para implantação do projeto proposto.

O Estudo da proteção será detalhado no Capítulo 4. Os requisitos para a realização do

estudo da proteção serão descritos. As correntes de curto-circuito serão calculadas e utilizadas

na determinação dos ajustes das proteções. O sistema em estudo será simulado, e seus

resultados comparados com os resultados calculados. O Capítulo finaliza com a determinação

do estudo da função diferencial.

Finalmente, no Capítulo 5, apresentam-se as conclusões sobre as análises efetuadas e

sugestões de caminhos para pesquisas futuras.

Capítulo 2 – Subestação de Energia

4

CAPÍTULO 2

SUBESTAÇÃO DE ENERGIA

2.1 - INTRODUÇÃO

Este Capítulo apresenta conceitos importantes em relação à proteção de sistemas

elétricos. Serão apresentados critérios para o planejamento e projeto de subestação de

distribuição, conforme estabelecidos no critério de projeto da Companhia Energética do

Ceará, CP-011 - Subestação de distribuição aérea e semi-abrigada. Neste Capítulo também

serão apresentados uma visão geral sobre sistemas de proteção com seus fundamentos

necessários e uma descrição sobre os equipamentos e dispositivos de proteção. Será

apresentada uma metodologia para cálculo de curto-circuito de sistemas radiais. Por fim,

serão apresentados os critérios para cálculos das proteções de uma subestação e de redes de

distribuição.

2.2 - PLANEJAMENTO E PROJETO DE SUBESTAÇÃO

Com o constante aumento da demanda requisitada ao sistema de energia, é necessária a

expansão do mesmo, com criação de novos centros de geração de energia elétrica, linhas de

transmissão, subestações e redes de distribuição.

Este tópico aborda critérios para planejamento e projeto de subestação a serem seguidos

com a finalidade de padronizar as subestações de distribuição aéreas e semi-abrigadas de

tensão 72,5 kV – 15 kV, conforme estabelecido na CP-011[6].

2.3 - PLANEJAMENTO DE SUBESTAÇÃO

O planejamento para implantação de uma subestação para atender uma determinada

localidade, região ou indústria deve levar em consideração a previsão de aumento progressivo

da demanda dentro de um estudo de crescimento de cargas.

O planejamento adequado proporciona a definição das características básicas dos

equipamentos e arranjo da subestação. O planejamento compreende [6]:


5

• Levantamento da carga, visando conhecer a potência instalada a ser atendida pela

subestação;

• Estudo e definição da potência da subestação em função da carga demandada;

• Estudo da previsão da taxa de crescimento da carga. Esse estudo é responsável pela

previsão de futuras expansões na subestação, definição do tamanho do terreno a ser

utilizado na implantação da subestação e influencia também na definição da potência

da subestação.

2.4 - PROJETO DE SUBESTAÇÃO

Realizado o planejamento e definido a construção de uma nova subestação, inicia-se a

etapa de projeto. O projeto de uma subestação de 72,5-15 kV é subdividido em três tipos de

projetos: civil, eletromecânico e de proteção e automação.

2.4.1 - PROJETO CIVIL

O projeto civil de uma subestação abrange as seguintes etapas: instalações provisórias,

terraplenagem, escavação e reaterro, drenagem e pavimentação, e edificação.

2.4.1.1 - INSTALAÇÕES PROVISÓRIAS

O projeto de instalações provisórias deve contemplar a instalação de edificações para

escritórios, almoxarifados e toda a infra-estrutura necessária à perfeita execução da obra,

incluindo instalações provisórias de água, esgoto, luz e força. Também deve possuir vias de

acesso e circulação interna e drenagem provisória adequadas para a área. [6]

2.4.1.2 - TERRAPLENAGEM

As plantas de terraplanagem devem conter diversas informações, entre elas: planta

baixa, detalhes dos projetos de estruturas de arrimo, indicação de volumes geométricos de


6

corte e aterro, entre outros. É necessário descrever a metodologia, os equipamentos e a

quantificação dos equipamentos necessária para execução do projeto [6].

2.4.1.3 - ESCAVAÇÃO E REATERRO

No projeto as dimensões das cavas e valas devem ser dimensionadas de modo a

permitir uma execução segura das escavações. Também deve ser indicado se as escavações

serão realizadas manualmente ou utilizando algum tipo de veículo e qual o tipo de material a

ser utilizado nos reaterros [6].

Caso haja necessidade deve ser apresentado o projeto de escoramento com o objetivo

de atender simultaneamente aos requisitos de segurança e prazos assumidos no cronograma

físico da obra [6].

2.4.1.4 - DRENAGEM E PAVIMENTAÇÃO

O sistema de drenagem deve ser projetado para abranger toda área do terreno da

subestação, de modo a proporcionar um perfeito escoamento das águas pluviais, bem como do

lençol freático evitando modificar a capacidade de suporte do solo [6].

O projeto de drenagem deve atender as características do terreno onde será construída

a subestação, observando os índices pluviométricos da região e os terrenos circunvizinhos,

evitando o escoamento de água para os mesmos. Sempre que possível a drenagem deve ser

superficial [6].

Deve ser verificado junto aos órgãos públicos responsáveis o destino das águas

captadas.

As caixas coletoras e separadoras de óleo devem ser dimensionadas para o volume de

óleo de um transformador, e atendendo as normas ambientais de normas da ABNT.

O projeto de pavimentação deve ser elaborado de modo que não haja erosão ou

abatimento nas pistas de circulação quando submetida à circulação de veículos de transporte,

carga, descarga e manutenção de equipamentos.


7

2.4.1.5 - EDIFICAÇÃO

Na subestação deve ser construída a casa de comando, onde são instalados os

equipamentos de serviços auxiliares da subestação. O projeto de edificação da subestação

normalmente é constituído das seguintes plantas:

• Plantas Arquitetônicas, contemplando o projeto da edificação da casa de comando e do

pátio da subestação, especificando todos os materiais que serão utilizados e como será

executada a obra de construção;

• Plantas de Instalações elétricas, contemplando o projeto de instalação elétrica de baixa

tensão para a casa de comando da subestação, as quais devem atender a norma da

ABNT, NBR 5410 – Instalações elétricas de baixa tensão [7];

• Planta de Instalações hidráulicas e sanitárias, ilustrando a ligação das instalações

hidráulicas da subestação com a rede pública de abastecimento de água e esgoto

conforme as exigências da concessionária local;

2.4.2 - PROJETO ELETROMECÂNICO

No projeto eletromecânico são dimensionados: a estrutura suporte dos equipamentos,

as dimensões físicas e técnicas dos transformadores, condutores, malha de terra e outros

elementos.

2.4.2.1 - MALHA DE ATERRAMENTO

Para a medição da resistividade é aconselhado à utilização do método de Wenner,

conforme a norma da ABNT, NBR 7117 – Medição da Resistividade do Solo pelo método

dos Quatro Pontos (WENNER). Esta medição deve ser feita logo após a terraplanagem.

O aterramento deve ser dimensionado com base na máxima corrente de curto-circuito

fase-terra do lado de menor tensão, levando em consideração um tempo de duração mínimo

de 3 segundos conforme a norma da Companhia Energética do Ceará, NT-004 –

Fornecimento de energia elétrica em alta tensão – 69 kV [8].

As hastes devem ser de aço cobreado com diâmetro mínimo de 1,73 centímetros,

interligadas por cabo de cobre nu de seção mínima igual a 7x7 AWG conforme descrito na


8

norma [8]. A distância mínima entre as hastes é de 3 metros e o valor máximo de resistência

do solo deve ser 5 ohms.

Devem ser ligados à malha de terra através de um condutor de aço cobreado de bitola

7x7 AWG os seguintes componentes da subestação:

• Todos os equipamentos, todas as ferragens para suporte de chaves, isoladores, etc;

• Portas e telas metálicas de proteção e ventilação;

• Blindagem dos cabos isolados e condutores de proteção da instalação;

• Todos os cubículos em invólucros metálicos mesmo que estejam acoplados;

• Neutro dos transformadores de força e serviços auxiliares;

• Todos os pára-raios.

2.4.2.2 - CONDUTORES E BARRAMENTOS

As subestações industriais devem ser projetadas, conforme padrões definidos nas

normas de fornecimento de energia da Concessionária. Na Tabela 2.1 são apresentados

padrões de barramentos e de condutores para SE de grandes clientes alimentados em 69 kV,

estabelecidos na Norma NT-004 da Coelce [8].

Tabela 2.1 – Dimensionamento dos barramentos de média e alta tensão.

Potência dos

Transformadores

(MVA)

Barramento de 69 kV – Alumínio Barramento de

13,8 kV- Cobre

Condutores

Flexíveis

Condutores rígidos Condutores Flexíveis

Ligações

Equipamentos Barra

Ligações

Equipamentos

mm²

Barra mm²

De 5 a 15

266,8

MCM-CAA 1.1/4" IPS AL 1.1/4" IPS AL 120 240

De 15 a 33,2

556,5

MCM-CA 1.1/4" IPS AL 2" IPS AL 120 2x300


9

2.4.2.3 - EQUIPAMENTOS

a) Transformador de Potência

Determinada a potência a ser instalada na subestação é necessário especificar os

transformadores. As especificações básicas em relação ao transformador são a tensão

nominal, potência nominal, regulação do tape de alta tensão, se possui ou não comutador de

derivação sob carga, impedância percentual, proteções intrínsecas do transformador e

transformadores de corrente (TCs) tipo bucha.

Os transformadores de potência devem ser especificados com base nas normas da

ABNT. Portanto, devem ser do tipo imersos em óleo, com enrolamentos de cobre, possuir

radiadores para melhorar a refrigeração por circulação natural do óleo e ventilação

forçada(ONAN/ONAF) por ar, adequadas para operar ao tempo [6].

b) Disjuntores

Todos os disjuntores devem ser tripolares, possuindo duas bobinas de abertura

independentes, com atuação simultânea. Devem ter circuitos de comando de abertura e

fechamento independentes acionados por motor de tensão nominal de 125 Vcc. Também

devem possuir sinalização do posicionamento dos contatos (aberto ou fechado), visando a

segurança de pessoal [6].

As especificações básicas em relação aos disjuntores são: tensão nominal, corrente

nominal, capacidade de interrupção máxima, nível de isolamento e relé associado.

c) Secionadores

Os secionadores devem possuir contatos auxiliares indicadores de posição das lâminas

principais e de terra. Os secionadores com lâmina de terra devem ter intertravamento elétrico

e mecânico entre as lâminas principais e as de terra.


10

As especificações básicas em relação aos secionadores são números de pólos, tensão

nominal, corrente nominal, nível de isolamento, tipo de montagem, tipo de abertura, comando

de abertura e se possui lâmina de terra.

d) Transformadores de Instrumentos

Os transformadores de instrumentos são divididos em dois tipos, os transformadores

de corrente e os de potencial. A seguir são apresentadas as especificações básicas para os

transformadores de instrumentação:

• Transformadores de corrente: Tipo de uso (externo ou bucha), tensão nominal, nível

de isolamento, relação de transformação, quantidade de núcleos e classe de exatidão;

• Transformadores de potencial: Tipo de uso (externo ou bucha), tensão nominal, nível

de isolamento, relação de transformação, quantidade de núcleos, potência térmica

nominal e classe de exatidão.

e) Pára-Raios

Segundo [6] a subestação deve possuir pára-raios nos seguintes pontos:

• Entradas de linha de alta tensão;

• Saídas de linha de alta tensão;

• No lado de alta tensão dos transformadores de força;

• No barramento de média tensão;

• Nas saídas das redes de distribuição;

As especificações básicas em relação aos pára-raios são: tipo (estação e distribuição),

tensão nominal, capacidade mínima de ruptura e nível de isolamento.


11

f) Serviços auxiliares

O sistema de serviços auxiliares é composto por duas alimentações, uma em corrente

alternada (CA) e a outra em corrente contínua (CC). Os serviços auxiliares em CA serão em

tensão 380/220 V fornecidas por um transformador cuja potência deve ser especificada no

projeto. O transformador deve ser dimensionado de forma a suprir as cargas CA e CC.

Os serviços auxiliares em CC são compostos por um retificador/carregador de baterias

e um banco de baterias. Esse deve ser especificado para suportar as cargas em CC com uma

autonomia de no mínimo 2 horas. Conforme as normas [8 e 6], o banco de baterias deve ter

tensão de 125 (+ 10% - 20%) Vcc.

2.4.3 - PROJETO DE PROTEÇÃO E AUTOMAÇÃO

2.4.3.1 - PROJETO DE PROTEÇÃO

O projeto de proteção tem como base a definição das especificações dos relés de

proteção para cada vão, a definição das ligações e dimensionamento dos transformadores de

corrente e os pontos dos disjuntores e chaves e demais dispositivos que devem ser

monitorados, supervisionados e controlados. O equipamento mais importante dentro do

projeto é o relé. A mínima especificação deve constar a tensão nominal, corrente nominal,

tecnologia, freqüência, faixa de temperatura de operação, funções de proteção, faixa de

ajustes das funções de proteção, portas de comunicação, grupos de ajustes, funções de

supervisão, entradas e saídas analógicas e digitais. A quantidade de entradas e saídas digitais e

analógicas dos relés são definidas a partir dos pontos dos equipamentos do vão (disjuntores,

chaves e demais dispositivos) que serão monitorados, supervisionados e controlados.

No projeto também devem constar o estudo das proteções, descrevendo os critérios

utilizados para os cálculos das funções de proteção, as características de cada relé adotadas

para o estudo, a ordem de ajuste das proteções (OAP), contemplando os ajustes de cada relé

discriminando os valores de atuação de cada função, as funções habilitadas e as desabilitadas

e o coordenagrama. Caso o relé possua mais de um grupo de ajuste habilitado, cada grupo

deve ter seus ajustes discriminados e indicados e quando devem ser ativados.


12

2.4.3.2 - PROJETO DE AUTOMAÇÃO

O projeto de automação é responsável pelo controle e aquisição de dados dos

equipamentos de proteção e medição da subestação. O ponto de partida para o projeto de

automação é a especificação do sistema de automação.

O projeto de automação deve constar dos diagramas Funcionais, diagrama Unifilar,

diagramas Trifilares, diagramas funcionais dos Fabricantes e Manuais. No projeto também

devem ser especificado todos os equipamentos e diagramas necessários para o Sistema de

Supervisão e Aquisição de Dados (“supervisory control and data acquisition”) SCADA [6].

2.5 - CONCEITOS E REQUISITOS BÁSICOS DE UM SISTEMA DE PROTEÇÃO

O sistema de proteção tem a finalidade de proteger os materiais e equipamentos contra

uma falta ou condição anormal de operação, garantir a segurança das pessoas e melhorar a

confiabilidade e a continuidade do sistema de energia elétrica.

A norma ABNT NBR 8769 – Diretrizes para Especificação de um Sistema de Proteção

Completo [9], define um sistema de proteção como sendo um sistema ao qual estão

associados todos os equipamentos necessários para detectar, localizar, iniciar e completar a

eliminação de uma falta ou de uma condição anormal de operação de um sistema elétrico.

Nesta parte do capítulo serão descritos os conceitos e requisitos básicos de um sistema

de proteção.

2.5.1 - PROTEÇÃO PRINCIPAL

Segundo a norma NBR 8769 [9], proteção principal é o sistema ou parte do sistema de

proteção do qual se espera a iniciativa de operar em resposta a uma condição de falta,

eliminando-a dentro de sua zona protegida.

A Figura 2.1 representa um barramento de média tensão de uma subestação onde o

alimentador protegido pelo religador R1 está em curto-circuito. Nesta situação o religador R1

deve atuar primeiro que o disjuntor D1, devido ser R1 a proteção principal nesta condição.


Na Figura 2.1 a cor verde representa o equipamento aberto e a cor vermelha o

equipamento fechado. Conforme pode ser observado, com a atuação do relé associado ao

religador R1, apenas o alimentador protegido pelo religador R1 foi desenergizado e o resto do

sistema continuou funcionando normalmente, mantendo a continuidade de serviço.

2.5.2 - PROTEÇÃO DE RETAGUAR

Segundo a norma NBR 8769

de proteção destinado a operar como substituto da proteção princi

de sua incapacidade de operar.

A Figura 2.2 ilustra uma falta no alimentador do religador R1 em que o disjuntor D1

operou devido uma falha do religador ou descoordenação das proteções.

Neste caso, com a falha no religador R1 o disjuntor D1 abriu, desenergizando o

barramento, onde está conectado outro alimentador que atende um conjunto de consumidores.

A falha de operação de R1 fez com que uma maior parte do sistema fosse retirada de

operação, prejudicando consumidores não afetados diretamente pela falta.

Subestação de Energia

Figura 2.1 – Proteção principal.





PROTEÇÃO DE RETAGUARDA

NBR 8769 [9], proteção de retaguarda é o sistema ou parte do sistema

de proteção destinado a operar como substituto da proteção principal, mediante

de sua incapacidade de operar.



Figura 2.2 – Proteção de retaguarda.




consumidores não afetados diretamente pela falta.

13





], proteção de retaguarda é o sistema ou parte do sistema

mediante falha desta, ou






consumidores não afetados diretamente pela falta.


14

2.5.3 - ZONAS DE PROTEÇÃO

O sistema elétrico é dividido em zonas de proteção onde cada zona possui seu

equipamento de proteção principal. Quando há a sobreposição de zonas de proteção, além do

equipamento de proteção principal há também o equipamento de proteção de retaguarda.

As zonas devem ser definidas de forma que quando aconteça a falta permanente uma

menor área do sistema seja afetada.

Depois de implantado o sistema de proteção, não podem existir regiões sem proteção,

ou seja, não podem existir zonas cegas [10].

A Figura 2.3 ilustra um exemplo indicando as zonas de proteções.

Figura 2.3 – Zonas de proteção.

2.5.4 - SELETIVIDADE

Seletividade é a capacidade do equipamento de proteção mais próximo da falta de

antecipar, sempre, a atuação do equipamento de retaguarda, independente da natureza da falta

ser transitória ou permanente [11].


15

No sistema seletivo a proteção atua desconectando o menor número de unidades

consumidoras. Na Figura 2.4, ocorrendo uma falta no ponto 1, o equipamento de proteção C1

deve atuar desconectando apenas o ramal A, sem que o equipamento de retaguarda R1 atue.

Figura 2.4 – Exemplo de seletividade e coordenação.

2.5.5 - COORDENAÇÃO

Por definição, coordenação é o ato ou efeito de dispor de dois ou mais equipamentos de

proteção em série segundo certa ordem, de forma a atuarem em uma seqüência de operação

pré-estabelecida [11].

Conforme ilustrado na Figura 2.4 o alimentador fornece energia para o tronco de

alimentadores, do qual deriva os ramais A e B. Para uma falta transitória no ponto 1 na Figura

2.4, se o religador da subestação possuir dois tipos de curvas no ciclo de religamento, sendo

primeiro curva definida como rápida e a segunda como curva lenta, o religador vai atuar

inicialmente pela curva rápida, deixando momentaneamente os ramais A e B sem

fornecimento de energia elétrica. Para um curto-circuito permanente, o religador atuará

primeiramente na curva rápida e se o curto persistir após o religamento, o religador entrará no

ajuste da curva lenta, garantindo a coordenação do sistema com a fusão do elo fusível C1

antes da abertura do religador pela curva lenta, desenergizando apenas o ramal A.

2.6 - EQUIPAMENTOS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

Os equipamentos e dispositivos de proteção são responsáveis pela proteção do sistema

elétrico. Serão discutidos neste tópico os dispositivos e equipamentos de proteção de

sobrecorrente, com as suas características e funcionamento.


16

2.6.1 - CHAVES-FUSÍVEIS

As chaves-fusíveis são projetadas para utilizar um cartucho contendo um elo fusível que

interliga os terminais da chave. As chaves-fusíveis são de instalação aérea, aplicadas para

proteção de sobrecorrente de transformadores de distribuição, banco de capacitores e tronco

de alimentadores e ramais [10].

A chave-fusível é um dispositivo eletromecânico instalado por fase (monofásico) com a

função de interromper a circulação de corrente quando a mesma atinge um determinado valor,

em um determinado tempo. A interrupção ocorre com a fusão do elo fusível [10].

A Figura 2.5 representa o detalhe construtivo de uma chave-fusível.

Figura 2.5 – Detalhe construtivo da chave-fusível.

Na Figura 2.5 observa-se que a base do fusível possui uma articulação que serve para

uma indicação visível de abertura do circuito.

2.6.1.1 - ESPECIFICAÇÃO DE CHAVES-FUSÍVEIS

Na especificação de uma chave-fusível devem constar os seguintes requisitos técnicos:


17

• Tensão nominal: a tensão deve ser igual ou superior ao nível de tensão do sistema;

• Corrente nominal: a corrente nominal deve ser igual ou superior a 1,5 vezes da

corrente nominal do elo-fusível a ser instalado;

• Nível básico de isolamento para impulso (NBI): deve ser compatível com o do sistema

onde a chave será instalada. O NBI indica a suportabilidade do dispositivo em relação

às sobretensões de natureza externas. O NBI de um equipamento instalado no mesmo

nível de tensão pode variar dependendo das condições geográficas;

• Capacidade de interrupção: deve suportar a máxima corrente de curto-circuito

assimétrica do ponto de instalação.

2.6.2 - ELOS-FUSÍVEIS

Os elos-fusíveis fazem parte das chaves-fusíveis, são dispositivos que devem fundir

para condições de sobrecorrente e nunca para corrente de carga [12].

Conforme a norma da ABNT, NBR 5359 – Elos-Fusíveis de Distribuição, os elos são

designados por tipos “H”, “K” e “T”, como indicado a seguir [13]:

• Tipo “H”: são elos-fusíveis de alto surto, com alta temporização para correntes

elevadas;

• Tipo “K”: são elos-fusíveis rápidos, tendo relação de rapidez entre 6 (para elo-fusível

de corrente nominal de 6 A) e 8,1 (para elo-fusível de corrente nominal de 200 A);

• Tipo “T”: são elos-fusíveis lentos, tendo relação de rapidez entre 10 (para elo-fusível

de corrente nominal de 6 A) e 13 (para elo-fusível de corrente nominal de 200 A).

Os termos “rápidos” e “lentos” são utilizados apenas para indicar a diferença de rapidez

entre os tipos “T” e “K”.

Os elos-fusíveis do tipo “H” possuem correntes nominais padronizadas de 1 A, 2 A , 3

A e 5 A . Os tipos “T” e “K” possuem correntes nominais padronizadas divididas em dois

grupos conforme mostrado a seguir:

• Grupo A (preferenciais): possuem os valores de corrente de 6 A, 10 A, 15 A, 25 A, 40

A, 65 A, 100 A, 140 A e 200 A;


18

• Grupo B (não preferenciais): possuem os valores de corrente de 8 A, 12 A, 20 A, 30

A, 50 A e 80 A;

O objetivo da divisão em grupo é facilitar a coordenação entre elos, como pode ser visto

nas Figuras 2.6 e 2.7, onde são traçadas as curvas dos grupos A e B respectivamente, para

elos-fusíveis do tipo “K” do fabricante Indel Bauru [14].

Figura 2.6 – Curvas de elos-fusíveis do grupo A fabricante Indel Bauru.


19

Figura 2.7 – Curvas de elos-fusíveis do grupo B fabricante Indel Bauru.

As curvas dos elos-fusíveis são duas para cada valor de corrente nominal. A curva mais

à esquerda do gráfico, também conhecida como curva mínima de fusão, representa os

menores valores de corrente e tempo de atuação. A outra, também conhecida como curva

máxima de fusão, corresponde aos maiores valores de corrente e tempo de atuação. Com isso

o possível tempo de atuação para uma corrente de atuação fica determinado entre o intervalo

das curvas.

2.6.2.1 - ESPECIFICAÇÃO DE ELOS-FUSÍVEIS

Na especificação de um elo-fusível devem atender-se os requisitos técnicos exigidos na

NBR 5359, os quais são [13]:

• Corrente nominal: a corrente nominal deve ser próxima dos valores padronizados

respeitando as restrições térmicas causadas por sobrecarga;

• Intercambiabilidade elétrica: possibilidade dos elos-fusíveis de diferentes fabricantes

serem usados indiscriminadamente;


20

• Intercambiabilidade mecânica: possibilidade dos elos-fusíveis de um fabricante serem

montadas corretamente em uma chave-fusível de um fabricante diferente.

2.6.3 - DISJUNTORES

Os disjuntores são dispositivos de manobra destinados a interromper e restabelecer o

circuito elétrico à sua jusante. O disjuntor é capaz de operar sobre condições normais de carga

e também sobre condições anormais, como curto-circuito. Os comandos de abertura e

fechamento do disjuntor devem ser realizados por um relé secundário associado ao disjuntor

[4 e 5].

Uma das principais características do disjuntor é o meio de extinção dos arcos elétricos

formados durante a abertura do equipamento. A seguir os principais meios de extinção dos

arcos elétricos utilizados em disjuntores [15]:

• Extinção a ar comprimido: utiliza ar comprimido em alta pressão para a interrupção e

extinção dos arcos elétricos;

• Extinção a óleo: é utilizado óleo do tipo mineral em quantidades variáveis (disjuntores

de pequeno volume de óleo PVO e de grande volume de óleo GVO), com a finalidade

de interromper e extinguir o arco elétrico;

• Extinção a gás: na interrupção e extinção dos arcos elétricos é utilizado algum tipo de

gás, que normalmente é o hexafluoreto de enxofre, também conhecido como SF6;

• Extinção a vácuo: são utilizadas ampolas de vácuo para realizar a interrupção e

extinguir o arco elétrico formado na abertura do disjuntor;

Outra característica importante é quanto ao tipo de execução, podendo ser do tipo

extraível ou fixa.

Os disjuntores do tipo extraível possuem duas partes, que são a fixa e a extraível. A

parte fixa é conectada ao circuito de potência, como por exemplo, o barramento de média

tensão. A parte extraível é onde fica a estrutura mecânica do disjuntor, com contatos

auxiliares, bobinas de abertura e fechamento e terminais de conexão e contatos de

seccionamento, os quais são conectados à parte fixa do disjuntor. A Figura 2.8 ilustra os

terminais de conexão e contatos de seccionamento do tipo tulipa de um disjuntor do fabricante

ABB [16].


21

Figura 2.8 – Terminais de conexão e de seccionamento do tipo tulipa.

O equipamento possui em sua base um “carrinho” que permite a inserção e a extração

do quadro ou cubículo, através de uma alavanca. Na Figura 2.9 pode ser observada uma

montagem de um disjuntor do tipo extraível com extinção a SF6 em um cubículo.

Figura 2.9 – Disjuntor extraível em cubículo.


22

Este tipo de disjuntor dispensa um dispositivo de seccionamento de contatos visível a

sua montante devido à sinalização visual de desconexão com o barramento.

No caso dos disjuntores fixos, todas as partes estão em uma estrutura única, o que torna

a manutenção complicada, devido à necessidade de desenergização do circuito para que sejam

desconectados os terminais do disjuntor. A Figura 2.10 ilustra os terminais de um disjuntor

do tipo fixo.

Figura 2.10 – Terminais do tipo fixo.

Como pode ser observada, a conexão dos terminais é feita por parafusos, tornando a

remoção do disjuntor mais difícil.

Devido ao disjuntor ser uma “caixa preta” em relação aos contatos internos, é necessário

instalar um equipamento de seccionamento de contatos visíveis à sua montante, que deverá

estar aberto durante a manutenção do disjuntor [4 e 5].

2.6.3.1 - ESPECIFICAÇÃO DE DISJUNTORES

Na especificação é importante destacar os seguintes pontos:

• Tensão nominal: deve ser compatível com a do sistema para que não cause danos ao

disjuntor;

• Corrente nominal: deve ser maior que a máxima corrente demandada do sistema para

poder suportar o crescimento de futuras cargas;

• NBI: deve ser compatível com o sistema;

• Capacidade instantânea: é a capacidade de suportar o pico inicial da corrente de curto-

circuito assimétrica;


23

• Corrente simétrica de ruptura: deve ser maior que a máxima corrente de curto-circuito

simétrico (trifásico ou fase terra) no ponto de instalação;

• Corrente de fechamento: é a corrente máxima que o equipamento suporta, quando o

mesmo fecha seus contatos em condição de curto-circuito. Normalmente é

especificado um valor de 2,5 da corrente de ruptura máxima.

2.6.4 - RELÉS DE PROTEÇÃO

Os relés são dispositivos que monitoram grandezas, na maioria dos casos elétrica, como

tensão e corrente. O relé atua quando a grandeza monitorada ultrapassa para mais ou para

menos um determinado valor pré-ajustado, comandando aberturas de disjuntores ou de outros

equipamentos [17].

A aplicação de relés no sistema de energia é bem vasta, podendo ser aplicados na

proteção de um equipamento especifico, como um motor, até a proteção de uma linha de

transmissão ou um gerador.

Os relés podem ser classificados quanto às funções de proteção as quais o mesmo foi

desenvolvido para exercer. A American National Standards Institute (ANSI) estabelece um

código associado a cada função de proteção e controle, conforme apresentado no Anexo A.

Outra classificação é pelo tipo de tecnologia, podendo ser divida em quatro grupos, os

quais são: eletromecânicos, estáticos analógicos, estáticos digitais e microprocessados.

Os relés eletromecânicos são equipamentos mais antigos, normalmente possuindo

apenas uma função de proteção. Na Figura 2.11 tem-se o esquema simplificado de

funcionamento de um relé de sobrecorrente eletromecânico.


Figura 2.11

Pode-se observar que o relé da Figura 2.11 possui um enrolamento no núcleo

ferromagnético por onde circula a corrente de carga. Essa corrente induz a circulação de um

fluxo magnético. O ajuste para determinar o valor da corrente de atuação será através dos

tapes apresentados na bobina do relé. Para valores de corrente de carga

gerada pelo fluxo não é suficiente para vencer a força contrária da mola, mas para condições

anormais de carga, a corrente que circula na bobina gera um fluxo maior e conseqüente

uma força magnética maior, causando o fechamento dos contados de aber

A Figura 2.12 ilustra um relé de sobrecorrente eletromecânico do fabricante GE.


11 – Funcionamento de um relé de sobrecorrente eletromecânico

se observar que o relé da Figura 2.11 possui um enrolamento no núcleo

por onde circula a corrente de carga. Essa corrente induz a circulação de um


tapes apresentados na bobina do relé. Para valores de corrente de carga


anormais de carga, a corrente que circula na bobina gera um fluxo maior e conseqüente

uma força magnética maior, causando o fechamento dos contados de aber


Figura 2.12 – Relé eletromecânico fabricante GE.

24

Funcionamento de um relé de sobrecorrente eletromecânico.

se observar que o relé da Figura 2.11 possui um enrolamento no núcleo

por onde circula a corrente de carga. Essa corrente induz a circulação de um


tapes apresentados na bobina do relé. Para valores de corrente de carga, a força magnética


anormais de carga, a corrente que circula na bobina gera um fluxo maior e conseqüentemente

uma força magnética maior, causando o fechamento dos contados de abertura do disjuntor.



25

Os relés estáticos também conhecidos como sólidos ou analógicos, utilizam dispositivo

eletrônicos semi-condutores (diodo, transistor, etc.) no seu circuito interno. A tecnologia

adotada tornou este tipo de equipamento mais sensível e veloz que os eletromecânicos. Outra

vantagem foi a possibilidade de múltiplas funções, o que ocasionou a redução da quantidade

de relés na subestação. Onde antes eram necessários três relés para uma proteção trifásica de

sobrecorrente, ficou necessário apenas um relé estático. A diferença se torna maior

considerando-se as outras funções, como a de religamento, que pode ser atribuída ao mesmo

relé.

Na Figura 2.13 pode-se observar um exemplo de um relé estático do fabricante GE.

Figura 2.13 – Relé estático analógico do fabricante GE.

Os relés estáticos digitais são aqueles que utilizam portas lógicas digitais no seu circuito

interno para executar as funções de proteção programadas. Este tipo de relé teve um avanço

considerável no que diz respeito à coordenação, pois as curvas de corrente x tempo são

normatizadas. Outro avanço foi a possibilidade de comunicação remota [10]. A Figura 2.14

ilustra um relé do tipo digital.

Figura 2.14 – Relé digital.


26

Os relés microprocessados são constituídos basicamente de entradas analógicas para

aquisição de dados, microprocessadores, memórias para armazenamento de dados e

algoritmos de relé, entradas e saídas digitais às quais o relé se comunica com outros

equipamentos e portas de comunicação.

A Figura 2.15 mostra um diagrama de blocos simplificado do funcionamento de um relé

microprocessado [18].

Figura 2.15 – Diagrama de blocos do relé microprocessado.

Este tipo de relé tem muitas vantagens em relação aos outros tipos de relés, tais como o

sistema de oscilografia, espaço de memória para armazenamento de eventos, protocolos de

comunicação, ferramentas de automação, melhoria na coordenação com a criação de novas

curvas e a possibilidade de utilização de seletividade lógica [10].

Na Figura 2.16 tem-se um exemplo de relé microprocessado.

Figura 2.16 – Relé microprocessado.

2.6.4.1 - ESPECIFICAÇÃO DE RELÉS

Na especificação de um relé de proteção é importante se destacar os seguintes pontos:

• Tensão de alimentação: deve ser compatível com o nível de tensão do sistema de

serviços auxiliares (normalmente os relés operam em tensão de 110 Vcc);


• Níveis das grandezas analógicas: devem ser compatíveis com os níveis dos

equipamentos conectados ao relé

• Funções de proteção: deve

para realizar as proteções desejadas

• Protocolo de comunicação: é importante verificar se o protocolo de comunicação é

compatível com o protocolo utilizado pelo sistema d

• Sensibilidade dos ajustes: é importante a verificação dos valores de ajuste que se

deseja programar, com os máximos e mínimos possíveis no relé

• Compatibilidade entre equipamentos: o relé deve ser compatível com todos os

equipamentos com quais está interligado.

2.6.5 - RELIGADORES

O religador é um dispositivo de interrupção automática, que abre e fecha seus contatos

um número de vezes pré-programadas, em uma condição de falha do sistema elétrico o qual o

mesmo protege.

Os religadores são dis

Esta utilização deve-se aos defeitos em alimentadores serem na sua grande maioria

temporários.

Na Figura 2.17 é ilustrado o funcionamento de um religador, programado com quatro

ciclos de religamento, para um defeito

Figura 2.


Níveis das grandezas analógicas: devem ser compatíveis com os níveis dos

equipamentos conectados ao relé;

Funções de proteção: deve-se verificar se o relé possui todas as funções necessárias

para realizar as proteções desejadas;

Protocolo de comunicação: é importante verificar se o protocolo de comunicação é

compatível com o protocolo utilizado pelo sistema de aquisição de dados

Sensibilidade dos ajustes: é importante a verificação dos valores de ajuste que se

deseja programar, com os máximos e mínimos possíveis no relé;

Compatibilidade entre equipamentos: o relé deve ser compatível com todos os

com quais está interligado.


programadas, em uma condição de falha do sistema elétrico o qual o

Os religadores são dispositivos normalmente utilizados na proteção de alimentadores.

se aos defeitos em alimentadores serem na sua grande maioria


mento, para um defeito temporários na rede.

Figura 2.17 – Ciclo de religamento para falta transitória.

27

Níveis das grandezas analógicas: devem ser compatíveis com os níveis dos

se verificar se o relé possui todas as funções necessárias

Protocolo de comunicação: é importante verificar se o protocolo de comunicação é

e aquisição de dados;

Sensibilidade dos ajustes: é importante a verificação dos valores de ajuste que se

;

Compatibilidade entre equipamentos: o relé deve ser compatível com todos os


programadas, em uma condição de falha do sistema elétrico o qual o

positivos normalmente utilizados na proteção de alimentadores.

se aos defeitos em alimentadores serem na sua grande maioria



No primeiro momento, a corrente que passa entre os terminais do religador

corrente menor que a de atuação. Em seguida acontece a falta, elevando a corrente, causando

o primeiro ciclo de religamento, onde serão abertos os contatos do religador, interrompendo a

circulação de corrente. O religador permanece um período de tem

terminais abertos, denominado tempo morto, e em seguida fecha o circuito. O processo é

repetido no segundo ciclo devido à permanência do curto

religador fecha seu contato e verifica que a corrente deix

passa à condição normal de

Na Figura 2.18 é ilustrado o funcionamento do religador para um falta permanente.

Figura 2.

Pode-se observar na Figura 2.18 que o funcionamento é semelhante ao caso da Figura

2.17. A diferença é o acontecimento do quarto ciclo e em seguida o “bloqueio” do religador.

O termo “bloqueado” ou “

religamento pré-programados e o curto

proteção de religamento.

Os religadores são divididos em relação à tecnologia utilizada. Essa divisão é feita em

três tipos, os hidráulicos, eletrônicos e micropr

Os hidráulicos possuem uma bobina em série com o circuito no qual o religador está

instalado. Essa bobina é responsável pela abertura e fechamento do religador, e a mesma

possui um funcionamento semelhante à bobina dos relés eletromecânicos. O a


No primeiro momento, a corrente que passa entre os terminais do religador



circulação de corrente. O religador permanece um período de tempo pré


repetido no segundo ciclo devido à permanência do curto-circuito. No terceiro ciclo o

religador fecha seu contato e verifica que a corrente deixou de ser uma corrente de falta e

passa à condição normal de operação.


Figura 2.18 – Ciclo de religamento para falta permanente

se observar na Figura 2.18 que o funcionamento é semelhante ao caso da Figura


O termo “bloqueado” ou “lockout” refere-se que o religador realizou todos os cicl

programados e o curto-circuito ainda persistiu, desativando a função de


três tipos, os hidráulicos, eletrônicos e microprocessados.



possui um funcionamento semelhante à bobina dos relés eletromecânicos. O a

28

No primeiro momento, a corrente que passa entre os terminais do religador é uma



po pré-programado com os


circuito. No terceiro ciclo o

ou de ser uma corrente de falta e


Ciclo de religamento para falta permanente.

se observar na Figura 2.18 que o funcionamento é semelhante ao caso da Figura


se que o religador realizou todos os ciclos de

circuito ainda persistiu, desativando a função de




possui um funcionamento semelhante à bobina dos relés eletromecânicos. O ajuste da corrente


29

de atuação, também conhecida como corrente de “pickup” é feito na escolha do tape da

bobina do religamento [19].

A Figura 2.19 ilustra um religador modelo KF, fabricante Cooper, desmontado.

Figura 2.19 – Religador KF desmontado.

Pode ser observado na Figura 2.19, a presença da bobina de abertura do religador,

posicionada na parte central do equipamento indicada pela seta. A bobina deste modelo possui

tensão nominal de 15 kV [19]. É possível também observar as ampolas de extinção a vácuo na

parte inferior do equipamento.

Os religadores do tipo eletrônicos possuem circuitos eletrônicos que recebem um sinal

de entrada dos TCs instalados nas buchas do religador. O funcionamento do circuito

eletrônico se assemelha ao dos relés analógicos, pois os dois possuem os semi-condutores

como principais dispositivos do circuito.

As principais vantagens em relação aos hidráulicos são a maior faixa de ajuste e de

curvas de Tempo x Corrente [20].

Na Figura 2.20 tem-se o circuito eletrônico, modelo KFE do fabricante Cooper.


30

Figura 2.20 – Circuito eletrônico do KFE.

Na Figura 2.20 observa-se o circuito eletrônico que controla o religador KFE. Na parte

superior são conectadas as placas que definirão que tipo de curva o religador irá adotar como

rápida e lenta de fase e a curva de terra. Na parte inferior à esquerda os resistores definem os

valores de “pickup” de fase e neutro [20].

Na Figura 2.21 tem-se o religador modelo KFE da Cooper.

Figura 2.21 – Religador modelo KFE.

Os religadores microprocessados são dispositivos que possuem um relé

microprocessado e um equipamento de seccionamento e disjunção também conhecido como

“pólo”. A evolução em comparação aos outro tipo de religadores é a mesma que a do relé


31

microprocessado com os outros relés. A Figura 2.22 mostra o religador Nova do fabricante

Cooper.

Figura 2.22 – Pólo do religador Nova.

Na Figura acima é apresentado apenas o “pólo” onde é feito a abertura e o fechamento

do circuito. Na Figura 2.23 tem-se o relé Form 6.

Figura 2.23 – Relé Form 6.

O relé da Figura 2.23 é conectado ao religador Nova por cabos, dando acesso a leituras

dos TCs e TPs e contatos de abertura e fechamento do religador [21].

Com a utilização de relés no controle dos religadores, tornou-se possível o “retrofit” de

modelos hidráulicos e eletrônicos, ou seja, modernizando estes religadores, incorporando um

relé para controle.


32

2.6.5.1 - ESPECIFICAÇÃO DE RELIGADORES

Na especificação de um religador é importante se destacarem os seguintes pontos:

• Tensão nominal: o valor de tensão deve ser compatível com o nível do sistema onde o

equipamento irá operar;

• Corrente nominal: o equipamento deve ser capaz de suportar a máxima corrente

demanda do sistema, onde o mesmo está instalado;

• NBI: o valor deve ser compatível com o do local de instalação;

• Capacidade instantânea: o equipamento deve suportar o valor de crista inicial da

corrente de curto-circuito assimétrica do ponto de instalação;

• Corrente simétrica de interrupção: o dispositivo dever suportar o valor máximo de

corrente de curto-circuito simétrico do local, onde o mesmo será instalado;

• Funções de proteção: no caso dos religadores microprocessados, deve-se verificar se o

relé possui todas as funções necessárias para realizar as proteções desejadas;

• Protocolo de comunicação: para religadores que utilizam relés numéricos, é

importante verificar se o protocolo de comunicação é compatível com o protocolo

utilizado pelo sistema de aquisição de dados;


deseja programar, com os máximos e mínimos possíveis do religador.

2.6.6 - SECCIONALIZADORES

Os seccionalizadores ou seccionadores automáticos são equipamentos utilizados para

interrupção automática de circuitos, que abrem seus contatos quando o circuito é

desenergizado por um equipamento de proteção situado na sua retaguarda e que possua o

dispositivo de religamento automático [22].

O seccionalizador é composto por um elemento sensor de corrente, um mecanismo de

contagem de desligamento do circuito e os contatos de abertura, que são travados para

permanecer nesta posição quando o mesmo é acionado [22].

O seccionador funciona fazendo a comparação da corrente do circuito e a contagem de

desligamento. Se a corrente for maior que a corrente ajustada o seccionador aciona o circuito


de contagem que será incrementado quando o dispositivo de retaguarda desligar o circuito.

Quando a contagem atingir o valor programado o seccionador irá abrir os contatos. O número

de contagens do seccionador depende do número de religam

retaguarda, sendo ajustado para uma contagem a menos.

Na Figura 2.24 tem-se uma situação de curto

religador e um seccionador.

Figura 2.

Analisando a situação ilustrada na Figura 2.24 pode

funcionamento do seccionalizador, que irá atuar, abrindo os contatos, antes do

religador, isolando a zona de defeito e normalizando o fornecimento de energia à sua

montante.

Na Figura 2.25 tem-se um exemplo de seccionalizador.

2.6.6.1 - ESPECIFICAÇÃO DE SEC

Na especificação de um seccionalizador é importante se destacar os seguintes pontos:




de contagens do seccionador depende do número de religamentos do equipamento de

retaguarda, sendo ajustado para uma contagem a menos.

se uma situação de curto-circuito em um alimentador que possui um

religador e um seccionador.

Figura 2.24 – Proteção religador mais seccionador.

o a situação ilustrada na Figura 2.24 pode-se perceber o princípio de

funcionamento do seccionalizador, que irá atuar, abrindo os contatos, antes do


se um exemplo de seccionalizador.

Figura 2.25 – Seccionalizador GN3E.

ESPECIFICAÇÃO DE SECCIONALIZADOR


33



entos do equipamento de

circuito em um alimentador que possui um

se perceber o princípio de

funcionamento do seccionalizador, que irá atuar, abrindo os contatos, antes do último ciclo do




34

• Tensão nominal: o valor de tensão deve ser compatível com o nível do sistema onde o

equipamento irá operar;

• Corrente nominal: o equipamento deve ser capaz de suportar a máxima corrente

demandada do sistema, onde o mesmo está instalado;

• NBI: o valor deve ser compatível com o do local de instalação;

• Capacidade instantânea: o equipamento deve suportar o valor de crista inicial da

corrente de curto-circuito assimétrica do ponto de instalação;

• Corrente simétrica de interrupção: o dispositivo deve suportar o valor máximo de

corrente de curto-circuito simétrico do local, onde o mesmo será instalado;


deseja programar, com os máximos e mínimos possíveis do seccionador;

• Número máximo de contagem: deve verificar a quantidade máxima de contagem do

seccionador;

• Tempo de reinicialização: o tempo requerido para que a contagem retorne a zero deve

ser especificado.

2.7 - MÉTODO DAS COMPONENTES SIMÉTRICAS PARA CURTO-CIRCUITO

Para o estudo das proteções e a especificação dos equipamentos da subestação faz-se

necessário o conhecimento dos curtos-circuitos nos vários pontos do sistema. Neste tópico,

será apresentado a modelagem dos componentes do sistema elétrico e a teoria de componentes

simétricas para determinação das correntes de curto-circuito.

2.7.1 - COMPONENTES SIMÉTRICAS

O método das componentes simétricas, proposto por Charles L. Fortescue, o qual

possibilita a decomposição de um sistema de n fasores desequilibrados em n sistemas de n

fasores equilibrados é utilizado na análise de faltas [22, 23 e 24].

Aplicando o teorema em um sistema trifásico desequilibrado, tem-se a decomposição do

sistema em três sistemas trifásicos equilibrados, chamados de componentes simétricas de

seqüência positiva, negativa e zero [24].


• As componentes de seqüê

iguais, com a defasagem de 120º entre si, com a mesma seqüência de fase do sistema

original;

• As componentes de seqüência negativa são representadas por três fasores de módulos

iguais, com a defasa

original;

• As componentes de seqüência zero são representadas por três fasores de igual módulo,

sem defasagem de ângulo entre si, com a seqüência de fase do sistema original.

A transformação para componentes simétricas pode ser mais bem compreendida através

da Figura 2.26.

As equações podem ser escritas da seguinte maneira:

Onde os índices 1, 2 e 0 representam, respectivamente, as componentes de seqüência

positiva, negativa e zero[22, 23 e 24

As componentes de seqüência zero possuem o mesmo módulo e ângulo de fase, logo

podem ser escritas da seguinte maneira:


As componentes de seqüência positiva são representadas por três fasores de módulos


tes de seqüência negativa são representadas por três fasores de módulos

iguais, com a defasagem de 120º entre si, com a seqüência de fase oposta do sistema

de seqüência zero são representadas por três fasores de igual módulo,


ara componentes simétricas pode ser mais bem compreendida através

Figura 2.26 – Componentes simétricas.

As equações podem ser escritas da seguinte maneira:


22, 23 e 24].


podem ser escritas da seguinte maneira:

35

ncia positiva são representadas por três fasores de módulos


tes de seqüência negativa são representadas por três fasores de módulos

gem de 120º entre si, com a seqüência de fase oposta do sistema

de seqüência zero são representadas por três fasores de igual módulo,


ara componentes simétricas pode ser mais bem compreendida através

(2.1)

(2.2)

(2.3)



(2.4)


36

No cálculo dos demais componentes de seqüência é necessário a utilização do operador

a, que é definido como sendo um fasor de módulo 1 e ângulo de fase 120º.

Utilizando o operador a, tem-se [22, 23 e 24]:

�� (2.5) �� ²�� (2.6)

Da mesma forma:

�� ²�� (2.7) �� (2.8)

Considerando que os fasores da seqüência zero são iguais e substituindo as equações 2.6

e 2.8 na equação 2.2, da mesma forma para as equações 2.5 e 2.7 na 2.3, obtém-se:

�� (2.9) � � �� ²�� (2.10) �� ²�� (2.11)

Colocando as equações 2.9, 2.10 e 2.11 na notação matricial, tem-se:

�� 1 1 11 �² �1 � �²�

�� (2.12)

Invertendo-se a matriz, obtém-se:

�� 1 1 11 �² �1 � �²�

�� (2.13)

O sistema deve ser modelado em componentes simétricas, para que seja possível a

análise de circulação das correntes de seqüência.


37

2.7.2 - REPRESENTAÇÃO DE LINHAS

No caso de sistemas de distribuição pode-se considerar o modelo de linhas curtas, cujo

modelo equivalente por fase é o da Figura 2.27.

Figura 2.27 – Modelo de linha curta.

Neste modelo é possível considerar que a impedância de seqüência positiva é igual à

negativa e que a seqüência zero é modelada na mesma maneira, possuindo valores diferentes

de impedância da seqüência positiva [22].

2.7.3 - REPRESENTAÇÃO DE TRANSFORMADORES

Na representação de transformadores devemos considerar que as componentes de

seqüência positiva e negativas são iguais. A impedância da seqüência zero vai depender do

tipo de ligação do transformador e da existência de uma impedância de aterramento do neutro

do transformador.

Na Tabela 2.2 [22], tem-se os circuitos equivalentes por tipo de ligação dos

transformadores.


Tabela 2.

Ligação

2.7.4 - CURTOS-CIRCUITOS SIMÉTRICOS

No sistema elétrico trifásico, os possíveis curtos

bifásico terra e o trifásico. Na Figura 2.28 são ilustrados estes tipos de falta.

2.7.5 - EQUAÇÕES DE CURTO

Conforme demonstrações através de componentes simétricas, apresentadas em

24], pode-se calcular os curtos

resistência de contato, pelas seguintes equações:


Tabela 2.2 – Circuitos de seqüência do transformador.

Circuito seqüência zero Circuito

CIRCUITOS SIMÉTRICOS

No sistema elétrico trifásico, os possíveis curtos-circuitos são fase

Na Figura 2.28 são ilustrados estes tipos de falta.

Figura 2.28 – Tipos de curto-circuito.

EQUAÇÕES DE CURTO-CIRCUITO

Conforme demonstrações através de componentes simétricas, apresentadas em

se calcular os curtos-circuitos trifásico, bifásico, fase-terra e fase

resistência de contato, pelas seguintes equações:

38

Circuito seqüência positiva

circuitos são fase-terra, bifásico,

Na Figura 2.28 são ilustrados estes tipos de falta.

Conforme demonstrações através de componentes simétricas, apresentadas em [22 e

terra e fase-terra com


39

��3ø � �|��| (2.14)

��2ø � √3 � ��3ø2

(2.15)

��1ø � 3�|2 � �� | (2.16)

��1ø�� 3�|2 � �� 3 � ��| (2.17)

Onde:

• Z1 é a impedância de seqüência positiva;

• Z0 é a impedância de seqüência zero;

• Rc é a resistência de contato.

2.8 - CRITÉRIOS PARA CÁLCULOS DAS PROTEÇÕES DE SUBESTAÇÃO

Nesta parte do capítulo serão apresentados critérios para dimensionamento de TCs de

proteção, cálculos das funções de proteção de sobrecorrente (50/51 e 50N/51N) e a função de

diferencial para proteção de transformadores de força.

2.8.1 - DIMENSIONAMENTO DO TC

O TC deve ser dimensionado por três critérios, os quais são: critério de carga nominal,

curto-circuito e máxima tensão no secundário. As duas primeiras determinam a relação de

transformação de corrente (RTC). As equações (2.18) e (2.19) são utilizadas para determinar a

corrente do lado primário do TC [17].

�� á��" # �$��%�


40

(2.18)

�� á��" # �$$ á&� "'(�"�

(2.19)

Onde:

• FScor é o fator de sobrecorrente.

Para determinar a máxima tensão do secundário, é utilizada a equação (2.20), que leva

em consideração que o TC é do tipo “B”, fazendo com que a impedância possa ser

considerada nula em relação às outras, conforme [25].

�)*�+,-á�� .��*/é � ��",-+1"�2 � �$$ á&� " (2.20)

ou �)*�+,-á�� .��*/é � ��",-+1"�2 � '( � �3 (2.21)

Onde:

• FS – Fator de sobrecorrente do TC padronizado pela ABNT igual a 20;

• Is – 5 A (TC de 5 A) ou 1 A (TC de 1 A).

A tensão calculada deve ser menor que a especificada na classe de exatidão do TC.

2.8.2 - CRITÉRIOS PARA PROTEÇÃO DE SOBRECORRENTE

Para realizar o estudo da proteção é preciso efetuar anteriormente os cálculos das

correntes de curto-circuito no local onde será implantada a proteção.

Com base no modelo Coordenado apresentado por Dejanir em [10], que é uma

combinação de proposta de [11, 26 e 27].

Neste modelo as funções temporizada e instantânea do relé devem cobrir toda a zona na

qual o disjuntor é a proteção de retaguarda [22]. Na Figura 2.29 é ilustrado o alcance da

proteção do relé.


41

Figura 2.29 – Alcance do relé de proteção.

a) Função temporizada de fase (Código ANSI 51):

Para que a função temporizada de fase possa atuar em toda a zona de proteção é

necessário que o tape seja ajustado levando em consideração as seguintes equações [11]:

4567 # 8' � �,�49

(2.22)

4567 : �$$;'( � '� � �49

(2.23)

Onde:

• In é a corrente demandada pelo sistema;

• RTC é a relação de transformação do TC;

• FS é o fator de segurança, que normalmente assume o valor de 1,5;

• Fi é o fator de início de curva, podendo variar de 1 a 2 conforme [28];

• KF é a constante de sobrecarga do sistema.

Conforme [27], o ajuste do tape da função temporizada, também poderá ser ajustado

pela equação (2.24).

1,5 � �,�49 > 4567 > �$$; ," ?�,�/ -� /�,@�1,5 � �49

(2.24)

b) Função instantânea de fase (Código ANSI 50):


42

O ajuste do tape da função instantânea deve ser ajustado para um valor de 3 a 8 vezes

a corrente nominal, garantindo que o mesmo seja menor que o curto-circuito bifásico no ponto

de instalação. Estes critérios podem ser representados pelas equações (2.25) e (2.26).

4567�,A1 � .3 � 82 � �,�49

(2.25)

4567�,A1 : �$$;�49

(2.26)

Conforme [27], o ajuste do tape da função instantânea, também poderá ser ajustado

pela equação (2.27).

4567�,A1 � �$$�; � CD% -� FG�49

(2.27)

Onde:

• �$$�; � CD% -� FG é o curto-circuito trifásico a 85 % da linha de transmissão protegida;

c) Função temporizada de neutro (Código ANSI 51N):

O ajuste do tape da função temporizada de neutro deve ser maior que o desequilíbrio

do sistema, logo a equação (2.28) é utilizada para determinar o valor do ajuste [26]:

4567 � .0,1 � 0,32 � �,�49

(2.28)

Onde o intervalo de 0,1 a 0,3 representa a faixa de desequilíbrio do sistema. Outros

autores com [27], consideram a possibilidade de até 45% de desequilíbrio.

d) Função instantânea de neutro (Código ANSI 50N):


43

O tape da função instantânea de neutro deve ser ajustado para um valor menor que o

curto-circuito fase-terra, considerando uma resistência de contato de 40 ohms. A equação

(2.29) é utilizada para definir o ajuste da função instantânea de neutro.

4567�,A1 : �$$�; í,� "�49

(2.29)

e) Dial e tipo de curva:

O dial e o tipo de curva devem ser escolhidos de forma a garantir a coordenação entre

os dispositivos de proteção.

Existem grupos de curvas padronizados da IEC e do IEEE.

O grupo de curvas da IEC utiliza a Equação (2.30) para calcular o tempo de atuação do

relé [29].

4J�KL � M��N � OP ��QR S 1

(2.30)

Onde:

• Ip é a corrente de “Pickup”;

• Alfa e k são constantes que depende do tipo de curva;

Na Tabela 2.3, tem-se os valores de alfa e k para os tipos de curva da IEC.

Tabela 2.3 – Valores de alfa e k para as curvas IEC.

Tipo de curva Alfa k

Normalmente inversa 0,02 0,14

Muito inversa 1 13,5

Extremamente inversa 2 80

Longa 1 120

O grupo de curvas do IEEE utiliza a Equação (2.31) para calcular o tempo de atuação

do relé [29].


44

4J�KL � T OP ��QR S 1 � UV � M��N .2.312

Onde:

• Alfa, beta e k são constantes que depende do tipo de curva;

Na Tabela 2.4, tem-se os valores de alfa e k para os tipos de curva da IEC.

Tabela 2.3 – Valores de alfa, beta e k para as curvas IEEE.

Tipo de curva Alfa K Beta

Inversa 2,00938 8,9341 0,17966

Curta 1,2969 0,2663 0,03393

Longa 1 5,643 2,18592

Moderada inversa 0,02 0,0103 0,0228

Muito inversa 2 3,922 0,0982

Extremamente inversa 2 5,64 0,02434

Definida inversa 1,5625 0,4797 0,21359

O IEEE possui a curva “squared” que é calculada pela Equação (2.32)

4J�KL � 50,7 � M��N � 10,14P ��Q

(2.32)

2.8.3 - CRITÉRIOS PARA PROTEÇÃO DIFERENCIAL

Para critério de proteção da função diferencial do transformador de força foi adotado o

do relé TPU 2000R do fabricante ABB [30], detalhado no Anexo B. No Anexo B é descrito

um “passo a passo” com 13 itens explicando como calcular o ajuste do relé diferencial

(função 87) e em seguida um exemplo do cálculo do ajuste.


45

2.9 - CONCLUSÃO

Nesse capítulo foram apresentados os conceitos básicos do sistema de potência, como

o planejamento de uma subestação distribuidora, o detalhamento dos projetos de uma

subestação, a finalidade de uma proteção com seus conceitos, os equipamentos de proteção

utilizados na subestação e no sistema de distribuição. Também foi apresentado o teorema para

cálculos de sistemas desbalanceados, denominado componentes simétricos. Foram

apresentados os tipos de curtos-circuitos e as equações para cálculos do mesmo. Por fim, os

critérios para ajustar as funções de sobrecorrente e diferencial. Todas estas informações serão

de bastante valia para compreender o estudo da proteção e os resultados apresentados no

Capítulo 4.

Capítulo 3 – Rede de distribuição do Campus do Pici da UFC

46

CAPÍTULO 3

REDE DE DISTRIBUIÇÃO DO CAMPUS DO PICI DA UFC

3.1 - INTRODUÇÃO

Este Capítulo apresenta a configuração atual da rede de distribuição da UFC. Também

descreve o fornecimento em média tensão da UFC. Será apresentada a rede de distribuição

interna do Campus do Pici e comentados alguns pontos de não conformidade com a norma

ABNT, NBR 14039 – Instalações elétricas de média tensão de 1 kV a 36,2 kV e a Norma da

Companhia Energética do Ceará, NT-002 – Fornecimento de energia elétrica em tensão

primaria de distribuição. Dentro do Capítulo será discutida uma proposta para a alteração do

nível de fornecimento do Campus do Pici, através da construção de uma subestação de 69–

13,8 kV. As vantagens da alteração de nível de fornecimento serão discutidas juntamente com

a proposta.

3.2 - SUPRIMENTO DO CAMPUS DO PICI – CENÁRIO ATUAL

3.2.1 - SUBESTAÇÃO SUPRIDORA DO CAMPUS DO PICI

A rede elétrica do Campus do Pici da Universidade Federal do Ceará – UFC atualmente

é alimentada em nível de tensão primária de distribuição 13,8 kV, média tensão, através do

alimentador 01C8 oriundo da subestação Pici, 69-13,8 kV pertencente à Companhia

Energética do Ceará - Coelce.

A subestação Pici é uma subestação distribuidora, 69-13,8 kV com barramentos

principal e de transferência em 69 kV e em 13,8 kV, um transformador de potência

20/26,6/33,2 MVA com dois estágios de ventilação forçada, onde no primeiro estágio de

ventilação o transformador pode operar até 26,6 MVA e no segundo estágio o transformador

pode fornecer uma potência até 33,2 MVA.

Conectados ao barramento de 13,8 kV existem 8 saídas de alimentadores e dois bancos

de capacitores de 3,6 Mvar cada.

Capítulo 3 – Rede de distribuição do Campus do

Na Figura 3.1 é representado o diagrama unifilar

do barramento de média tensão, o

dos bancos de capacitores.

Figura 3.1 – Diagrama unifilar do barramento de média tensão da subestação Pici

3.2.2 - ALIMENTADOR 01C8

O alimentador 01C8 da subestação Pici da Coelce (SE Pici) que supr

possui comprimento de aproximadamente 0,800 km e dois tipos de condutores ao longo do

circuito, os quais apresentam as seguintes características: cabo de alumínio protegido, seção

de 185 mm² e cabo de cobre nu seção 95 mm². No Anexo

diagrama unifilar do alimentador 01C8.

A proteção do alimentador é realizada através de um relé associado ao religador na

saída do alimentado 01C8 na SE Pici e de um seccionalizador instalado próximo ao ponto de

entrega do Campus do Pici. Este alimentador poss

conforme pode ser observado no diagrama unifilar do Anexo

Rede de distribuição do Campus do Pici da UFC

Na Figura 3.1 é representado o diagrama unifilar simplificado, ilustrando a configuração

do barramento de média tensão, o transformador de potência, as saídas dos alimentadores e

Diagrama unifilar do barramento de média tensão da subestação Pici

ALIMENTADOR 01C8

O alimentador 01C8 da subestação Pici da Coelce (SE Pici) que supr

to de aproximadamente 0,800 km e dois tipos de condutores ao longo do


de 185 mm² e cabo de cobre nu seção 95 mm². No Anexo C deste documento, é apresentado o

rama unifilar do alimentador 01C8.



entrega do Campus do Pici. Este alimentador possui apenas dois clientes, a UFC e Embrapa,

conforme pode ser observado no diagrama unifilar do Anexo C deste documento.

47

simplificado, ilustrando a configuração

aídas dos alimentadores e

Diagrama unifilar do barramento de média tensão da subestação Pici.

O alimentador 01C8 da subestação Pici da Coelce (SE Pici) que supre o Campus do Pici

to de aproximadamente 0,800 km e dois tipos de condutores ao longo do


deste documento, é apresentado o



ui apenas dois clientes, a UFC e Embrapa,

deste documento.


48

O relé associado ao religador da saída de alimentador 01 C8 da SE Pici é o relé de

sobrecorrente multifunção, fabricação Siemens, modelo 7SJ531 V3.3, ilustrado na Figura 3.2.

Figura 3.2 – Relé modelo 7SJ531 fabricante Siemens.

No Anexo D desta monografia são apresentados os dados da Ordem de Ajuste da

Proteção (OAP) do alimentador de distribuição, 01C8, da SE Pici da Coelce.

OAP é um documento onde constam os ajustes dos relés da subestação.

Na Figura 3.3 é apresentada a foto do seccionalizador instalado no alimentador 01C8. O

seccionalizador é a proteção da derivação do campus.

Figura 3.3 – Proteção da derivação do Campus do Pici.

3.3 - REDE DE DISTRIBUIÇÂO INTERNA DO CAMPUS DO PICI DA UFC

3.3.1 - PROTEÇÃO GERAL DO CAMPUS DO PICI

A rede de distribuição do Campus do Pici possui no seu ponto de entrega a medição

em 13,8 kV e a proteção geral da rede elétrica realizada através de um relé primário associado

ao disjuntor de média tensão com capacidade de ruptura 9,6 kA, instalado em um cubículo


49

localizado no ponto de entrega. O relé primário recebe esta denominação por ser instalado em

série com o circuito e não necessitar de transformadores de corrente para converter o sinal

necessário para o seu ajuste. Este relé fica instalado nos pólos do próprio disjuntor e o valor

que está atualmente ajustado é de 225 A.

A Figura 3.4 ilustra o disjuntor com relé primário associado utilizado para proteção do

Campus da UFC.

Figura 3.4 – Disjuntor de média tensão do Campus do Pici.

O disjuntor é do fabricante Westinghouse modelo 150 HRT-250. Na foto da Figura 3.5

é apresentada a placa do disjuntor geral da rede elétrica de média tensão do Campus do Pici

da UFC, onde pode ser observado as características técnicas deste equipamento.


50

Figura 3.5 – Placa do disjuntor geral de média tensão.

As normas NBR 14039 da ABNT e a NT-002 da Coelce estabelecem critérios para

projeto de instalações elétricas em tensão primária de distribuição [4 e 5]. Estas normas têm

como objetivo padronizar e melhorar a confiabilidade do sistema elétrico, bem como

proporcionar mais segurança para as pessoas e instalações. Neste sentido, estas normas

estabeleceram novos requisitos de segurança dentre os quais a proibição do uso de relés

primários para proteção das instalações elétricas de consumidores em MT com capacidade

instalada superior a 300 kVA e a obrigatoriedade do uso de relé de sobrecorrente secundário,

multifunção, associados ao disjuntor geral para a proteção destas instalações.

Segundo NBR 14039 da ABNT e a NT-002 da Coelce, o relé de sobrecorrente

secundário, associado ao disjuntor geral, deve ser multifunção e contemplar no mínimo as

seguintes funções de proteção: sobrecorrente temporizada de fase (51), sobrecorrente

temporizada de neutro (51N), sobrecorrente instantânea de fase (50) e sobrecorrente

instantânea de neutro (50N).

Em visita ao cubículo de proteção geral da rede elétrica do Campus do Pici, foram

constatados aspectos de segurança de pessoal como falta de iluminação de emergência, falta

de extintor de incêndio e placas de sinalização de perigo que precisam ser adequados às

exigências da norma regulamentadora NR-10 [4].


51

3.3.2 - PROTEÇÃO DOS RAMAIS

O Campus do Pici possui várias subestações de transformação de energia de média para

baixa tensão, distribuídas conforme a necessidade de alimentação de cada setor ou bloco.

A rede interna da UFC possui chaves-fusíveis instaladas ao longo do Campus, que são

instaladas para efetuar a proteção dos ramais de derivação e dos transformadores. Os elos que

constam nessas chaves dependem da potência nominal dos transformadores. Existem também

as chaves-fusíveis instaladas em derivações do tronco principal, que tem finalidade de

proteger o tronco principal da rede do Pici.

3.3.3 - CONFIGURAÇÃO DA REDE DE MÉDIA TENSÃO DO CAMPUS DO PICI

Na Figura 3.6 é apresentada a configuração simplificada da rede elétrica do Campus do

Pici.

Figura 3.6 – Diagrama unifilar simplificado da rede de distribuição da UFC.


52

Conforme representado no diagrama unifilar simplificado da Figura 3.6, a rede de

distribuição interna do Campus da UFC possui uma configuração radial com recurso. A rede

de distribuição interna é composta por condutores de cobre nu, que sua vez possuem três

trechos com seções diferentes. O primeiro trecho, que é composto por um condutor com seção

transversal de 50 mm², fica situado entre o disjuntor geral de média tensão e as primeiras

derivações do alimentador [31]. O segundo trecho, que corresponde ao trecho entre as chaves

S-2 e S-3 da Figura 3.6, o condutor possui seção transversal de 35 mm². O terceiro trecho, que

corresponde ao resto do circuito, o condutor possui seção transversal de 25 mm².

Na Figura 3.7 é apresentada a ilustração de um condutor de cobre nu em um corte

transversal.

Figura 3.7 – Exemplo de condutor de cobre nu.

Na Tabela 3.1 são apresentadas as características dos condutores de cobre nu 50 mm2,

35 mm² e 25 mm2 existentes na rede elétrica do Campus do Pici [32 e 33].

Tabela 3.1 – Dados dos cabos de média tensão.

Cabo Ampacidade (A) Resistência

(Ohms/km)

Reatância

(Ohms/km)

Cobre 25 mm² 163 0,8880 0,4637

Cobre 35 mm² 208 0,5809 0,4510

Cobre 50 mm² 237 0,4120 0,43202

3.3.4 - PANORAMA ATUAL DA REDE ELÉTRICA DO CAMPUS DO PICI

Na configuração atual, ocorrendo uma falta na rede elétrica é difícil prever qual

elemento da proteção irá atuar. Essa incerteza ocorre devido ao disjuntor do Campus possuir

um relé primário. O relé possui uma curva própria, ou seja, não obedece os padrões de curvas

de relés, apresentada no Capítulo 2, impossibilitando traçar o coordenograma deste relé com o

relé da SE Pici.


53

Como o relé associado ao disjuntor geral da UFC não possui função de religamento,

todas as faltas permanentes ou transitórias na zona de proteção do relé primário do disjuntor

principal levarão a atuação do mesmo e conseqüentemente a falta de energia no Campus do

Pici. Os transformadores são protegidos através de chaves fusíveis. Já para faltas no

alimentador, o disjuntor de proteção geral ou elos-fusíveis instalados ao longo da rede interna

deverão atuar.

Vale destacar que, 70% a 90% dos curtos-circuitos em um sistema de distribuição são

do tipo transitório [10]. Este fato, adicionado ao não atendimento do sistema de proteção às

normas da ABNT e da Concessionária e ao crescente aumento da demanda, bem como a

redução do preço da tarifa com a mudança da modalidade tarifária contribuíram para a

proposição de um projeto de uma subestação de 69-13,8 kV com duas saídas de alimentadores

para alimentação da Rede de Distribuição do Campus do Pici.

A escolha da alteração do nível de tensão também foi justificada através do MUSD

(Montante de Uso do Sistema de Distribuição), antes denominada demanda contratada

superior a 2500 kW. Conforme os Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no

Sistema Elétrico Nacional – PRODIST [34] um cliente que possui um MUSD superior a 2500

kW deve ser atendido em alta tensão.

3.4 - PROPOSTA PARA IMPLANTAÇÂO DA SUBESTAÇÃO CAMPUS DO PICI

A implantação de uma Subestação 69-13,8 kV no Campus do Pici da Universidade

Federal do Ceará visa a melhoria da confiabilidade, disponibilidade, segurança e da qualidade

da energia fornecida ao sistema elétrico de distribuição do Campus do Pici da Universidade

Federal do Ceará bem como a mudança de tarifação para economia de energia.

3.4.1 - SUBESTAÇÃO CAMPUS DO PICI

A SE Pici Campus UFC será tipo desabrigada, 69-13,8 kV, potência instalada, 5/6,25

MVA (ONAN/ONAF).

A subestação, conforme o atestado de viabilidade técnica (AVT) apresentado pela

Coelce e mostrado no Anexo E, será alimentada através de uma linha transmissão de 72,5 kV,

partindo da subestação Pici, pertencente ao sistema elétrico da Coelce. A tensão de 69 kV que

alimenta o barramento de 72,5 kV será baixada para 13,8 kV, através de um transformador de


54

potência de 5/6,25 MVA, que alimentará o barramento de 15 kV. Para alimentação da rede

elétrica do Campus do Pici serão construídos dois vãos de saída de alimentadores de

distribuição para alimentação do sistema elétrico de média tensão do Campus do Pici. O

projeto contempla relés numéricos e sistema de automação.

A decisão de alimentar a rede interna através de dois alimentadores foi para melhorar a

confiabilidade e disponibilidade do sistema, através da instalação de religadores nas saídas de

alimentadores.

3.4.2 - LOCALIZAÇÃO DA SUBESTAÇÃO

A subestação proposta será construída nos limites do Campus do Pici próximo do

cubículo de medição e proteção existente e ocupará uma área de aproximadamente 2.500 m²

dentro do Campus do Pici. Na Figura 3.8 é ilustrado o local onde será instalada a subestação.

Figura 3.8 – Localização da subestação.


55

3.4.3 - SUPRIMENTO

A subestação Campus do Pici UFC será alimentada através de uma linha de transmissão

aérea em 69 kV oriunda do barramento de 69 kV da SE Pici da Coelce com comprimento de

0,800 km de extensão e condutor com seção de 315 mm2, material liga de alumínio, CAL,

tipo Elgin, conforme definido na AVT emitida pela Coelce, Anexo E deste projeto.

De acordo com a AVT emitida pela Coelce, a entrada de linha em 69.000 V da SE Pici

Campus UFC deve ser construída de acordo com configuração apresentada na alternativa 1 do

desenho 004.01, anexo à Norma Técnica de Fornecimento de Energia da Coelce, NT-

004/2010 [5].

Na Figura 3.9 é apresentado o diagrama unifilar de alimentação para Consumidores de

69 kV, alternativa 1 no desenho 004.01 da NT-004/2010, definido pela na AVT emitida pela

Coelce.

Legenda:

• PC: é o ponto de conexão;

• A: é a área exclusiva da Coelce;

• M: Medição;

• PE: Ponto de entrega.

Figura 3.9 – Alternativa de fornecimento 1.

Outra alternativa para o suprimento da SE Campus do Pici está sendo estudada,

considerando alimentação da SE a partir da derivação da linha de alta tensão que interliga a

SE Pici a SE Bom Sucesso [Anexo F]. No entanto, neste trabalho é realizado o estudo

considerando a SE Campus do Pici alimentada a partir de uma linha de transmissão oriunda

diretamente do barramento de 72,5 kV da SE Pici da Coelce.


56

3.4.4 - CONFIGURAÇÃO

Na Figura 3.10 é ilustrado o diagrama unfilar de proteção da subestação proposta.

Figura 3.10 – Diagrama unifilar de proteção da subestação proposta.

Conforme apresentado no diagrama unifilar de proteção da Figura 3.10, a SE Pici

Campus UFC será composta de:

• Um vão de entrada de linha 72.5 kV com um disjuntor 72,5 kV, três transformadores

de corrente, um relé de sobrecorrente multifunção composto das funções de

sobrecorrente instantânea e temporizada de fase (50/51) e neutro (50N/51N) integrado

ao sistema de automação da subestação;

• Um barramento simples na alta tensão 72,5 kV;

• Um vão de transformação com transformador 5/6,25 MVA com transformadores de

corrente em cada bucha, funções de proteção intrínsecas (relé de gás, válvula de alívio

de pressão, medidor de temperatura do óleo e do enrolamento e nível do óleo),

também possuirá um relé diferencial, numérico, multifunção para proteção externa

com as funções de proteção 87, 51G, 50/51, 50N/51N;

• Um barramento simples na média tensão 15 kV;


57

• Dois vãos de saída de alimentadores de média tensão 15 kV para alimentação da rede

de distribuição do Campus do Pici, cada um composto de um religador 15 kV e relé de

sobrecorrente com funções 50/51, 50N/51N, 51NS e 79;

• Transformadores de Serviços Auxiliares.

3.4.5 - ANÁLISE FINANCEIRA

Com a configuração da subestação definida, pode-se partir para análise de custos do

projeto e tempo de retorno de investimento Tr.

3.4.5.1 - CUSTO DA SUBESTAÇÃO

O Projeto Preliminar, Anexo F deste documento, apresenta o custo total para

implantação da subestação Campus do Pici estimado em R$ 2.187.470,29. Este custo engloba

os preços da construção do ramal de ligação, equipamentos da subestação, projetos civil,

eletromecânico, elétrico e de automação.

3.4.5.2 - CÁLCULO DO TEMPO DE RETORNO DE INVESTIMENTO

Neste tópico serão analisadas duas situações. A primeira com mudança de tarifa para

horo-sazonal azul em nível de tensão de 69 kV e a segunda utilizando um conjunto de 6

geradores de 500 kVA cada funcionando no horário de ponta.

Com base nos valores apresentados em [35], estima-se investimento total em torno de

R$ 1.120.000,00 reais para a implantação de um grupo de 6 geradores para alimentar a rede

do Pici no horário de ponta.

A Tabela 3.2 mostra o histórico do consumo de energia do Campus do Pici da

Universidade Federal do Ceará no período de novembro de 2009 a outubro de 2010 [36].


58

Tabela 3.2 – Histórico de consumo do período de novembro de 2009 a outubro de 2010.

Mês/Ano

Consumo

de ativos

F.P.

(kWh)

Demanda

Registrada

F.P.

(kW)

Consumo

de ativos

H.P.

kWh

Demanda

Registrada

H.P.

(kW)

Nov/2009 875205 3530 76069 2270

Dez/2009 888203 3530 78071 2270

Jan/2010 822203 3260 69071 2020

Fev/2010 781203 2910 65071 1770

Mar/2010 853203 3790 72071 2400

Abr/2010 991203 3980 86071 2490

Mai/2010 998203 3830 92071 2500

Jun/2010 1043203 3810 92071 2460

Jul/2010 919203 3750 84071 2260

Ago/2010 796203 3750 67071 2010

Set/2010 1010203 3750 88071 2260

Out/2010 952203 3750 87071 2300

Média 910870 3637 79738 2251

Com base nos dados obtidos no site da Coelce [37] montou-se a Tabela 3.3, que

apresenta as tarifas do período de novembro de 2009 a outubro de 2010, para as situações de

tarifa verde (situação atual da UFC), tarifa azul (nível de tensão 69 kV).


59

Tabela 3.3 – Contas de energia do período de novembro de 2009 a outubro de 2010 com tarifa azul.

Mês/Ano

Tarifa

F.P.

Verde e

Azul

R$/kWh

Tarifa

da

Demanda

F.P.

Verde

R$/kW

Tarifa

da

Demanda

F.P.

Azul

R$/kW

Tarifa

H.P.

Verde

R$/kWh

Tarifa

H.P.

Azul

R$/kWh

Tarifa

da

Demanda

H.P.

Azul

R$/kW

Nov/2009 0,22862 14,96 9,19 1,56221 0,37916 39,59

Dez/2009 0,23081 15,1 9,28 1,57715 0,38278 39,97

Jan/2010 0,20901 15,15 9,31 1,54287 0,34516 40,08

Fev/2010 0,20997 15,21 9,35 1,54996 0,34674 40,27

Mar/2010 0,21016 15,23 9,36 1,55133 0,34705 40,3

Abr/2010 0,20433 17,21 10,53 1,73385 0,32682 47,16

Mai/2010 0,22184 17 10,4 1,74737 0,35727 46,6

Jun/2010 0,21988 16,85 10,31 1,73193 0,35411 46,19

Jul/2010 0,22344 17,12 10,48 1,75992 0,35983 46,93

Ago/2010 0,22128 16,96 10,37 1,74297 0,35637 46,48

Set/2010 0,22267 17,06 10,44 1,75389 0,3586 46,77

Out/2010 0,22324 17,11 10,47 1,75834 0,35951 46,89

Média 0,21877 16,25 9,96 1,66765 0,35612 43,94

Nas equações 3.1 e 3.2 são apresentadas a fórmula de cálculo das contas de energia das

tarifas verde e azul.

�� .. � � �.. � ��.. � �� .. � ��.. � �� .. (3.1)

�� .. � � �.. � ��.. � �� .. � ��.. � � �.. � ��.. � �� .. (3.2)

Onde:

• CVerde: é o custo da energia para a tarifa verde (R$);


60

• DF.P.: é a demanda fora de ponta (kW);

• TD F.P: é o preço da tarifa da demanda fora de ponta (R$/kW);

• CF.P: é o consumo fora de ponta (kWh);

• TC F.P: é o preço da tarifa do consumo fora de ponta (R$/kWh);

• CH.P: é o consumo do horário de ponta (kWh);

• TC H.P.: é o preço da tarifa do consumo no horário de ponta (R$/kWh);

• CAzul: é o custo da energia para a tarifa azul (R$);

• DH.P.: é a demanda horário de ponta (kW);

• TD F.P: é o preço da tarifa da demanda no horário de ponta (R$/kW).

Para o cálculo de conta de energia média na tarifa verde, considerou-se uma demanda

contratada de 3.750 kW no horário de ponta, que é a contratada do mês de outubro de 2010.

Substituindo os valores médios obtidos das Tabelas 3.2 e 3.3 na equação 3.1, obtém-se a

equação 3.3, que é o custo médio de energia para a tarifa verde.

�� 393.183,61 (3.3)

Para o cálculo de conta de energia média na tarifa azul, considerou-se uma demanda

contratada de 3750 kW no horário fora de ponta e uma de 2400 kW no horário de ponta. A

demanda de 2400 kW foi escolhida com base nos dados da Tabela 3.2. Substituindo os

valores médios obtidos das Tabelas 3.2 e 3.3 na equação 3.2, obtém-se a equação 3.4, que é o

custo médio de energia para a tarifa azul.

�� 370.473,33 (3.4)

Subtraindo as equações 3.3 e 3.4, obtém-se a redução mensal de R$ 22.710,28.

No cálculo de conta de energia média na tarifa azul com grupos geradores, considerou-

se uma demanda contratada de 3.750 kW no horário fora de ponta e uma demanda no horário

de ponta igual a zero, pois os grupos geradores serão ativados no horário de ponta. Também

foi considerado o custo de geração determinado em [35], onde é considerado os custo da

manutenção, combustível e lubrificante, resultando no custo total de 0,540 R$/kWh.

Substituindo os valores médios obtidos das Tabelas 3.2 e 3.3 na equação 3.2, obtém-se a

equação 3.5, que é o custo médio de energia para a tarifa azul com grupos geradores.


61

��/ � 279.679,55 (3.5)

Subtraindo as equações 3.3 e 3.5, obtém-se a redução mensal de R$ 113.504,06.

O tempo de retorno de investimento (Tr) será calculado através da equação 3.6 [38].

�� # $% &1 # '() � �*+, -.

$%/1 � �*0 13.62

Onde:

• Vi: é o valor de investimento (R$); • Tj.: é a taxa de juros (% a.m.); • Em: é a economia mensal (R$/mês); • Tr: é o tempo de retorno (meses).

Para o cálculo do tempo de retorno de investimento (Tr) foi adotada uma taxa de juros

de 1,0% ao mês. Foi escolhida essa taxa, devido a mesma ser o dobro da taxa da poupança

[39]. A equação 3.7 é o tempo de retorno para a subestação utilizando a tarifa azul [35].

�� # $% 31 # 42.187.470,29 � 0,0122.710,28 56

$%11 � 0,012 � 332 78989 13.72

O valor obtido na equação 3.7 indica que a redução da conta de energia não pagará o

investimento da subestação. Porém este investimento pode se tornar viável com a inclusão de

um grupo gerador no horário de ponta. A equação 3.8 é o tempo de retorno para a subestação

utilizando a tarifa azul mais o grupo gerador no horário de ponta [35].

�� # $% 31 # 43.387.470,29 � 0,01113.504,06 56

$%11 � 0,012 � 36 78989 13.82

A inclusão do grupo gerador proporcionou o retorno do investimento com um tempo de

retorno de 3 anos.


62

3.5 - CONCLUSÃO

Além do beneficio da redução de custo da conta de energia, a construção da subestação

Campus do Pici UFC, espera-se dentre outros, os seguintes benefícios:

• Melhoria na qualidade da energia fornecida à sede do Campus do Pici e aumento da

confiabilidade, disponibilidade e segurança do sistema elétrico com a instalação de

relés de proteção baseados em microprocessadores integrados a um sistema SCADA

da subestação, que proporcionam a supervisão e controle do sistema elétrico da

Subestação em tempo real;

• Possibilidade de novos investimentos na infra-estrutura física da Universidade Federal

do Ceará através dos recursos economizados com o retorno do investimento na

Construção da SE;

• Além disso, a SE servirá como laboratório para ensino e pesquisa nos cursos de

graduação e pós-graduação do Departamento de Engenharia Elétrica da UFC. Os

alunos terão acesso aos equipamentos como transformador de potência, disjuntores,

religadores, chaves seccionadoras de alta e média tensão, serviços auxiliares, relés de

proteção baseados em microprocessadores e sistema de automação de uma subestação

de 69-13,8 kV.

Capítulo 4 – Estudo da proteção de sobrecorrente da SE 69 kV/ 13.8 kV do Campus do Pici

63

CAPÍTULO 4

ESTUDO DAS PROTEÇÕES DA SE 69-13.8 kV DO CAMPUS DO PICI DA UFC

4.1 - INTRODUÇÃO

Este Capítulo apresenta o estudo das proteções de sobrecorrente da subestação 69

kV/13,8 kV do Campus do Pici da UFC. No Capítulo serão comentados os requisitos

necessários para a realização do estudo das proteções e a descrição dos cálculos de curto-

circuito para a situação proposta no Capítulo anterior. Em seguida o estudo das proteções de

sobrecorrente com base nas correntes de curto-circuito calculadas. Serão apresentadas

simulações e coordenogramas gerados no “sotfware” EASY POWER. Por fim serão

apresentados os cálculos do ajuste da proteção da função diferencial com base no Anexo B.

4.2 - REQUISITOS PARA O ESTUDO DA PROTEÇÃO

Antes de efetuar o estudo da proteção é necessário adquirir algumas informações em

relação às correntes de curto-circuito, normas da concessionária, proteção de retaguarda e

equipamentos de proteção utilizados a SE de suprimento e na SE do cliente.

A determinação das correntes de curto-circuito depende principalmente da

concessionária, pois a mesma deve fornecer as correntes de curto-circuito ou os dados das

impedâncias para a realização dos cálculos das correntes de curto nas instalações do cliente.

A informação fornecida pela concessionária de energia foi apresentada através do

Atestado de Viabilidade Técnica, também conhecida como AVT [Anexo E]. No anexo E,

consta a descrição do fornecimento e as obras necessárias para o atendimento do cliente. Na

descrição do fornecimento há informação de qual tipo de cabo e o comprimento do mesmo.

As impedâncias até o ponto de entrega, determinadas através das impedâncias do

barramento de alta tensão da subestação fornecedora de energia retirada do Anexo G e dos

valores de impedância do cabo utilizado na linha de transmissão que alimentará a SE Campus

do Pici [33].


64

A norma responsável pelo fornecimento em alta tensão na Coelce [5]. Nesta norma são

estabelecidas as proteções necessárias e o tempo mínimo de coordenação entre os relés (0,3

segundos).

Por fim na Ordem de Ajuste das Proteções da saída de linha PCI/PSK (Pici/Presidente

Kennedy) fornecida pela Coelce, Anexo H deste documento são apresentados os dados de

ajuste da proteção da saída de linha da subestação Pici.

4.3 - SUBESTAÇÃO CAMPUS DO PICI

Conforme já detalhado no Capítulo 3, a SE Campus do Pici será suprida através de uma

linha de alta tensão, 69 kV, oriunda da SE Pici da Coelce.

A configuração da subestação já foi citada no Capítulo 3 e ilustrada na Figura 3.12,

contemplará um disjuntor na entrada de linha do barramento de 69 kV, um transformador de

potência, um disjuntor geral de média tensão, um barramento de 15 kV e dois religadores com

relés associados, protegendo as duas saídas de alimentadores.

Os fabricantes e modelos dos equipamentos ainda não foram escolhidos, porém foi

adotado nos estudos o relé modelo P142 de fabricação Areva existente no laboratório do

GPEC (Grupo de Processamento de Energia e Controle) do Departamento de Engenharia

Elétrica da UFC.

4.4 - CÁLCULO DE CURTO-CIRCUITO

O cálculo das correntes de curto-circuito é fundamental para o estudo das proteções.

Serão apresentados a seguir os cálculos das correntes de curto-circuito no ponto de entrega,

que definirá os níveis de curto-circuito do barramento de 69 kV da subestação da UFC.

4.4.1 - CÁLCULO DE CURTO-CIRCUITO NO PONTO DE ENTREGA

Através dos dados de impedância de seqüência zero, positiva e considerando que a

negativa é equivalente à positiva, pode-se calcular as correntes de curto-circuito na barra de

alta tensão da SE do Campus do Pici.


65

Os dados de impedância do barramento de 69 kV da SE Pici e os dados de impedância

do condutor 315mm² CAL em ohm/km são mostrados nas Tabelas 4.1 e 4.2, respectivamente

[Anexo G e 33].

Tabela 4.1 – Impedância do barramento de 69 kV da SE Pici em PU.

Seqüência Positiva Seqüência Zero

R1 X1 R0 X0

0,0034 0,0714 0 0,4599

Tabela 4.2 – Impedância do condutor em ohm/km.

Trecho Condutor Extensão

(km)

Impedância Condutor em Ohm/km


R1 X1 R0 X0

1 315 mm² CAL 0,8 0,1186 0,4451 0,2961 1,7061

Na Tabela 4.3 são apresentados os dados dos parâmetros dos condutores, impedância de

sequência positiva e zero da linha convertidos para PU, considerando para os cálculos para

uma potência de base 100MVA e tensão de base de 69 kV. A impedância de base foi

calculada através da seguinte fórmula:

�� 69 ��100 �� 47,61 � 4.1�

Tabela 4.3 – Impedância de seqüência do cabo 315 mm² em PU.


R1 X1 R0 X0

0,0020 0,0075 0,0050 0,0287

Na Tabela 4.4 são apresentadas as impedâncias de sequência positiva e zero em PU na

Barra da SE Campus do Pici, que corresponde a soma das impedâncias em pu da linha de

transmissão com as impedâncias em PU na barra de 69 da SE Pici.


66

Tabela 4.4 – Impedância reduzida até o ponto de entrega em PU.


R1 X1 R0 X0

0,0054 0,0789 0,0050 0,4886

A tensão em PU no ponto de entrega é:

��

69 �69 � � 1 �� 4.2�

A corrente de base é calculada através da seguinte fórmula:

�� √3

� 100 ��69 � √3 � 836,74 � 4.3�

Na Tabela 4.5 são apresentados os tipos de curtos-circuitos, as equações (cálculo das

correntes em PU) e os valores de curtos-circuitos calculados no ponto de entrega, tomando

como base os dados da Tabela 4.4, desprezado os valores das resistências:

Tabela 4.5 – Corrente de curto-circuito no ponto de entrega.

Tipo de curto-circuito Equação

(curto-circuito em PU)

Valores de

corrente

Trifásico �$$3ø � �|�'| �

10,0789 �$$3ø � 10,6 kA

Bifásico �$$2ø � √3 �$$3ø2 � √3 106002 �$$2ø � 9,2 �

Fase-terra sem

resistência de contato �$$1ø � 3�

|2 �' * �+| � 3

|0,6464| �$$1ø � 3,9 �

Fase-terra com

resistência de contato de

40 ohm

�$$1ø � 3�|2 �' * �+ * 3 ,-| �

3|2,5203| �$$1ø/í0 � 1 �


67

4.4.2 - CÁLCULO DE CURTO-CIRCUITO NO BARRAMENTO DE MT

Para determinar os valores de corrente de curto-circuito no barramento de média tensão,

foram obtidos os seguintes dados do transformador: tensão nominal, tipo de ligação, potência

nominal e impedância percentual.

O transformador de 69 kV-13,8 kV especificado para a SE Campus do Pici possui

ligação triângulo/estrela, potência de 5/6,25 MVA e impedância percentual igual a 7% .

Conversão da impedância percentual do transformador para a nova base é apresentado a

seguir:

�12�34 � 13,8� kV

5 MVA 7100

100 MVA13,8� kV

(4.4)

�12�34 � 1,4 �� (4.5)

No transformador, as impedâncias de seqüência positiva, negativa e zero são iguais a

XTrafo igual a 1,4, tendo sido desprezada a resistência do trafo.

Conforme visto no Capítulo 2, a ligação triângulo/estrela é um circuito aberto entre o

lado primário e o lado secundário do transformador para a componente de seqüência zero, ou

seja, neste transformador não há circulação de corrente de seqüência zero do lado primário

ligado em delta para o lado secundário.

Na Tabela 4.6 são apresentados os valores da impedância reduzida até o barramento de

média tensão, que considera a impedância reduzida até o ponto de entrega mais o tipo de

ligação triângulo/estrela do transformador.

Tabela 4.6 – Impedância reduzida no barramento de média tensão da SE Campus do Pici em PU.


R1 X1 R0 X0

0,0054 1,4789 0 1,4

Utilizando as formulas 2.14, 2.15, 2.16 e 2.17, obtêm-se os seguintes valores de

corrente de curto-circuito no barramento de média tensão, conforme a Tabela 4.7:


68

Tabela 4.7 – Corrente de curto-circuito do barramento de média tensão.

Tipo de curto-circuito Equação (curto-circuito em PU) Valores de

corrente

Trifásico �$$3ø � �|�'| �

1|1,4789| �$$3ø � 2,8 �

Bifásico �$$2ø � √3 �$$3ø2 � √3 28002 �$$2ø � 2,5 kA

Fase-terra sem

resistência de contato �$$1ø � 3�

|2 �' * �+| �3

|4,3578| �$$1ø � 2,9 �

Fase-terra com

resistência de contato

de 40 ohm

�$$1ø/70 � 3�|2 �' * �+ * 3 ,-| �

3|63,1732| �$$1ø/70 � 0,2 �

4.5 - AJUSTE DA PROTEÇÃO DE SOBRECORRENTE

Após o cálculo as correntes de curto-circuito, parte-se para o cálculo do ajuste da

proteção das funções de sobrecorrente instantânea (50/50N) e sobrecorrente temporizada

(51/51N) de fase e de neutro.

4.5.1 - AJUSTE DA PROTEÇÃO NO BARRAMENTO DE ALTA TENSÃO

Para realizar o ajuste da proteção da entrada de linha da SE em alta tensão,

primeiramente deve-se realizar o dimensionamento dos TCs de proteção. A relação de

transformação do TC adotada deve ser dimensionada através dos critérios de corrente

nominal, de curto-circuito e máxima tensão no secundário. Para determinar o RTC serão

utilizados os critérios de corrente nominal carga no secundário do TC, conforme visto no

Capítulo 2.

4.5.1.1 - DIMENSIONAMENTO DO TC DE ALTA TENSÃO

A corrente nominal do transformador vista do lado de alta tensão, é calculada através da

Equação 4.6.


69

�8 � �8√3 �8

� 6,25 ��√3 69 � � 52,3 � 4.6�

O critério de sobrecarga considera o máximo valor de corrente de curto-circuito mais o

fator de sobrecarga do TC. O fator de sobrecarga padrão é 20 vezes. Utilizando a Equação

(2.19) tem-se:

��29:á294 < �== :á>9:4?�-42 < 530

(4.7)

Pelo critério de sobrecorrente, o valor do TC tem que ser igual ou superior a 530, como

o valor mais próximo vendido comercialmente é o valor de 600/5, logo se adotou o mesmo.

Para o critério de corrente nominal tem-se a Equação (2.18):

��29:á294 < �8 < 52,3 �

(4.8)

O valor comercial mais próximo de 52,3 A é o TC de 75-5 A.

Para atender aos critérios acima, a relação nominal do Transformador de Corrente

adotado será 600-5 A.

O critério do cálculo da máxima tensão no secundário não foi realizado, tendo em vista

que o relé microprocessado representa uma baixa potência no secundário do TC e a distância

entre os relés e o TC ser pequena.

4.5.1.2 - AJUSTE DA PROTEÇÃO DA SAÍDA DE LINHA DA SUBESTAÇÃO PICI

A subestação da universidade será atendida através de linhas de distribuição de alta

tensão alternativa 1 [5] citado no Capítulo 3. Na alternativa 1 de fornecimento, a proteção de

retaguarda da subestação do Campus será o relé de saída de linha da subestação da Pici.


70

Para que seja feito o ajuste da proteção do relé de alta tensão da UFC, primeiramente

deve-se calcular os ajustes do relé e traçar as curvas, com base nos dados da OAP da SE da

Coelce para verificar se os relés estão coordenandos. A Tabela 4.8 contém as informações dos

dados de ajuste do relé da saída de linha da SE Pici da concessionária.

Tabela 4.8 – Ajuste do relé da subestação Pici.

Proteção TC Fabricante/

Tipo

Graduação Tipo de curva

TAPE Dial Instantânea

Fase 800:5 SIEMENS

7SJ511_V3.2 5,3 0,16 Desativada VI

Neutro 800:5 SIEMENS

7SJ511_V3.2 1 0,40 Desativada VI

4.5.1.3 - CÁLCULO DO AJUSTE DO RELÉ DA ENTRADA DE LINHA DA SE CAMPUS DO PICI

a) Função de Sobrecorrente Temporizada (51)

A corrente de “Pickup” ou corrente de atuação do relé é definida a partir do cálculo para

o valor de TAPE. O TAPE ou corrente de ajuste do relé corresponde ao produto da corrente

nominal do transformador vezes o fator de sobrecarga dividido pelo RTC. Considerando um

fator de sobrecarga de 1,1 obtém-se a Tabela 4.9:

Tabela 4.9 – TAPE de fase do barramento de alta tensão.

Equação TAPE obtido TAPE adotado

@��A < B? �8,@C < 1,1 52,3120 @��A < 0,479 @��A � 0,5

O valor da corrente de atuação é TAPE vezes o RTC, logo o valor de “Pickup” é de 60

A.


71

A fim de determinar o dial e a curva, é importante calcular o tempo de atuação do relé

da Coelce para curto-circuito trifásico. Na Equação (4.9) é apresentado o cálculo do tempo de

atuação do relé da Coelce para um curto de 10,6 kA na barra da SE Campus do Pici.

@D/EF � G7HI J ��K

L M 1

� 0,16 13,5J10600848 K

' – 1

� 0,188 O 4.9�

O tempo de atuação do relé da Coelce impossibilita uma margem de coordenação de

300 ms. Logo o relé da UFC deverá atuar pela função instantânea, a fim de possibilitar uma

maior margem de coordenação.

b) Função de Sobrecorrente Instantânea (50)

Para determinar o valor do TAPE de atuação da função instantânea, tem-se:

@��A98�1 P �==�Q,@C P9,2 �120 P 76,7

(4.10)

O ajuste adotado para a função instantânea de fase foi 12,5 A, o que corresponde uma

corrente de 1500 A no lado primário do TC.

Devido à ativação da função instantânea, o gráfico de corrente x tempo do relé será

traçado até o valor de corrente de 1500 A, depois desse valor o tempo de atuação é

aproximadamente zero.

Adotando o mesmo tipo de curva do relé da concessionária (IEC muito inversa) e o dial

0,6 para a função temporizada, foi possível especificar os ajustes da proteção do barramento

de alta tensão, como visto na Tabela 4.10.


72

Tabela 4.10 – Ajuste da proteção de fase AT.


Tipo



Função 51 da

SE Campus

do Pici UFC

600:5 Areva P142 0,5 0,6 12,5 VI

c) Função de Sobrecorrente temporizada de neutro (51N)

Na determinação do TAPE de neutro considerou-se 0,25 da corrente nominal do

transformador. Na Tabela 4.11, tem-se a determinação do TAPE de neutro, para o relé do

barramento de AT.

Tabela 4.11 – TAPE de neutro do barramento de alta tensão.


@��A � 0,1 H 0,3� �8,@C � 0,25 52,3120 @��A � 0,109 @��A � 0,11


da Coelce para curto-circuito fase-terra. Na Equação (4.11) é apresentado o cálculo do tempo

de atuação do relé da Coelce para um curto de 3,9 kA na barra da SE Campus do Pici.


L M 1

� 0,4 13,5J3900160 K

' – 1

� 0,231 O 4.11�

O tempo de atuação do relé da Coelce impossibilita uma margem de coordenação de

300 ms. Logo o relé da UFC deverá atuar pela função instantânea de neutro, a fim de

possibilitar uma maior margem de coordenação.

d) Função de Sobrecorrente Instantânea de neutro (50N)

Na Equação (4.12) é calculado o valor máximo do ajuste de instantânea de neutro.


73

@��A98�1 P �=='Q:í89:4,@C P 1 �120 P 8,33 �

(4.12)

O valor adotado para o ajuste foi de 6,5 A, correspondendo uma corrente de 780 A no

lado primário do transformador de corrente.

Adotou-se a curva IEC muito inversa e o dial 0,5 para a função temporizada de neutro.

Os ajustes da proteção de neutro para o barramento de alta tensão são especificados na Tabela

4.12:

Tabela 4.12 – Ajuste da proteção AT de neutro.


Tipo



Função 51N 600:5 Areva P142 0,11 0,5 6,5 VI

4.5.2 - AJUSTE DA PROTEÇÃO DA MÉDIA TENSÃO

A proteção de média tensão é formada pelo relé associado ao disjuntor geral do

barramento e pelos religadores nas saídas dos dois alimentadores da SE Campus do Pici.

O primeiro passo para especificar os ajustes das proteções é o dimensionamento dos

TCs.

4.5.2.1 - DIMENSIONAMETO DOS TCS DE MÉDIA TENSÃO

Assim como foi realizado para o dimensionamento do TC de alta tensão, deve-se

calcular a corrente nominal do local onde o mesmo será instalado.

Na Equação (4.13) tem-se a corrente nominal do transformador vista do lado de média

tensão.


74

�8 � �8√3 �8

� 6,25 ��√3 13,8 � � 261,5 � 4.13�

Pelo critério de sobrecorrente do TC, tem-se:

��29:á294 < �== :á>9:4?�-42 < 2,9 �20 < 145 � 4.14�

Pelo critério de sobrecorrente, o valor do TC tem que ser igual ou superior a 145 A. O

valor comercial mais próximo é de 150/5.

Para o critério de corrente nominal, tem-se a Equação (2.18):

��29:á294 < �8 < 261,5 �

(4.15)

O valor comercial mais próximo de 261,5 A é o de 300-5 A. O TC adotado foi um de

300/5 devido o mesmo atender aos dois critérios.

Os TCs dos alimentadores de média tensão foram dimensionados, conforme o TC do

barramento. Considerando que os valores de curto-circuito são os mesmo, tem-se o mesmo

valor 150/5 para o critério de sobrecorrente.

Para o critério de corrente nominal será considerada a metade da corrente nominal do

transformador para cada alimentador, o que resulta a metade do valor obtido na Equação

(4.15). Logo, o TC adotado foi um de 200/5 devido o mesmo, respeitar os dois critérios.

4.5.2.2 - CALCULO DOS AJUSTES DO RELÉ ASSOCIADO AO DISJUNTOR GERAL

a) Função de Sobrecorrente temporizada de fase (51)

Para o cálculo da corrente de partida foi considerada apenas a corrente nominal, visando

evitar que o transformador trabalhe em sobrecarga. Na Tabela 4.13, tem-se o cálculo do tape

de fase:


75

Tabela 4.13 – TAPE de fase do relé de alta média.


@��A < B? �8,@C < 1 261,560 @��A � 4,35 @��A � 4,4

Adotou-se o dial 0,31 e a curva IEC muito inversa, pois os mesmos apresentaram uma

boa coordenação, quando simulada as proteções de alta e média tensão. Na Tabela 4.14, é

mostrado ajuste da proteção de fase para o barramento de média tensão.

Tabela 4.14 – Ajuste da proteção de fase para o barramento de MT.


Tipo



Função 51 300:5 Areva P142 4,4 0,31 Desativada VI

b) Função de Sobrecorrente temporizada de neutro (51N)

Para o cálculo do TAPE de neutro, será considerado apenas 15% da corrente nominal do

transformador. A Tabela 4.15 corresponde ao ajuste do TAPE de neutro do barramento de

média tensão.

Tabela 4.15 – TAPE de neutro do barramento de média tensão.


@��A � 0,1 H 0,3� �8,@C � 0,15 261,560 @��A � 0,653 @��A � 0,7

Determinou-se o dial 0,55 e uma curva IEC muito inversa para a função de

sobrecorrente temporizada de neutro, pois na simulação esses valores apresentaram uma boa

margem de coordenação entre as proteções de média e a alta tensão.

Na Tabela 4.16, tem-se o ajuste da proteção do barramento de média tensão.


76

Tabela 4.16 – Ajuste da proteção de neutro para barramento de MT.


Tipo



Função 51N 300:5 Areva P142 0,7 0,55 Desativada VI

4.5.2.3 - AJUSTE DOS RELÉS DAS SAÍDAS DE ALIMENTADORES

a) Função de Sobrecorrente temporizada de fase (51)

No ajuste dos alimentadores, considerou-se que cada alimentador possui uma demanda

máxima igual à metade da potência instalada da subestação, correspondendo uma demanda de

3,125 MVA.

A Tabela 4.17 demonstra o cálculo do ajuste do TAPE de fase para os alimentadores,

para uma condição de sobrecarga de 30%.

Tabela 4.17 – TAPE de fase dos alimentadores.


@��A < B? �8,@C < 1,3 130,8 �40 @��A < 4,25 � @��A � 4,26 �


do barramento de MT, para curto-circuito trifásico. Na Equação (4.16) é apresentado o

cálculo do tempo de atuação do relé da barra de média tensão para um curto de 2,8 kA na

barra da SE Campus do Pici.


L M 1

� 0,31 13,5J2800264 K

' – 1

� 0,435 O 4.16�

Logo o tempo de atuação do alimentador deverá ser de 135 ms para a falta trifásica. Na

Equação 4.17 tem-se o cálculo do dial da função de fase do alimentador, com uma curva IEC

muito inversa:


77

G7HI �@D/EF SJ ��K

L M 1T

�0,135 SJ2800170,4K

' M 1T

13,5 � 0,15 4.17�

Adotou-se um dial de 0,1 e a curva muito inversa da IEC, para o ajuste de fase do

alimentador. A Tabela 4.18, apresenta os dados de ajuste da proteção de fase dos

alimentadores.

Tabela 4.18 – Ajuste da proteção de fase dos alimentadores.


Tipo



Função 51 200:5 Areva P142 4,26 0,1 Desativada VI

b) Função de Sobrecorrente temporizada de fase (51)

Determinou-se que corrente de “pickup” de neutro igual a 30 A, pois o mesmo valor é

adotado no alimentador 01C8 [Anexo D]. O valor de 30 A corresponde um TAPE de 0,75.


do barramento de MT, para curto-circuito fase-terra. Na Equação (4.18) é apresentado o

cálculo do tempo de atuação do relé da barra de média tensão para um curto de 2,9 kA na

barra da SE Campus do Pici.


L M 1

� 0,55 13,5J290042 K

' – 1

� 0,109 O 4.18�

O tempo de atuação do relé da barra de MT impossibilita uma margem de coordenação

de 300 ms. Logo o relé do alimentador deverá atuar pela função instantânea, a fim de

possibilitar uma maior margem de coordenação.

e) Função de Sobrecorrente Instantânea de neutro (50N)

Na Equação (4.19) é calculado o valor máximo do ajuste de instantânea de neutro.


78

@��A98�1 P �=='Q:í89:4,@C P 0,2 �40 P 5 �

(4.19)

O valor adotado para o ajuste foi de 5 A, correspondendo uma corrente de 200 A no

lado primário do TC.

Adotou-se a curva IEC muito inversa e o dial 0,1 para a função temporizada de neutro.

Os ajustes da proteção de neutro para o barramento de alta tensão são especificados na Tabela

4.19:

Tabela 4.19 – Ajuste da proteção de neutro dos alimentadores.


Tipo



Função 51N 200:5 Areva P142 0,75 0,1 5 VI

4.6 - SIMULAÇÃO DO SISTEMA

Para a simulação do sistema foi utilizada a ferramenta computacional denominada

EASY POWER. A primeira versão do software foi lançada no mercado em 1990. O EASY

POWER é um software onde é possível projetar, analisar e monitorar os sistemas de energia

elétrica. O programa é utilizado para simular fluxo de carga, curto-circuito, coordenação

proteção do sistema, entre outras [endereço do site].

a) Diagrama unifilar

Antes de realizar as simulações deve-se desenhar o diagrama unifilar da subestação.

Os seguintes parâmetros foram utilizados na simulação:

• Relação de X/R e correntes de curto-circuito, para a falta trifásica e fase-terra, no

barramento de alta tensão da SE Pici [Anexo G];

• Valores de impedância de seqüência do condutor em Ohm/km, que foram apresentadas

na Tabela 4.2. Também é necessária a ampacidade do condutor, que para o cabo 315

mm² é de 730 A [33];


79

• Informações do transformador de potência [Anexo I];

• Dados dos equipamentos de proteção;

Na Figura 4.1 é ilustrado o diagrama do sistema elétrico das instalações, apresentando a

configuração do sistema, contemplando o Barramento da SE Pici da Coelce, a linha de

transmissão e a SE Campus do Pici.

Figura 4.1 – Sistema da simulação.

b) Simulação de Curto Circuito

Na Tabela 4.20 são apresentados os dados de curto-circuito obtidos a partir das

simulações no EASY POWER.


80

Tabela 4.20 – Valores de curto-circuito da simulação.

Tipo de curto-circuito Barramento de alta tensão Barramento de média tensão

Trifásico 10578 A 2829 A

Bifásico 9161 A 2450 A

Bifásico-terra 9286 A 2940 A

Fase-terra 3878 A 3026 A

Observa-se que os valores de curto-circuito trifásico, bifásico e fase-terra aproximam-se

dos calculados no tópico tal deste Capítulo.

c) Simulação das Proteções

Para realizar a simulação da coordenação dos relés de proteção, foi necessário converter

os valores dos ajustes calculados anteriormente em PU. Essa transformação foi devido ao relé

Areva P142, utilizado no estudo, que trabalha com valores de TAPE em PU [40].

Para transformar os ajustes dos relés em PU, todos os valores de TAPE foram divididos

por 5, que corresponde à corrente secundária do TC. Após a divisão foi constatado que o valor

de TAPE de neutro (valor 0,11) do barramento de alta tensão estava fora da faixa de ajuste do

relé. A faixa do relé era 0,08 a 4 PU, que corresponde a uma faixa de corrente secundaria do

TC de 0,4 a 20 A. Por esta razão, o TAPE de neutro foi alterado para o valor de 0,4 que

dividido por 5 corresponde ao ajuste 0,08 no relé Areva.

Na Tabela 4.21, tem-se os dados ajustados nos relés para simulação.


81

Tabela 4.21 – Ajuste dos relés na simulação.

Relé TC Função de

Proteção

Faixa

de

Ajuste

TAPE Dial TAPE

Inst.

Tipo

de

Curva

Coelce 800/5 50/51 IEC 0,5-20 5,3 0,16 - VI

Coelce 800/5 50N/51N IEC 0,5-20 1 0,4 - VI

Barra AT 600/5 50/51 IEC 0,08-4 0,1 0,6 2,5 VI

Barra AT 600/5 50N/51N IEC 0,08-4 0,08 0,5 2 VI

Barra MT 300/5 50/51 IEC 0,08-4 0,88 0,31 - VI

Barra MT 300/5 50N/51N IEC 0,08-4 0,14 0,55 - VI

Alimentador 200/5 50/51 IEC 0,08-4 0,85 0,1 - VI

Alimentador 200/5 50N/51N IEC 0,08-4 0,15 0,1 1 VI

Para o melhor entendimento, a tela dos ajustes da função de fase do barramento de

média tensão é ilustrada na Figura 4.2.

Figura 4.2 – Tela de ajuste da função de fase do relé do alimentador.


82

A simulação da proteção foi fundamental para determinar os valores de dial e os tipos

de curva, pois o EASY POWER possui uma ferramenta que auxilia a alteração dos valores

dos ajustes.

Após parametrizar todos os relés, a simulação da coordenação do sistema de proteção

foi executada. Os resultados da simulação são apresentados a seguir, onde consta a

coordenação de fase e neutro para alta tensão, média tensão e todo o sistema.


83

Figura 4.3 – Coordenograma de fase da alta tensão.


84

Figura 4.4 – Coordenogrma de neutro da alta tensão.


85

Figura 4.5 – Coordenograma de fase da média tensão.


86

Figura 4.6 – Coordenograma de neutro da média tensão.


87

Figura 4.7 – Coordenograma de fase do sistema.


88

Figura 4.8 – Coordenograma de neutro do sistema.


89

4.7 - PROTEÇÃO DIFERENCIAL

Uma proteção diferencial tem a finalidade de detectar faltas na zona de proteção entre

os Transformadores de Corrente do lado de alta e baixa tensão do transformador. Quando

atuada a função de proteção, o equipamento protegido é imediatamente desligado [41].

Essa proteção é inerentemente seletiva, isto é, a seletividade é obtida pela própria

concepção e não através de temporizações ou graduações de corrente. Logo, seu tempo de

atuação deve ser o menor possível, não necessitando de temporização intencional [41].

O relé diferencial será utilizado na proteção do transformador. O transformador adotado

possui as seguintes características: potência nominal de 5/6,25 MVA, tensão nominal de

69/13,8 kV, impedância de 7% e ligação triângulo/estrela com centro estrela acessível.

Por causa do tipo de ligação o lado de alta está deslocado de 30º do lado de média

tensão do transformador.

O relé de proteção escolhido para a proteção diferencial foi o modelo TPU-2000R, de

fabricação ABB. A seguir os cálculos para o ajuste da proteção diferencial, com base nos 13

passos do Anexo B:

1. Escolhe-se o ajuste de compensação de ângulo de fase em 30º com o lado Alto conectado

como Enrolamento 1 e o lado Baixo conectado como Enrolamento 2.

2. As correntes de carga máxima a 6,25 MVA são calculadas a seguir:

�U � 6250√3 69 � 52,3 � 4.20�

�V � 6250√3 13,8 � 261,5 � 4.21�

3. Assumindo uma barra infinita, tem-se que as correntes máximas de falha passante são:

�U � 6250√3 69 0,07 � 597,7 � 4.22�


90

�V � 6250√3 13,8 0,07 � 2988,4 � 4.23�

4. Adotaram-se as seguintes relações de TCs:

Lado de alta tensão: 75/5, RTC igual a 15

Lado de baixa tensão: 400/5, RTC igual a 80

As correntes secundárias do TC na máxima falha passante são apresentadas a seguir:

�U?� � 597,715 � 39,8 � 4.24�

�V?� � 2988,480 � 37,4 � 4.25�

As duas correntes de falha passante foram menores do que 100 A, justificando a escolha

do TC.

5. As correntes de fase no lado secundário do TC com potência máxima do transformador de

6,25 MVA são dadas a seguir:

�U� � 52,615 � 3,48 � 4.26�

�V� � 261,580 � 3,27 � 4.27�

6. Determinaram-se as correntes do relé na condição de carga máxima:

A ligação dos TCs do lado de alta deve ser em estrela e as do lado de baixa em delta,

resultando nas seguintes correntes de carga máxima:

IHR � 52,615 � 3,48 A 4.28�

ILR � 261,5 √380 � 5,66 A 4.29�


91

7. As correntes aparentes do relé nas máximas correntes de carga são:

�U�, � 3,48 � 4.30� �V�, � 5,66 � 4.31�

8. Selecionou-se os ajustes das derivações do lado de alta 87T-1 em 3,5 A e do lado de baixa

87T-2 em 5,66 A:

9. Verificou-se que as correntes aparentes de falha passante do relé no secundário do

transformador de corrente, do lado de alta e do lado de baixa, são de 35 vezes os ajustes

de derivação selecionados.

�U?� P 35 �U�, 4.32� 39,8 P 122,5 4.33�

�V?� P 35 �V�, 4.34� 37,4 P 198,2 4.35�

10. Selecionou-se uma pendente percentual linear de 30%, conforme indicação do manual do

relé.

11. Selecionou-se uma corrente mínima de operação de 0.3 por unidade, conforme indicação

do manual do relé.

12. Selecionou-se 2º harmônico para o Modo de Restrição de Harmônicos e 15% para o Modo

de Restrição Percentual.

13. Selecionou-se o Ajuste Instantâneo de Ajuste Alto sem Restrições 87H:

A Corrente do relé do lado de alta com capacidade de autoresfriamento é calculada a

seguir:

I � 5000√3 69 15 � 2,79 A 4.36�


92

A corrente de energização do transformador é 10 vezes a capacidade de

autorefrigeração. O ajuste do 87H é calculado a seguir:

I � 2,79 105 � 5,6 A 4.37�

4.8 - CONCLUSÃO

Neste Capítulo foram apresentados os estudos de curto-circuito e das proteções para a

SE Campus do Pici, utilizando os critérios citados no Capítulo 2. Foram descritos os

requisitos necessários para realizar o estudo da proteção. As correntes de curto-circuito foram

calculadas e utilizadas para calcular os ajustes das funções de sobrecorrente. O sistema foi

simulado através do “software” Easy Power, apresentando resultados próximos dos valores

calculados. Por fim, é apresentado o cálculo da função diferencial.

CAPÍTULO 5 – Conclusão e Desenvolvimento Futuro

93

CAPÍTULO 5

CONCLUSÃO E DESENVOLVIMENTO FUTURO

5.1 - CONCLUSÃO

Neste trabalho é apresentado o estudo das proteções da subestação proposta para o

Campus do Pici da UFC, sendo os cálculos baseados em critérios apresentados em normas,

livros e manuais de equipamentos.

Foi apresentada a configuração e estágio atual da rede interna de distribuição da UFC e

suas principais características, dentre as quais uma configuração radial com um sistema de

proteção deficitário, poucos recursos operacionais e sem muitos recursos para melhoria da

confiabilidade. Com base nessa falta de recurso da proteção do sistema elétrico do Campus do

Pici, na necessidade de modernizar a rede elétrica do Campus do Pici para melhorar a

confiabilidade e atender às normas vigentes e a redução de custos com a mudança da

modalidade tarifária foi apresentada a justificativa a implementação da subestação de 69-13,8

kV no Campus do Pici.

A configuração proposta no trabalho apresenta melhorias na confiabilidade,

disponibilidade e segurança da rede de distribuição interna da universidade. Com a divisão da

carga em dois alimentadores dotados de relés numéricos associados a religadores, a rede se

torna capaz de se restabelecer para curtos-circuitos transitórios. No caso de curto-circuito

permanente, apenas o alimentador afetado será desenergizado, aumentando a confiabilidade e

continuidade de serviço da rede.

Além na melhoria na confiabilidade, disponibilidade e segurança na rede, a proposta

mostrou outros benefícios, como a redução da conta de energia e possibilidade da subestação

ser utilizada como um laboratório de ensino e pesquisa para os estudantes.

A parametrização dos relés é apresentada no estudo, que tem como base a potência

nominal da subestação proposta e o estudo das correntes de curto-circuito. Como forma de

validar o resultado do estudo, o sistema foi simulado no programa computacional “Easy

Power”, que apresentou um resultado semelhante ao do estudo.

CAPÍTULO 5 – Conclusão e Desenvolvimento Futuro

94

5.2 - DESENVOLVIMENTO FUTURO

A modernização do sistema elétrico do Campus do Pici requer a realização de muitos

outros estudos que podem ser realizados através de trabalhos futuros, dentre os quais estão:

- Estudos de curto-circuito, fluxo de carga, proteção para analisar os impactos da

reconfiguração da rede com a implantação de um sistema de reposição automática;

- Estudo para implantação da Automação da Subestação integrada ao grupo gerador e a

rede de distribuição;

- Estudo para analisar os aspectos positivos e negativos da UFC se manter na categoria

de consumidor cativo e a viabilidade de mudança para a categoria de consumidor livre;

- Estudo para implantação de medidores inteligentes e de um sistema de gestão da

medição;

- Desenvolvimento de um sistema simulador para treinamento de operação, proteção e

automação de sistemas elétricos para capacitação presencial e a distância, baseado na rede

elétrica do Campus do Pici;

- Estudo para redução da multa na conta de energia utilizando banco de capacitores na

SE 69-13,8 kV ou próximo as cargas;

- Estudo para analisar o uso da geração centralizada ou distribuída.

Referências Bibliográficas

96

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] Blume, Steven Warren. Electric power system basics : for the nonelectrical professional.

Hoboken, N.J. : Wiley-Interscience ; Piscataway, NJ : IEEE Press, c2007.

[2] Disponível na URL www.ons.org.br, acessada no dia 14/11/10.

[3] Disponível na URL http://www.aneel.gov.br/, acessada no dia 14/11/10.

[4] Associação Brasileira de Normas Técnicas, ABNT NBR 14039 – Instalações elétricas de

média tensão de 1 kV a 36,2 kV, 2005.

[5] Coelce, Norma Técnica NT-002/2010 R-02 – Fornecimento de energia elétrica em tensão

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[6] Coelce, Critérios de Projetos CP-011/2003 R-00 – Subestação de distribuição aérea e

semi-abrigada.

[7] Associação Brasileira de Normas Técnicas, ABNT NBR 5410 – Instalações elétricas de

baixa tensão, 2005.

[8] Coelce, Norma Técnica NT-004/2010 R-04 – Fornecimento de energia elétrica em alta

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[9] Associação Brasileira de Normas Técnicas, ABNT NBR 8769 – Diretrizes para

Especificação de um Sistema de Proteção Completo, 1985.

[10] Pereira, D.R. Um sistema de software para execução de estudos de coordenação e

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[11] CPFL, Norma Técnica nº 2912, versão 1.2 – Proteção de Redes Aéreas de Distribuição –

Sobrecorrente, 2006.

[12] Vicentini, O.H.S. Proteção de sobrecorrente de sistema de distribuição [Minas Gerais]

2003.

[13] Associação Brasileira de Normas Técnicas, ABNT NBR 5359 – Elos-Fusíveis de

Distribuição, 1989.

[14] Disponível na URL http://www.indelbauru.com.br, acessada em 20/10/10.

[15] Disponível na URL

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97

[17] Sampaio, R.F, Proteção de Sistemas Elétricos - Notas de Aula. Departamento de

Engenharia Elétrica - UFC Universidade Federal do Ceará.

[18] Disponível na URL http://www.selinc.com.br/art_tecnicos/6013.pdf, acessada em

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[19] Disponível na URL http://www.cooperpower.com/Library/pdf/S77056E.pdf, acessada em

23/10/10.

[20] Disponível na URL http://www.cooperpower.com/Library/pdf/KFE10002P.pdf, acessada

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[21] Disponível na URL http://www.cooperpower.com/Library/pdf/S280421.pdf, acessada em

24/10/10.

[22] Eletrobrás, Comitê de Distribuição. Proteção de Sistemas Aéreos de Distribuição. Coleção

Distribuição de Energia Elétrica. Volume 2. Eletrobrás, Rio de Janeiro. 1982.

[23] Pontes, L. M. A. V. e “Desenvolvimento de Ferramenta Computacional para cálculo de

curtos-circuitos em Sistemas de Potência”, Universidade Federal do Ceará – UFC, 2009

[24] G. Kindermann. Curto-Circuito, Edição do Autor, 4ª Edição, 2005.

[25] Associação Brasileira de Normas Técnicas, ABNT NBR 6856 – Transformador de

corrente, 1992.

[26] S. Giguer, Proteção de Sistemas de Distribuição, Editora SAGRA, Porto Alegre-RS, 1988.

[27] G. Kindermann, Proteção de Sistemas Elétricos de Potência, Edição do Autor, 1ª Edição,

1999.

[28] Junior, R. C. P. e “Proteção de Sobrecorrente em Sistemas de Distribuição de Energia

Elétrica Através de Abordagem Probabilísticas”, Universidade de São Paulo – USP, 2006


http://www.electricalmanuals.net/files/RELAYS/SIEMENS/7SJ531/C53000-G1176-

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[30] ABB Power T&D Company Inc. TPU 2000R – Manual de Instruções 1MRA588372-MIB,

1997.

[31] Diagrama Unifilar da rede interna de distribuição do Campus do Pici.

[32] Coelce, Critérios de Projetos CP-01/2002 R-0 – Rede de Distribuição Aérea de Média e

de Baixa Tensão.

[33] Banco de Dados do “software” CADPLAN.

[34] Disponível na URL http://www.aneel.gov.br/arquivos/PDF/Cartilha_Revisao_1.pdf,

acessada em 5/11/10.


98

[35] Ximenes, S. C. e “Estudo Técnico-Econômico de Implantação de Grupos Geradores a

Diesel no Campus do Pici para Funcionamento no Horário de Ponta”, Universidade

Federal do Ceará – UFC, 2009

[36] Agência Interativa de Grandes Clientes - COELCE. Disponível na URL

http://www.coelce.com.br/agenciainterativagc/default.aspx, acessado em 29/10/10.

[37] Disponível na URL https://www.coelce.com.br/paraseusnegocios/alta-tensao/tarifas.aspx,

acessada em 29/10/10.

[38] Ferreira, M. G., “Estudo de Economia de Energia Elétrica no Campus da Unifor”,

Fortaleza, Junho de 2005. Monografia, Universidade de Fortaleza.

[39] Disponível na URL http://www.caixa.gov.br/voce/poupanca/index.asp, acessada em

30/10/10.

[40] Disponível na URL ftp://ftp.areva-td.com/P14x_EN_M_B64.pdf, acessada em 30/10/10.

[41] P. K. Maezono, Proteção de Transformadores de Potência em Derivação e Proteção de

Alimentadores Primários na Subestação, Fundação Coge, 3ª Edição, 2005.

ANEXO A (TABELA DE CÓDIGOS ANSI)

Tabela ANSI Nº

Função Denominação

1 Elemento Principal 2 função de partida/ fechamento temporizado 3 função de verificação ou interbloqueio 4 contator principal 5 dispositivo de interrupção 6 disjuntor de partida 7 disjuntor de anodo 8 dispositivo de desconexão da energia de controle 9 dispositivo de reversão

10 chave de sequência das unidades 11 reservada para futura aplicação 12 dispositivo de sobrevelocidade 13 dispositivo de rotação síncrona 14 dispositivo de subvelocidade 15 dispositivo de ajuste ou comparação de velocidade ou frequência 16 reservado para futura aplicação 17 chave de derivação ou descarga 18 dispositivo de aceleração ou desaceleração 19 contator de transição partida-marcha 20 válvula operada elétricamente 21 relé de distância 22 disjuntor equalizador 23 dispositivo de controle de temperatura 24 Relé de sobreexcitação ou Volts por Hertz 25 relé de verificação de Sincronismo ou Sincronização 26 dispositivo térmico do equipamento 27 relé de subtensão 28 reservado para futura aplicação 29 contator de isolamento 30 relé anunciador 31 dispositivo de excitação 32 relé direcional de potência 33 chave de posicionamento 34 chave de sequência operada por motor

35 dispositivo para operação das escovas ou curto-circuitar anéis coletores

36 dispositivo de polaridade

37 relé de subcorrente ou subpotência 38 dispositivo de proteção de mancal 39 reservado para futura aplicação 40 relé de perda de excitação 41 disjuntor ou chave de campo 42 disjuntor/ chave de operação normal 43 dispositivo de transferência manual 44 relé de sequência de partida 45 reservado para futura aplicação 46 relé de desbalanceamento de corrente de fase 47 relé de sequência de fase de tensão 48 relé de sequência incompleta/ partida longa 49 relé térmico 50 relé de sobrecorrente instantâneo 51 relé de sobrecorrente temporizado 52 disjuntor de corrente alternada 53 relé para excitatriz ou gerador CC 54 disjuntor para corrente contínua, alta velocidade 55 relé de fator de potência 56 relé de aplicação de campo 57 dispositivo de aterramento ou curto-circuito 58 relé de falha de retificação 59 relé de sobretensão 60 relé de balanço de tensão/ queima de fusíveis 61 relé de balanço de corrente 62 relé temporizador 63 relé de pressão de gás (Buchholz) 64 relé de proteção de terra 65 regulador 66 relé de supervisão do número de partidas 67 relé direcional de sobrecorrente 68 relé de bloqueio por oscilação de potência 69 dispositivo de controle permissivo 70 reostato elétricamente operado 71 dispositivo de detecção de nível 72 disjuntor de corrente contínua 73 contator de resistência de carga 74 função de alarme 75 mecanismo de mudança de posição 76 relé de sobrecorrente CC

77 transmissor de impulsos

78 relé de medição de ângulo de fase/ proteção contra falta de sincronismo

79 relé de religamento 80 reservado para futura aplicação 81 relé de sub/ sobrefrequência 82 relé de religamento CC 83 relé de seleção/ transferência automática 84 mecanismo de operação 85 relé receptor de sinal de telecomunicação 86 relé auxiliar de bloqueio 87 relé de proteção diferencial 88 motor auxiliar ou motor gerador 89 chave seccionadora 90 dispositivo de regulação 91 relé direcional de tensão 92 relé direcional de tensão e potência 93 contator de variação de campo 94 relé de desligamento

95 à 99 usado para aplicações específicas

COMPLEMENTAÇÃO DA TABELA ANSI:

50 N - sobrecorrente instantâneo de neutro 51N - sobrecorrente temporizado de neutro ( tempo definido ou curvas inversas) 50G - sobrecorrente instantâneo de terra (comumente chamado 50GS) 51G - sobrecorrente temporizado de terra (comumente chamado 51GS e com tempo definido ou curvas inversas) 50BF - relé de proteção contra falha de disjuntor (também chamado de 50/62 BF) 51Q - relé de sobrecorrente temporizado de seqüência negativa com tempo definido ou curvas inversas 51V - relé de sobrecorrente com restrição de tensão 51C - relé de sobrecorrente com controle de torque 59Q - relé de sobretensão de seqüência negativa 59N - relé de sobretensão residual ou sobretensão de neutro (também chamado de 64G) 64 - relé de proteção de terra pode ser por corrente ou por tensão. Os diagramas unifilares devem indicar se este elemento é alimentado por TC ou por TP, para que se possa definir corretamente. Se for alimentado por TC, também pode ser utilizado como

uma unidade 51 ou 61. Se for alimentado por TP, pode-se utilizar uma unidade 59N ou 64G.

A função 64 também pode ser encontrada como proteção de carcaça, massa-cuba ou tanque, sendo aplicada em transformadores de força até 5 MVA.

67 N - relé de sobrecorrente direcional de neutro (instantâneo ou temporizado) 67 G - relé de sobrecorrente direcional de terra (instantâneo ou temporizado) 67Q - relé de sobrecorrente direcional de seqüência negativa

Proteção Diferencial - ANSI 87:

O relé diferencial 87 pode ser de diversas maneiras:

87 T - diferencial de transformador (pode ter 2 ou 3 enrolamentos) 87G - diferencial de geradores; 87GT - proteção diferencial do grupo gerador-transformador 87 B - diferencial de barras. Pode ser de alta, média ou baixa impedância.

Pode-se encontrar em circuitos industriais elementos de sobrecorrente ligados num esquema diferencial, onde os TC´s de fases são somados e ligados ao relé de sobrecorrente. Também encontra-se um esquema de seletividade lógica para realizar a função diferencial de barras.

87M - diferencial de motores - Neste caso pode ser do tipo percentual ou do tipo autobalanceado. O percentual utiliza um circuito diferencial através de 3 TC´s de fases e 3 TC´s no neutro do motor. O tipo autobalanceado utiliza um jogo de 3 TC´s nos terminais do motor, conectados de forma à obter a somatória das correntes de cada fase e neutro. Na realidade, trata-se de um elemento de sobrecorrente, onde o esquema é diferencial e não o relé.

ANEXO B (CÁLCULO DE AJUSTES DIFERENCIAIS PARA UM RELÉ DE

2 ENROLAMENTOS)

Cálculo de Ajustes Diferenciais para um Relé de 2 Enrolamentos

Siga estes passos para calcular os ajustes do relé. Um exemplo é dado no final do procedimento.

1. Determine o deslocamento de fase do transformador de potência entre os lados de alta e baixa tensão. Atribua o lado de alta como enrolamento 1 e o lado de baixa como enrolamento 2. Estabeleça um ajuste de Compensação de Fase igual ao ângulo pelo qual as correntes do enrolamento 1 estão adiantadas das correntes do enrolamento 2. Observe o procedimento na seção 2 para determinar este ajuste ou vide Método para Determinar Ajuste de Compensação de Fase posteriormente nesta seção.

2. Determine as correntes de carga máximas, IH e IL, do lado de alta e do lado de baixa do transformador de potência.

3. Determine as máximas correntes de falha passante, IHF e ILF, para ambos os lados do transformador.

4. Escolha a relação de transformador de corrente (TC) de acordo com o Passo 1 para dar aproximadamente 5 A de corrente secundária na máxima corrente de carga, mantendo a corrente máxima de falha externa em menos de 100 ampères no secundário. Para transformadores de dois enrolamentos, a corrente de falha passante é limitada pela impedância do transformador.

5. Calcule as correntes de carga, IHS e ILS, nos lados secundários do TC.

6. Calcule as correntes secundárias do TC que passam pelos terminais do TPU-2000R: IHR=IHS*HSECF; ILR=ILR*LSECF onde HSECF e LSECF são os fatores de multiplicação da Tabela 7-1 que levam em conta o efeito das ligações do TC externo.

7. Calcule as correntes de restrição usadas dentro do relé após aplicada a compensação interna de fase: IHAR = IHR * HSICF; ILAR = ILR * LSICF onde HSICF e LSICF são os fatores de multiplicação para a compensação interna da Tabela 7-1.

Tabela 7-1

Ligação do Transformador

Ligação de TC Fator de Multiplicação de Compensação

Interna

Fator de Multiplicação de Compensação

Externa Alta Baixa Alta Baixa Alta Baixa Alta Baixa

Estrela Estrela Triângulo Triângulo 1 1 √3 √3 Estrela Estrela 1 1 1 1 Triângulo Triângulo Estrela Estrela 1 1 1 1 Estrela Triângulo Estrela Estrela √3 1 1 1

Triângulo Estrela 1 1 √3 1

Triângulo Estrela Estrela Triângulo 1 1 1 √3 Estrela Estrela 1 √3 1 1

8. Selecione os ajustes de derivação do lado de alta e de baixa arredondando IHAR e ILAR, respectivamente ao valor mais próximo de 0.1 ampère. Se cada valor for maior ou menor que a faixa de derivação disponível, nesse caso, forme a relação de dois valores e ajuste as derivações na mesma relação.

9. Verifique que as correntes de falha passante no secundário dos transformadores de corrente do lado de alta e de baixa sejam menores de 35 vezes os ajustes de derivação selecionados (IHFS - 35 x TH e ILFS - 35 x TL). Esta é limitação interna do conversor analógico digital.

10. Selecione a curva característica diferencial percentual. O exemplo mostrado é para uma pendente percentual linear. Por segurança, selecione uma pendente 20% a 30% para transformadores sem comutadores de carga e de 30% a 40% para transformadores com comutadores de carga.

11. Selecione a corrente mínima de operação entre 0.2 e 0.4 por unidade. A corrente de operação mínima é a diferença por unidade entre as correntes de restrição por unidade dos enrolamentos 1 e 2.

12. Para bloquear o disparo na corrente de energização do transformador, selecione o Modo de Restrição de Harmônicos e o Modo de Restrição Percentual. As opções são 2nd, 2nd e 5th ou All Harmonics e 7.5% a 25% da Fundamental em degraus de 2.5%.

13. Selecione o Ajuste Diferencial Instantâneo de Ajuste Alto sem Restrições de maneira que não irá disparar com a corrente de energização do transformador. Se a corrente de energização do transformador não for conhecida, utilize a corrente nominal de carga do transformador de potência auto refrigerado.

(página 7-2)

Utilize o Registro de Restrição de Harmônicos para regular os ajustes de Modo de Restrição de Harmônicos, Restrição Harmônicos Percentual e Diferencial Instantâneo de Ajuste Alto sem Restrições depois que o transformador tenha sido energizado várias vezes.

Exemplo de Cálculo de Ajustes para o Relé de 2 Enrolamentos

Para este exemplo são assumidos os seguintes valores nominais e conexões do transformador:

12/16/20 MVA OA/FA/FA, Deslocamento de fase: Lado alto adianta o lado baixo em 30º

115-kV Triângulo, 13.8-kV Estrela Impedância 8.5%, faixa do regulador de derivações +/- 10%

Lado Alto (115 kV-Triângulo) Lado baixo (13.8 kV Estrela)

1. O ajuste de compensação de ângulo de fase é 30º com o lado Alto conectado como Enrolamento 1 e o lado Baixo conectado como Enrolamento 2.

2. Corrente de carga máxima a 20 MVA

IH = 20.000/(115 * 1,73) = 100 A IL = 20.000/(13.8 * 1,73) = 837 A

3. Correntes máximas de falha passante assumindo uma barra infinita:

IHF = 12.000/(115 * 1,73 * 0,085) ILF = 12.000/(13,8 * 1,73 * 0,085)

= 709 A = 5907 A

4. Escolher relações de CT's:

Lado de Alta 100/5 = 20

Lado de Baixa 1000/5 = 200

Correntes secundárias do CT na máxima falha passante:

IHFS = 709/20 = 35,5 ILFS = 5907/200 = 29,5 A <100A

5. Correntes de fase no lado secundário do TC com potência máxima do transformador de 20 MVA:

IHS = 100/20 = 5,0 a ILS = 837/200 = 4,19 A

6. Correntes do relé da corrente de carga máxima: Ligação de secundário TC lado de alta Conexões do secundário de CT lado de baixa Estrela (HSECF=1) Triângulo (LSECF=1,73) Estrela (LSECF=1) IHR = 5,0 A ILR = 4,19a * 1,73 ILR = 4,19a * 1,00 = 7,26 A = 4,19A

7. Correntes aparentes do relé nas máximas correntes de carga Lado de Alta Lado de Baixa Estrela (HSICF=1) Triângulo (LSICF=1) Estrela (LSICF=1,73) IHAR=5,0A ILAR= 7,26A ILAR=4,19 * 1,73=7,26A

8. Selecione os ajustes das derivações do lado de alta 87T-1 e do lado de baixa 87T-2:

87T-1 = 5,0 A 87T-2 = 7,3A 87T-2 = 7,3 A

9. Verifique que as correntes aparentes de falha passante do relé no secundário do transformador de corrente do lado de alta e do lado de baixa sejam menores que 35 vezes os ajustes de derivação selecionados.

Triângulo Estrela 35,5 - 35 * 5 = 175A 29,5 * 1,73 - 35 * 7,3 = 255,5 29,5 * 1,73 - 35 * 7,3 = 255,5

10. Selecione uma pendente percentual linear de 30% para um transformador de potência com regulador de carga de +/- 10%.

11. Selecione uma corrente mínima de operação de 0.3 por unidade.

12. Selecione 2º harmônico para o Modo de Restrição de Harmônicos e 15% para o Modo de Restrição Percentual.

13. Selecione o Ajuste Instantâneo de Ajuste Alto sem Restrições 87H:

Corrente do relé do lado de alta com capacidade de autoresfriamento = 12.000/(115 * 1,73 * 20) = 3.0 A A corrente de energização do transformador é 10 vezes a capacidade de autorefrigeração (tipicamente 8 a 10 vezes) Ajuste 87H = (3.0 A * 10)/5-A ajuste do lado de alta = 6.0 por unidade

ANEXO C (DIAGRAMA UNIFILAR DO ALIMENTADOR 01C8)

ANEXO D (OAP DO ALIMENTADOR 01C8)

ANEXO E (AVT DA SUBESTAÇÃO 69-13,8 KV DO CAMPUS DO PICI

DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ - UFC)

ANEXO F (PROJETO PARA IMPLANTAÇÃO DE UMA

SUBESTAÇÃO 69-13,8 KV NO CAMPUS DO PICI DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ - UFC)

Universidade Federal do Ceará - UFC Departamento de Engenharia Elétrica - DEE Caixa Postal 6001 - Campus do Pici CEP: 60.455-760. Fortaleza - CE - Brasil Fone: +55 85 3366.9580 Fax: +55 85 3366.9574

Projeto para Implantação de uma Subestação 69-13,8 kV no Campus do Pici da Universidade Federal do Ceará - UFC

SE Pici Campus UFC

Equipe:

- Prof. Tomaz Nunes Cavalcante Neto - Coordenador

- Prof. Raimundo Furtado Sampaio

- Prof. Carlos Gustavo Castelo Branco

- Engº. Fabrício da Rocha Leite

- Allan Victor - Aluno de Iniciação científica

ÍNDICE

1.OBJETIVO................................................................................................................................. 02

2.INTRODUÇÃO........................................................................................................................... 04

3.BENEFÍCIOS............................................................................................................................. 03

4.SUBESTAÇÃO.......................................................................................................................... 03

5.CRITÉRIO DE PROJETO.......................................................................................................... 03

6. CARACTERÍSTICAS DOS EQUIPAMENTOS DA SUBESTAÇÃO ....................................... 03

7.CUSTO ORÇAMENTÁRIO........................................................................................................ 03

8.RETORNO DO INVESTIMENTO............................................................................................... 03

9.CONCLUSÃO........................................................................................................................... 03

10.ANEXOS.................................................................................................................................. 03

1.OBJETIVO

Este projeto tem como objetivo a implantação de uma Subestação 69000/13.800V no Campus do

Pici da Universidade Federal do Ceará, visando a melhoria da confiabilidade, disponibilidade, segurança

e da qualidade da energia fornecida ao sistema elétrico de distribuição do Campus do Pici da

Universidade Federal do Ceará com a implantação de um moderno sistema de proteção e automação, a

redução da tarifa de energia com a mudança da modalidade tarifária e a adequação do nível de tensão

da rede elétrica ao estabelecido no módulo 3 do Procedimento de Distribuição (PRODIST) da Agência

Reguladora de Energia Elétrica Nacional (ANEEL) .

2. DESCRIÇÂO DO PROBLEMA

Atualmente o sistema elétrico do Campus do Pici da Universidade Federal do Ceará é suprido

através de um alimentador de distribuição de 13.800 V, pertencente ao sistema elétrico de média tensão

da Companhia Energética do Ceará – Coelce.

O MÓDULO 3 – ACESSO AO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO do Procedimentos de Distribuição de

Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional – PRODIST da Agência Nacional de Energia Elétrica –

ANEEL, estabelece as condições de acesso, compreendendo a conexão e o uso ao sistema de

distribuição e define os critérios técnicos e operacionais, os requisitos de projeto, as informações,

os dados e a implementação da conexão, aplicando-se aos novos acessantes bem como aos

existentes.

No item 2 – Critérios Gerais, sub-item 2.1 – Tensão de Conexão, do módulo 3 do PRODIST são

estabelecidos critérios que definem os níveis de tensão que as unidades consumidoras devem ser

conectadas ao sistema elétrico da Concessionária de Energia nos níveis de Baixa Tensão (BT), Média

Tensão (MT) e Alta Tensão (AT), conforme apresentado abaixo:

a) Baixa Tensão - BT: carga instalada igual ou inferior a 75 kW;

b) Média Tensão - MT: carga instalada superior a 75 kW e MUSD (Montante de Uso do Sistema de

Distribuição) contratado inferior a 2500 kW, inclusive;

c) Alta Tensão - AT: MUSD contratado superior a 2500 kW.

O sistema elétrico da Coelce fornece energia em Alta Tensão em 69.000 V e em Media Tensão

em 13.800 V.

Atualmente o sistema elétrico do Campus do Pici da UFC está conectado ao sistema de MT da

Coelce em 13.800V. A potência instalada do Campus do Pici atualmente é de 9150 kW e a demanda

(MUSD) atingiu o patamar de 3500 kW, superando, portanto os requisitos estabelecidos no sub-item 2.1.b

do módulo 3 do PRODIST que define o limite para conexão de uma unidade consumidora ao sistema de

MT, MUSD até 2500 kW, conforme apresentado acima. De acordo com o estabelecido no sub-item 2.1c

do PRODIST uma unidade consumidora com MUSD superior a 2500 kW pode ser conectada ao Sistema

de AT. Fundamentada neste critério estabelecido no PRODIST e na resolução 456 da ANEEL, que

também estabelece este mesmo critério para conexão da unidade consumidora ao sistema elétrico da

Concessionária, a UFC solicitou a Coelce um Atestado de Viabilidade Técnica de Fornecimento de

Energia Elétrica (AVT) para conexão ao seu sistema em Alta Tensão, conforme requerido na NT-004 –

Norma de Fornecimento de Energia em Alta Tensão da Coelce.

Baseado nos dados técnicos apresentados pela UFC, a Coelce emitiu parecer favorável a

conexão do sistema elétrico do Campus do Pici ao sistema de AT, 69.000 V, da Concessionária,

conforme AVT apresentado no Anexo 1.

A legislação do setor elétrico e o parecer favorável da Coelce à conexão do sistema elétrico de

distribuição do Campus do Pici em Alta Tensão, a redução da tarifa de energia proporcionada pela

conexão em AT e evolução tecnológica do sistema elétrico da UFC motivou a elaboração do Projeto

Preliminar da SE Pici Campus UFC.

3. BENEFÍCIOS

A SE Pici Campus UFC automatizada, proporcionará dentre outros, os seguintes benefícios para a

Universidade Federal do Ceará:

• Melhoria na qualidade da energia fornecida a sede do Campus do Pici e aumento da

confiabilidade, disponibilidade e segurança do sistema elétrico com a instalação de relés de

proteção baseados em microprocessadores integrados a um sistema SCADA (Supervisory Control

and Data Aquisition) da subestação, que proporcionam a supervisão e controle do sistema elétrico

da Subestação em tempo real. Vale destacar que o sistema elétrico do Campus do Pici vem se

expandindo de forma muito rápida com a construção de novos blocos de salas de aula e

laboratórios associados à aquisição de novos equipamentos, tornando imperativo à necessidade

da expansão do sistema elétrico da UFC.

• Economia de energia com a mudança do faturamento da modalidade de horo-sazonal verde para

a modalidade azul, proporcionada pela mudança do nível de tensão da conexão do sistema

elétrico da UFC ao sistema elétrico da Coelce de 13.800 V para 69.000 V. Na modalidade tarifária

horo-sazonal azul é cobrada uma tarifa por MUSD cerca de 22% mais barata que a modalidade

verde.

• Possibilidade de novos investimentos na infra-estrutura física da Universidade Federal do Ceará

através dos recursos economizados com o retorno do investimento na Construção da SE;

• Além disso, a SE servirá como verdadeiro laboratório para ensino e pesquisa nos cursos de

graduação e pós-graduação do Departamento de Engenharia Elétrica da UFC. Os alunos terão

acesso ao conhecimento de equipamentos como transformador de potência, disjuntores,

religadores, chaves secionadoras de alta e média tensão, serviços auxiliares, relés de proteção

baseados em microprocessadores e sistema de automação de uma subestação de 69/13.8 kV;

4. SUBESTAÇÃO

A SE Pici Campus UFC será tipo aérea, 69.000-13.800 V, potência instalada, 5/6,25 MVA

(ONAN/ONAF) e capacidade de expansão futura de até 12,5 MVA.

A Subestação, conforme AVT apresentado pela Coelce e mostrado no anexo 1, será alimentada

através uma derivação da linha transmissão de 72,5 kV, Bom-sucesso-Pici II, pertencente ao Sistema

Elétrico da Coelce. A tensão de 69.000 V que alimenta o Barramento de 72,5 kV será baixada para

13.800 V, através de um transformador de potência de 5/6,25 MVA, que alimentará o barramento de 15

kV. Serão construídos dois vãos de saída de alimentadores de distribuição para alimentação do sistema

elétrico de média tensão do Campus do Pici.

4.1 Localização

A SE Pici Campus UFC será construída nos limites do Campus do Pici em local indicado no Mapa

Georeferenciado apresentado na Figura 1 e ocupará uma área de aproximadamente 2.500 m² dentro do

Campus do Pici.

Figura 1 – Localização da SE Pici Campus UFC

Área proposta para a SE Pici Campus UFC

Alimentador Existente – Campus do Pici

Cubículo de Proteção – 13,8 KV

Subestação COELCE

4.2 Condições de Operação

Os equipamentos a serem instalados na subestação estarão submetidas as seguintes condições

de operação:

- Altitude abaixo de 1.000m

- Temperatura Ambiente Máxima 40°C

- Temperatura Média Diária 35°C

- Umidade Relativa do Ar Superior a 80%

- Velocidade Máxima do Vento 30m/s

- Radiação solar máxima 1.000(Wb/m²)

4.3 Característica do Sistema Elétrico da Concessionária

- Nº de Fases 3

- Frequência 60Hz

- Nível de Tensão

AT 69kV

MT 13,8kV

- Nível de Curto-circuito simétrico

AT 25kA

MT 26kA

- Nível de isolamento – Classe de Tensão

AT 72,5kV

MT 15kV

4.4 Suprimento

A SE Pici Campus UFC, 69.000-13.800 V, será alimentada através de um circuito de alta tensão

aéreo com 0,200 km de extensão em condutor 315 mm2, CAL Elgin, até o ponto de entrega da UFC

derivado da LINHA AÉREA DE ALTA TENSÃO, 72.5 KV PICI II – BOM SUCESSO 02L5, conforme

recomendado na AVT emitida pela Coelce, Anexo 1 deste projeto. O ponto de derivação da LT Coelce

para a SE Pici Campus UFC, será localizado a 800 m da SE Pici II da Coelce.

A entrada em 69.000 V da SE Pici Campus UFC, deve ser construída de acordo alternativa 3 do

desenho 004.01, anexo a Norma Técnica de Fornecimento de Energia da Coelce, NT-004/2009,

conforme recomendado na AVT emitida pela Coelce, Anexo 1 deste documento.

Na Figura 2 é apresentado o Diagrama Unifilar de Alimentação para Consumidores de 69 kV,

apresentado como Alternativa 3 no desenho 004.01 da NT-004/2009 da Coelce.

Figura 2 – Diagrama Unifilar de Alimentação para Consumidores de 69 kV

4.5 Configuração

Na Figura 3 é apresentado o diagrama unifilar de proteção da SE Pici Campus UFC, 69.000–

13.800 V.

Figura 3 – Diagrama Unifilar da SE Pici Campus UFC

Conforme apresentado no diagrama unifilar de proteção da Figura 3, a SE Pici Campus UFC será

composta de:

• Um vão de entrada de linha 72.5 kV com um disjuntor 72,5 kV com recursos operacionais para

bay-pass (chaves secionadoras), três transformadores de corrente, um relé de sobrecorrente

multifunção composto das funções de sobrecorrente instantânea e temporizada de fase (50/51) e

neutro (50N/51N) integrado ao sistema de automação da subestação;

• Um barramento simples na alta tensão 72,5 kV;

• Um vão de transformação com transformador 5/6,25 MVA com transformadores de corrente em

cada bucha, funções de proteção intrínsecas (medidor de temperatura do óleo (26), do

enrolamento (49) e nível do óleo) e um relé diferencial (87), numérico, multifunção para proteção

externa com as funções de proteção 87, 51G, 50/51, 50N/51N;

• Barramento média tensão 15 kV com ;

• Dois vão de saída de alimentadores de média tensão 15 kV para alimentação da rede de

distribuição do Campus do Pici cada um composto de um religador 15 kV e relé de sobrecorrente

com funções 50/51, 50N/51N, 51NS e 79.

• Transformadores de Serviços Auxiliares.

5. Critério de Projeto

De acordo com a Norma Técnica da COELCE NT-004/2009 - Fornecimento de energia elétrica em

alta tensão 69 kV da Coelce o projeto da SE Campus do Pici UFC, 69-13,8 kV, deve contemplar Projeto

Civil, Projeto Eletromecânico e Projeto de Automação.

5.1 Projeto Civil

5.1.1 Instalações Provisórias

O projeto deve contemplar a instalação de edificações para escritórios, almoxarifados e toda a

infra-estrutura necessária a perfeita execução da obra.

O projeto deve conter a locação do barracão; instalações provisórias de água, esgoto, luz e força

de vias de acesso e circulação interna; drenagem provisória, adequada para área.

5.1.2 Terraplenagem

No caso de aterro, o projeto deve indicar: a espessura e o número das camadas; o método de

compactação e a caracterização do material a ser empregado. Na Caracterização deve conter no mínimo

as seguintes informações granulometria, limite de liquidez, limite de plasticidade, grau de compactação

determinado, Índice de Suporte Califórnia (CBR), densidade, umidade ótima e locação da jazida de

empréstimo.

A superfície final do aterro deve ser dimensionada de modo a resistir à passagem de veículos

para manutenção dos equipamentos dentro dos pátios, nas vias de circulação. No trecho que dá acesso

aos transformadores deve resistir à carga de movimentação dos mesmos.

Escoamento de águas pluviais, para tanto, é necessário ser investigado, o nível máximo das

enchentes ocorridas no local;

Drenagem das bases dos transformadores de força e demais elementos contidos no pátio da SE;

Estabilidade dos taludes.

5.1.3 Escavação e Reaterro

O projeto deve indicar as dimensões das cavas e valas de modo a permitir uma execução segura

das escavações. Este deve indicar também se as escavações devem ser manual ou mecânica e qual o

tipo de material a ser utilizado nos reaterros.

Caso haja necessidade deve ser apresentado o projeto de escoramento com o objetivo de atender

simultaneamente aos requisitos de segurança e prazos assumidos no cronograma físico da obra.

5.1.4 Drenagem e Pavimentação

Deve ser projetado um sistema de drenagem, abrangendo toda a área do terreno da subestação,

de modo a proporcionar um perfeito escoamento das águas pluviais, bem como do lençol freático

evitando modificações na capacidade de suporte do solo.

O projeto de drenagem deve atender as características do local onde será implantada a

subestação, observando também os índices pluviométricos da região e os terrenos circunvizinhos,

evitando o escoamento de água para os mesmos. Sempre que possível a drenagem deve ser superficial.

Para a execução do projeto deve ser verificado junto aos órgãos públicos, onde necessário, o

destino das águas captadas, apresentando soluções, de acordo com as exigências dos mesmos.

As caixas coletoras e separadora de óleo devem ser dimensionadas para o volume de óleo de um

transformador.

5.2 Projeto Eletromecânico

O projeto elétrico deverá conter informações sobre os seguintes itens:

5.2.1 Barramento de Alta Tensão (72,5kV)

O barramento de tensão superior será do tipo simples, construído em tubos de alumínio 1.1/4. As

entradas e saídas de linhas, conexões dos transformadores e demais conexões de equipamentos devem

ser com condutores de alumínio 266.8MCM com alma de ao CAA, cujo espaçamento entre fases será de

no mínimo 0,79m e entre fase e terra de 0,79m segundo a norma NBR-8186.

A estrutura suporte do barramento será construída com peças moldadas em concreto

armado, constituídas por portes, anéis, suportes e vigas.Compõem ainda o conjunto, de estruturas

auxiliares, suportes de seccionadores, de transformadores de corrente, de transformadores de potencial,

e de pára-raios.

5.2.2 Barramento de Média Tensão (15,0KV)

O barramento de tensão inferior será do tipo simples seccionado através de disjuntor,

construído em barra de cobre eletrolítico dimensionado conforme valores de corrente nominal e para

corrente de curto-circuito de 16kA simétricos, isolado para 15,0kV.

5.2.3 Transformador de Força

Será instalado 1(um) transformador, classe de tensão 72,5kV – 15,0kV com potência de

5,0/6,25MVA (ONAN/ONAF). Cada transformador de força é dotado de proteção diferencial multifunção

do tipo numérica, cujo relé possui além da proteção diferencial (FUNÇÃO ANSI 87), as funções de

sobrecorrente de fase (50/51), sobrecorrente de terra (51G), sobrecorrente de seqüência negativa (46) e

proteção contra falha de disjuntor (50BF). Complementando as referidas proteções, os transformadores

possuem as seguintes proteções intrínsecas: relé de gás (63), relé de sobrepressão (63A),relé de nível

de óleo (71) e relé de bloqueio(86). As proteções 63,63A,71,86 e 87 atuam em um relé de bloqueio, o

qual desliga os disjuntores de AT e MT associados ao transformador e bloqueia o fechamento dos

mesmos.

Os transformadores também são compostos de relé de temperatura do óleo (26) e de

temperatura do enrolamento (49), os quais pela filosofia de proteção adotada não deverão atuar

desligando o disjuntor de MT correspondente. No caso de alarme das temperaturas do óleo e/ou

enrolamento, deverá haver alívio de carga com desligamento de alimentadores.

Vale ressaltar que a proteção diferencial (87) é alimentada por TCs tipo bucha instalados

nos lados de AT e MT identificando no caso de atuação da função (87) falha interna do transformador. As

proteções (51G e 51) desligando os disjuntores de AT e MT associados ao transformador.

5.2.4 Serviços Auxiliares

O sistema de serviços auxiliares em corrente alternada (CA) será na tensão de 380-220V, 60Hz,

cujas cargas serão supridas por um transformador trifásico, classe 15,0/1,2kV e potência nominal de

45KVA, com relações de transformação de 13.800/380-220V, DY-1.

O sistema de serviços auxiliares em corrente contínua (CC) será em 125V, sendo composto por

um retificador/carregador estático, trifásico 380Vca/125Vcc, e banco de baterias tipo cálcio-chumbo de 45

Ah. Este conjunto suprirá as cargas de sinalização, automação, comando, bobinas de abertura e

fechamento dos disjuntores, relés de proteção, além das cargas de iluminação de emergência da

subestação. O transformador de serviços auxiliares será protegido por fusíveis classe de isolamento de

15,0KV instalado em cada fase, com corrente nominal de 16A. O transformador será comandado por uma

chave seccionadora tripolar abertura com carga de 100A, 15,0kV, 16kA.

5.2.5 Proteção Contra Sobretensões

A subestação possui na sua entrada 3 (três) pára-raios tipo ESTAÇÃO, com tensão nominal de

72KV para proteção contra sobretensões de origem atmosférica, surto de manobra e à freqüência

industrial (60Hz). Para descargas atmosféricas incidentes sobre a subestação, a proteção é feita através

de pára-raios tipo FRANKLIN nos pórticos de concreto a uma altura aproximada de 10 metros, cobrindo

assim toda a área da instalação.

Na média tensão, serão instalados pára-raios tipo ESTAÇÃO, com tensão nominal de 12kV nas

saídas de linha dando assim proteção completa aos sistemas de ALTA e MÉDIA tensão.

Todos os pára-raios serão de resistores não linear de óxido de zinco, com uma corrente nominal

de 10KA.

5.2.6 MEDIÇÃO DE FATURAMENTO

A medição de faturamento da concessionária será de acordo com o estabelecido na Norma

Técnica da COELCE NT-004/2009 - Fornecimento de energia elétrica em alta tensão 69 kv de Maio/2009,

feita a 3 (três) elementos com 3 (três) TPs e 3 (três) TCs, tensão nominal 72,5kV, classe de precisão 0,3.

Todos os equipamentos conforme legislação deverão ser de fornecimento da concessionária.

5.2.7 Iluminação Externa

A iluminação do pátio da subestação será feita por lâmpadas vapor de sódio, híbridas, 240V,

60Hz, 350 watts, instalados em luminárias, uso externo. Todos os comandos liga-desliga dos circuitos de

iluminação serão feitos a partir de disjuntores termo-magnéticos, 10A, 10KA, instalados no quadro de

serviços auxiliares da subestação.

5.2.8 Intertravamentos

Todas as chaves seccionadoras de 72,5kV, são intertravados eletricamente com disjuntor de

72,5kV, provocando o seu desligamento antes da abertura do circuito elétrico, evitando assim acidentes

e/ou danos materiais.

A chave seccionadora de entrada da subestação possui lâminas de terra intertravadas

mecanicamente com as lâminas principais evitando o que se segue:

a – fechamento das lâminas principais quando a chave está aterrada.

b – aterramento da chave quando as lâminas principais estão fechadas.

5.3 Projeto de Proteção e Automação de Subestação

A subestação será composta de relés multifunção, numéricos, baseados em microprocessadores

integrados ao Sistema Digital para Automação (SDA) de uma Subestação.

5.3.1 Arquitetura do Sistema Digital para Automação (SDA)

A arquitetura e organização funcional de um SDA deve ser baseada na filosofia de sistemas

distribuídos e seguir uma orientação modular, aberta, flexível e robusta, de fácil expansão.

Na Figura 4 é apresentado um diagrama de bloco simplificado de um Sistema Digital para

Automação de uma Subestação com os respectivos níveis funcionais.

Figura 4: Diagrama de Bloco da Hierarquia Funcional de um SDA para SE.

Os SDA, conforme apresentado na Figura 4 é composto de três níveis funcionais:

- Nível 0 (processo - subestação).

- Nível 1 (nível de unidade de controle de posição - UCP).

- Nível 2 (nível de UCC/IHM).

Nível 0: Composto pelos equipamentos dos vãos da subestação como transformadores, disjuntores e

secionadores;

Nível 1: Composto de um conjunto de Unidades de Controle de Posição (UCPs), multifunção, tecnologia

baseada em microprocessador, distribuídas e dedicadas a cada vão da SE, realizando as funções de

aquisição dos dados proveniente do nível 0 e desempenhando as funções de medição, proteção,

comando, controle, automatismo, supervisão e comunicação com o nível 2. Dentre os dispositivos que

compõem o nível 1 são relés, medidores e controles automáticos.

SDA Nível 2 Nível 3

SCADA/COS

UCS

Nível 1

SCADA IHM

UCPs

Nível 0 Processo

Nível 2: Unidade de Controle da Subestação/Interface Homem Máquina (UCC/IHM) O nível 2 cumprir as funções de controlar e monitorar todos os componentes da subestação e realizar a

comunicação local com o nível 1 e remota com o nível 3. O nível 2 deve ser composto, no mínimo, os

seguintes componentes e subsistemas:

− Unidade de Controle de Subestação (UCS)

− microcomputador PC industrial realizando a função de IHM;

− GPS para sincronização dos dados;

− Rede local;

− Subsistema de proteção contra intrusão instalado na casa de comando;

− Subsistema de proteção contra incêndio instalado na casa de comando.

Nível 3: Sistema SCADA no Laboratório do Departamento de Engenharia Elétrica da UFC.

7. Custo Orçamentário

Na Tabela abaixo é apresentado os custos de implantação da SE Pici Campus UFC 69/13,8 kV:

Orçamento

Item Descrição Justificativa Valor Unitário (R$)

Qde Total (R$)

1. Linha de Transmissão

1.1 Projeto e construção da Linha de transmissão

Recurso necessário para elaboração do projeto, compra de material para construção do trecho de linha de transmissão em 69 kV que interliga o sistema elétrico da Coelce a SE Pici Campus UFC

110.000,00 1 110.000,00

Subtotal 110.000,00

2. Equipamentos e Materiais da Subestação

2.1 Vão de Transformação

2.1.1 Transformador de potência, 69-13,8 kV, delta-estrela aterrado (DYn1), ONAN/ONAF, 5/6,25 MVA com transformadores de corrente em cada bucha, relé medidor de temperatura do óleo (26) e do enrolamento (49) e nível do óleo), relé de gás e válvula de alívio de pressão conforme especificação no Anexo 2

O transformador de Potência, 69-13,8 kV, 5/6,25 MVA, proporcionará a conexão do sistema de distribuição do Campus do Pici da UFC ao sistema Coelce em alta tensão, 69 kV, atendendo as exigências do Procedimentos de Distribuição da ANEEL e a redução da tarifa de energia com a mudança da modalidade tarifárias.

450.000,00 1 450.000,00

2.2 Equipamento de disjunção, secionamentos, pára-raios e transformadores de intrumentos

2.2.1 Pára-Raios, tensão nominal 72 kV, tipo estação, corrente de descarga nominal 10 kA, uso externo conforme especificação no Anexo 2

Recurso necessário para a compra de equipamentos da

Subestação

10.000,00 3 30.000,00

2.2.2 Transformador de Corrente de 72,5kV, tipo de serviço proteção, relações de transformação 200/300X400/600-5 A, exatidão (relações 200-5A e 400- 5A) 10B200, 60Hz, uso externo, fator térmico 1,2, NBI 110 kV conforme especificação no Anexo 2

15.000,00 3 45.000,00

2.2.3 Chave Seccionadora Tripolar, Comando Manual Abertura Lateral com lâmina de terra, tensão nominal72,5kV, corrente nominal, 800A, corrente mínima suportável de curta duração (1seg) 20 kA, NBI 110 kV.

15.000,00 1 15.000,00

2.2.4 Chave Seccionadora Tripolar, Comando Manual Abertura Lateral sem lâmina de terra, tensão nominal72,5kV, corrente nominal, 800A, corrente mínima suportável de curta duração (1seg) 20 kA, NBI 110 kV.

15.000,00 3 45.000,00

2.2.5 Disjuntor 72,5 kV, 60 Hz, uso externo, tensão nominal 72,5kV, corrente nominal 800 A, corrente de curta duração (1seg) 20 kA, seqüência de operação CO-15seg-CO, tempo máximo de interrupção 5 ciclos, fator de assimetria 1,2, corrente de estabelecimento 50kA, NBI 110 kV.

50.000,00 1 50.000,00

2.2.6 Transformador de Potencial, com 2 núcleos, uso externo, tensão nominal 72,5kV, NBI 95kV, tensão nominal primária 69.000 V, tensão nominal secundária 115 V, 60Hz, classe de exatidão 0,6P75, potência térmica 200VA, NBI 110 kV conforme especificação no Anexo 2

15.000,00 3 45.000,00

2.2.7 Disjuntor geral do barramento de 15 kV, 60 Hz, uso externo, tensão nominal 15kV, corrente nominal 630 A, corrente de curta duração (1seg) 16 kA, seqüência de operação CO-15seg-CO-3min, tempo máximo de interrupção 5 ciclos, fator de assimetria 1,2, com transformador de corrente externo, 15 kV, NBI 110 kV conforme especificação no Anexo 2.

Equipamentos instalado no lado secundário do transformador em

13,8 kV

45.000,00 1 45.000,00

2.2.8 Transformador de Potencial, uso externo, tensão nominal 15kV, NBI 95kV, tensão nominal primária 13.800 V, tensão nominal secundária 115 V, 60Hz, classe de exatidão 0,6P75, potência térmica 200VA, NBI 110 kV conforme especificação no Anexo 2

4.000,00 3 12.000,00

2.2.9 Pára-Raios de oxido de zinco, tensão nominal 12 kV, tipo estação, corrente de descarga nominal 10 kA, uso externo, NBI 110 kV conforme especificação no Anexo 2

4.000,00 3 12.000,00

2.2.10 Religador Automático 15 kV, 12,5 kA montagem em poste com 3 TPs e 3 TCs, NBI 110 kV conforme especificação no Anexo 2.

42.000,00

2

84.000,00

2.2.11 Chave secionadora tripolar 630 A, 15 kV, NBI 110 kV conforme especificação no Anexo 2.

4

0,00

2.2.12 Chave fusível unipolar 300 A, 15 kV, 6.3 kA, NBI 110 kV conforme especificação no Anexo 2.

3

0,00

2.2.13 Transformador de Serviços Auxiliares, 15 kV, trifásico, 60 Hz, 45 KVA, ligação Delta-Estrela com neutro aterrado, 13.800 kV/380-220V, NBI 110 kV.

20.000,00 1 20.000,00

2.2.14 Retificador 380 Vca/125 Vcc conforme especificação no Anexo 2

12.000,00 1 12.000,00

2.2.15 Banco de Baterias conforme especificação no Anexo 2

10.000,00 1 10.000,00

2.2.16 Quadro de Serviços Auxiliares 380/220 Vca/125 Vcc conforme especificação no Anexo 2.

10.000,00 1 10.000,00

Subtotal 435.000,00

3.1 Materiais e acessórios

2.1.1 Postes, Condutores, Isoladores, Conectores, Ferragens, eletrodutos, paineis, materias para aterramento, malha de terra e iluminação.

Materias e acessórios necessários a obra eletrica e eletromecânica.

150.000,00 1 150.000,00

Subtotal 150.000,00

3. Sistema de Proteção e Automação

3.1

Painel metálico para relés de proteção com dimensões 2000 x 900 x 800 composto de 02 Relés Digital, baseado em microprocessador um de sobrecorrente, 50/51, 50N/51N para proteção de entrada de linha e outro um relé diferencial com as funções 87, 51G, 50/51 e 50/51N para proteção do transformador.

Custos referentes a compra e implantação dos equipamentos de proteção e sistema de automação

da subestação.

75.268,82

1

75.268,82

3.2

Painel metálico para Unidade Terminal Remota composto de UTR e SWICTH e Cabos de interligação entre os equipamentos de campo e a UTR.

79.569,89

1

79.569,89

3.3

Serviço de construção dos painéis, instalação, montagem, supervisão de montagem, teste de aceitação em fabrica, configuração, integração e comissionamento dos equipamentos em campo.

52.631,58

1

52.631,58

3.4

Licença Software SCADA Standalone para 1.500 pontos para console de operação.

25.000,00

1

25.000,00

3.5

Testador Universal Hexafásico para teste de relés numéricos microprocessado com protocolo IEC 61.850 (mala de teste)

Equipamentos essencial para testes de desempenho e

paramentrização dos relés digitais, multifunção, baseados em

microprocessadores.

250.000,00

1

250.000,00

Subtotal 482.470,29

4 Projeto, Construção e Comissionamento da Obra da Subestação

4.1 Projeto elétrico, eletromecânico e civil da Subestação e trecho da rede de distribuição

Custos referentes a projeto, construção e comissionamento da

Subestação

100.000,00

1

100.000,00

4.2 Execução da Obra do Projeto Eletromecânico e Projeto Civil da Subestação e trecho da rede de distribuição

400.000,00

1

400.000,00

4.3 Comissionamento 60.000,00 1 60.000,00

Subtotal 560.000,00

Total de Custeio 2.187.470,29

Anexos

Anexo 1 - Atestado de Viabilidade Técnica (AVT)

Anexo 2 – Especificação Técnica dos Equipamentos da Subestação

Anexo 3 – Especificação Técnica dos Equipamentos do Sistema Digital de Automação da

Subestação.

Anexo 4 – Plantas da Subestação

Anexo 1 – AVT (Atestado de Viabilidade Técnica)

Anexo 2 – Especificação Técnica dos Equipamentos da Subestação

a) Pára-Raios de 72kv

a)Tipo.............................................................................................................. Estação

b)Uso.............................................................................................................. Externo

c) Tensão Nominal.......................................................................................... 72kV

d) Corrente de descarga nominal................................................................... 10kA

e) Corrente de impulso mínima de curta duração........................................... ( 4 x 10 µs ) 100kA

f) Corrente de impulso retangular de longa duração

- Valor mínimo................................................................................................. 250A

- Duração mínima do pico............................................................................... 2.400µs

g) Capacidade de alívio de sobrepressão com corrente elevada, 60Hz

- Classe.......................................................................................................... A

- Valor eficaz mínimo da componente alternada de corrente presumida de falta. 40kA

- Tempo mínimo de escoamento da corrente de falta.................................... 0,2seg

h) Capacidade de alívio de sobrepressão com corrente reduzida, 60Hz

- Valor eficaz mínimo da corrente circulante até o escapamento do gás....... 1000A

i) Tensão suportável no invólucro do Pára-raios sem a parte interna ativa:

- Tensão suportável de impulso atmosférico (1,2x50µs)................................ 350kV

- Tensão residual máxima para 10KA............................................................ 198kV

- Tensão suportável, 60Hz em valor eficaz, durante 60 segundos sob chuva deve ser igual a tensão

disruptiva máxima de impulso de manobra.

j) Máxima tensão de radiointerferência medida a 60Hz referida a 300OHM...1.000µV

k) Tipo de serviço............................................................................................ Leve

l) Ligação........................................................................................................ Fase para terra

m) Freqüência................................................................................................. 60Hz

n) Tensão disruptiva máxima de impulso normalizado................................... (1,2x50µs) 270kV

o) Tensão disruptiva máxima de impulso atmosférico onda cortada.............. 310kV

p) Inclinação da tensão de impulso atmosférico cortada na frente................. 625kV/µs

q) Tensão residual máxima de descarga para corrente de 10KA................... (8 x 20µs) 198kV

r) Tensão disruptiva mínima a 60Hz............................................................... 112kV

b) Chave Seccionadora de 72,5kv

a) Tipo............................................................................................................. Tripolar

b) Comando.................................................................................................... Manual

c) Abertura...................................................................................................... Lateral simples

d) Tipos “A e B “.............................................................................................. montagem na horizontal

em estrutura de concreto

e) Tipo “A “.................................................................................................. com lâmina de terra

Tipo “B” ................................................................................................. sem lâmina de terra

f) Tensão nominal........................................................................................... 72,5kV

g) Corrente nominal........................................................................................ 800A

h) Corrente mínima suportável de curta duração (1seg)................................ 20kA

i) Valor de crista nominal da corrente suportável............................................ 50kA

j) Tensão suportável a seco e sob chuva, entre terminais com a chave aberta, durante 60 segundos, 60Hz

..................................................................................................... 160kV

k) Tensão suportável a seco e sob chuva, entre terminais e a terra, durante 60 segundos, 60 Hz..... 140kV

l) Tensão suportável nominal de impulso atmosférico (1,2x50µs), entre terminais com a chave

aberta....385kV

m) Tensão suportável nominal de impulso atmosférico (1,2x50µs), entre terminais e a terra ........350kV

c) Disjuntor de 72,5kv

a) Uso............................................................................................................. Externo

b) Tensão nominal.......................................................................................... 72,5kV

c) Corrente nominal........................................................................................ 800A

d) Corrente simétrica de interrupção.............................................................. 20kA

e) Corrente de curta duração (1seg)............................................................... 20kA

f) Seqüência de operação............................................................................... CO-15seg-CO

g) Tempo máximo de interrupção................................................................... 5 ciclos

h) Fator de assimetria..................................................................................... 1,2

i) Corrente de estabelecimento....................................................................... 50kA

j) Fator de primeiro pólo.................................................................................. 1,5 ms

k) Espaçamento entre pólos........................................................................... 660mm

l) Freqüência................................................................................................... 60Hz

m) Máxima diferença entre os instantes que os contatos nos três pólos do disjuntor se tocam ou se

separam no fechamento ou na abertura…………….....……….………...…. 4ms

n)Tensão suportável a seco e sob chuva, entre terminais, com disjuntor aberto, durante 60 segundos,

60Hz ..................................................................................................... 160kV

o) Tensão suportável a seco e sob chuva, entre terminais e a terra, durante 60 segundos, 60Hz .... 140kV

p) Tensão suportável nominal de impulso atmosférico (1,2x50µs), entre terminais com disjuntor aberto .....

385kV

q) Tensão suportável nominal de impulso atmosférico (1,2x50µs) entre terminais e a terra................350kV

d) Transformador de Corrente de 72,5kv

a) Tipo de serviço........................................................................................... Proteção

b) Relações de transformação............................................................ 200/300X400/600-5A

c) Exatidão (relações 200-5A e 400-5A)......................................................... 10B200

d) Tensão nominal.......................................................................................... 72,5kV

e) Freqüência nominal.................................................................................... 60Hz

f) Valor mínimo da corrente suportável de curta duração (1 seg) na relação 200-5A ..... 20kA

g) Valor de crista mínimo da corrente suportável de curta duração na relação 200-5A......50kA

h) Uso............................................................................................................. Externo

i) Fator térmico................................................................................................ 1,2

j) Tensão suportável nominal à freqüência industrial (60Hz) durante 60 segundos no enrolamento

primário............................................................................................. 140kV

k) Tensão suportável nominal à freqüência industrial (60Hz) durante 60 segundos no enrolamento

secundário........................................................................................ 3kV

l) Tensão suportável nominal de impulso atmosférico

(1,2x50µs)....................................................................................................... 350kV

m) Tensão suportável nominal de impulso atmosférico com onda cortada .......... 385kV

n) Nível máximo de descargas parciais medidas conforme a NBR 8125

- TC com isolação líquida............................................................................... 10pc

- TC com isolação sólida................................................................................. 50pc

o) Fator de perdas dielétricas máximo do isolamento referido a 20ºC........ 1,0%

e) Transformador de Força

a) Potência................................................................................................. 5,0/6,25MVA ONAN/ONAF

b) Ligação do primário.................................................................................... Triângulo

c) Ligação do secundário........................................................................... Estrela com neutro acessível

d) Deslocamento angular................................................................................ 30º(DY-1)

e) Tensão nominal primária............................................................................ 72,5kV

f) Tensão nominal secundária......................................................................... 15,0kV

g) Tensão superior....................................... 69 kV.

h) Tensão inferior fixa..................................................................................... 13.800V

i) Comutação automática................................................................................ com carga e com tensão

j) Impedância de seqüência positiva na relação 69.300-13.800V potência base 5MVA à 75ºC ........... 7%

k) Enrolamento de tensão superior.................................................isolamento total para 72,5kV

l) Enrolamento de tensão inferior....................................................isolamento total para 15,0kV

m) Neutro......................................................................................................isolado para 15,0kV

n) Tensão suportável nominal a freqüência industrial (60Hz) durante 60 segundos no enrolamento de

tensão superior............................................................................ 140kV

o) Tensão suportável nominal a freqüência industrial (60Hz) durante 60 segundos no enrolamento de

tensão inferior.............................................................................. 34kV

p) Tensão suportável nominal a freqüência industrial (60Hz) durante 60 segundos no neutro .............34kV

q) Tensão suportável nominal de impulso atmosférico (1,2x50µ) no enrolamento de tensão superior....

350kV

r) Tensão suportável nominal de impulso atmosférico (1,2x50µs) no enrolamento de tensão inferior e

neutro...................................................................................................... 110kV

s) Tensão suportável nominal de impulso atmosférico onda cortada no enrolamento de tensão

superior.................................................................................................................. 385kV

t) Tensão suportável nominal de impulso atmosférico onda cortada no enrolamento de tensão inferior e

neutro...................................................................................................... 121kV

u) TC’s instalados nas buchas H1, H2, H3 relações 100/150/200-5A e exatidão 10B200 e fator térmico

1,2.

v) TC instalado na bucha X0 relação 500/600/1000/5A, exatidão 10B200 e fator térmico 1,2.

x) TC´s instalados nas buchas XI, X2, X3 relações 500/600/1000-5A e exatidão 10B200 e fator térmico

1,2.

f) Disjuntores de Média Tensão

a) Uso............................................................................................................. Interno

b) Tensão nominal.......................................................................................... 15,0kV

c) Nível básico de isolamento (NBI)................................................................ 95kV

d) Corrente nominal........................................................................................ 630A

e) Corrente simétrica de interrupção.............................................................. 16kA

f) Corrente de curta duração (1seg)................................................................ 16kA

g) Seqüência de operação.............................................................................. O-15s-CO- 3min-

h) Tempo máximo de interrupção................................................................... 5ciclos

i) Fator de assimetria...................................................................................... 1,2

j) Fator de primeiro pólo.................................................................................. 1,5ms

k) Freqüência.................................................................................................. 60 Hz

l) Máxima diferença entre os instantes em que os contatos nos três pólos do disjuntor se tocam ou se

separam no fechamento ou na abertura........................................... 4ms

m) Tensão suportável a seco, entre terminais e a terra, durante 60 segundos,60Hz...... 40kV

n) Tensão suportável a seco, entre terminais e a terra, durante 60 segundos, 60Hz................ 34kV

o) Tensão suportável nominal de impulso atmosférico (1,2x50µs) entre terminais com disjuntor

aberto..................................................................................................................... 110kV

p) Tensão suportável nominal de impulso atmosférico (1,2x50µs) entre terminais e a terra .............. 95KV

g) Transformadores de Corrente dos Disjuntores de Entrada

a) Tipo de serviço........................................................................................... Medição.

b) Uso............................................................................................................. Interno

c) Relações de transformação........................................................................ 300/400-5A

d) Exatidão...................................................................................................... 0,6C50

e) Tensão nominal.......................................................................................... 15kV

f) Nível básico de isolamento (NBI)................................................................ 95kV

g) Freqüência nominal.................................................................................... 60Hz

h) Valor da corrente suportável de curta duração (1seg)............................... 16kA

i) Valor de crista da corrente suportável de curta duração............................. 40kA

j) Fator térmico…………………………………………………………………….. 1,0

k) Tipo.............................................................................................................. A seco

l)Tensão suportável nominal à freqüência industrial (60Hz) durante 60 segundos no enrolamento

secundário........................................................................................ 3kV

h) Transformador de Potencial

a) Uso............................................................................................................ Interno

b) Classe de isolamento................................................................................. 15kV

c) Nível básico de isolamento (NBI)................................................................ 95kV

d) Tensão nominal primária............................................................................ 13.800V

e) Tensão nominal secundária........................................................................ 115V

f) Relação de transformação........................................................................... 120:1

g) Freqüência nominal.................................................................................... 60Hz

h) Classe de exatidão..................................................................................... 0,6P75

i) Potência térmica.......................................................................................... 1000VA

i) Pára-raios tipo Estação de 12kV

a) Tensão nominal.......................................................................................... 12kV

b) Tensão disruptiva máxima onda plena (1,2x50µs)..................................... 32kV

c) Tensão disruptiva máxima de frente de onda (125KV/µs).......................... 37kV

d) Tensão disruptiva mínima a 60 Hz............................................................. 18kV

e) Tensão residual máxima de descarga para 20KA (8x20µs)....................... 33kV

f) Corrente nominal de descarga (8x20µs)............................................10KA(tipo estação)

g) Corrente de curta duração(4x10µs)..................................................100KA (tipo estação)

h) Resistor não linear...................................................................................... óxido de zinco

j) Transformador de Serviços Auxiliares

a) Número de fase.......................................................................................... 3

b) Isolamento.................................................................................................. À seco

c) Freqüência.................................................................................................. 60Hz

d) Resfriamento.............................................................................................. ONAN

e) Potência Nominal........................................................................................45KVA

f) Ligação Primária.......................................................................................... Delta

g) Ligação secundária..............................................................Estrela com neutro acessível

h) Relação de transformação................................................................13,8kV/380-220V

i) Classe de isolamento primário.....................................................................15kV

j) Classe de isolamento secundário................................................................ 1,2kV

k) Nível básico de isolamento primário........................................................... 110kV

l) Nível básico de isolamento secundário....................................................... 4kV

m) Impedância de seqüência positiva no TAP 13,8kV.................................. 3,5%

k) Bateria de Acumuladores

A bateria de acumuladores é do tipo estacionária, cálcio-chumbo, onde cada um dos elementos

da bateria compõe-se de placas positiva e negativa imersas em eletrólito ácido, acondicionadas em

recipientes plástico com pólos acessíveis. Os mesmos são dotados de chapas conectoras, válvula à

prova de explosão para dissipação de gases e válvulas laterais para medição da densidade do eletrolítico

e temperatura das placas.

A bateria de acumuladores será instalada com seus elementos acomodados num instante metálica,

interligados de forma a prover o sistema CC com uma tensão nominal de 125Vcc.

Em condições normais de operação, a bateria estará em regime de flutuação, isto é, conectada ao

circuito do retificador CA-CC.

As características elétricas da bateria de acumuladores são:

Tensão nominal.............................................................................................. 125Vcc

Capacidade de descarga (10h).......................................................................45Ah

Tensão final de descarga por elemento ..........................................................1,75V

Tensão de flutuação por elemento................................................................. 2,15V

Tensão final de carga por elemento............................................................... 2,30V

Número de elementos.....................................................................................60

Eletrólido......................................................................................................... solução ácida

l) Carregador - Retificador

O carregador-retificador será acoplado ao circuito contínuo em paralelo com a bateria. O mesmo

abriga todos os equipamentos de transformação e retificação de tensão, além dos de proteção, medição,

controle e sinalização, estes com instalação aparente, na parte frontal de painel do retificador.

As características elétricas do carregador-retificador são:

Tensão de entrada trifásica ................................................................. 380V/60Hz

Variação da tensão de entrada ........................................................... +/-10%

Tensão de recarga .............................................................................. 138Vcc

Tensão de saída ................................................................................. 125Vcc

Tensão de flutuação ............................................................................ 129Vcc

Corrente nominal de saída .................................................................. 50ª

Anexo 3 – Especificação Técnica dos Equipamentos do Sistema Digital de Automação da

Subestação.

Anexo 4 – Plantas da Subestação

Anexo 3 - Arranjo Físico - Disposição dos vãos Setor 69kV

Anexo 4 – Arranjo Físico – Corte AA Setor 69kV

Anexo 5 – Vão TR Setor 69kV

Anexo 6 – Arranjo Físico – Disposição dos vãos Setor 13,8kV

Anexo 7 – Vão TSA setor 13,8kV

ANEXO G (DADOS DOS BARRAMENTOS DAS SUBESTAÇÕES DA

COELCE)

1

CEPEL - Centro de Pesquisas de Energia Elétrica

ANAFAS - Programa de Análise de Faltas Simultâneas Pag. 1

REGIONAL PICI ( PCD )

ESTUDO - CURTO-CIRCUITO (JUL/2009)

CONFIGURACAO CHESF - GERACAO MAXIMA

CONFIGURACAO COELCE - NORMAL

ENTRADA EM 2009:DO TRAFO(04T1) DE 230/69 KV 100 MVA

JA EXISTEM OS TRAFOS 04T2 E 04T3 DE 100MVA

EXISTEM OS TRAFOS DE TERRA 02A1 DE 43,76 E 02A2 DE 43,81 OHMS/FASE

IMPEDANCIA REDUZIDA NO 230 KV

Z1=0,0275/82,95(PU)=0,0034+j0,0273 Z0=0,0594/79,31(PU)=0,0110+j0,0584 EM 230KV

e-mail CHESF-29/10/2008-08:12(h:m)

RELATORIO DE IMPEDANCIAS DE BARRA

X------------------X------------------X------------------X-------------------X

IDENTIFICACAO SEQUENCIA POS. SEQUENCIA ZERO REATOR DE CURTO

NUM. NOME MOD(Z%) ANG(gr) MOD(Z%) ANG(gr) MOD(Z%) ANG(gr)

X-----X------------X--------X---------X--------X---------X---------X---------X

7954 PCD(CH) 230 2.7511 82.90 2.4863 85.56 5.2360 84.16

7955 PCI(C0) 69 7.1492 87.27 45.9925 90.00 53.1347 89.63

9014 PCI(CO) 13.8 69.1319 89.72 59.3100 90.00 128.4415 89.85

9039 BMS 69 13.3092 81.44 70.8641 86.64 84.1272 85.82

9040 BMS-I 13.8 46.3234 87.55 33.1200 90.00 79.4258 88.57

9041 BMS-II 13.8 45.7340 87.52 32.5300 90.00 78.2461 88.55

9042 DRV1-JMA 69 8.9795 84.70 53.3869 88.67 62.3479 88.10

9043 DRV2-JMA 69 11.6434 82.40 64.1441 87.29 75.7515 86.54

9044 JMA-I 69 11.7352 82.36 64.5165 87.25 76.2156 86.50

9045 JMA-II 69 11.7352 82.36 64.5165 87.25 76.2156 86.50

9046 JMA-I 13.8 60.6711 88.53 49.0200 90.00 109.6822 89.19

9047 JMA-II 13.8 61.6808 88.55 50.0300 90.00 111.7020 89.20

9050 DRV-PGB 69 8.3265 85.52 50.7588 89.10 59.0714 88.59

9052 DRV-BMS 69 9.2858 84.38 54.6417 88.48 63.9072 87.88

9066 DRV1-PSK 69 8.5757 85.17 51.7674 88.93 60.3273 88.40

9069 DRV2-PSK 69 8.4602 85.33 51.2936 89.01 59.7389 88.49

9073 FCT1-PGB 69 12.6033 81.82 68.0172 86.91 80.5787 86.12

9106 FCT2-PGB 69 13.0426 81.58 69.7688 86.74 82.7669 85.93

9107 PSK-III 13.8 44.3876 89.15 36.0600 90.00 80.4454 89.53

9115 PSK 69 8.3488 85.46 50.8480 89.08 59.1825 88.57

9116 PSK-I 13.8 46.0074 89.18 37.6800 90.00 83.6853 89.55

9117 PSK-II 13.8 45.1575 89.16 36.8300 90.00 81.9853 89.54

9118 BCR 69 9.8373 82.79 56.2537 88.02 66.0561 87.24

9119 BCR-I 13.8 47.1457 88.50 37.3700 90.00 84.5085 89.16

9120 BCR-II 13.8 42.9873 88.35 33.2100 90.00 76.1895 89.07

9121 DRV-VCQ 69 8.6934 85.00 52.2304 88.85 60.9071 88.30

9122 VCQ 69 9.0968 84.21 53.6971 88.55 62.7716 87.92

9123 VCQ-I 13.8 139.3834 89.62 ******** 2.48 3021.7976 5.12

9124 VCQ-II 13.8 78.1386 89.33 ******** 2.63 1512.5106 5.59

9125 DRV-TBS 69 9.8058 82.82 56.1279 88.04 65.8990 87.26

9126 TBS 69 10.0725 82.61 57.2036 87.90 67.2396 87.11

9127 TBS-I 13.8 141.3248 89.47 131.3300 90.00 272.6519 89.73

9128 TBS-II 13.8 142.7447 89.48 132.7500 90.00 275.4919 89.73

9751 FCT3-PGB 69 11.3923 80.65 61.7613 87.10 73.0927 86.10

9752 FCT-DID 69 29.7737 77.53 139.0071 83.64 168.6411 82.57

9753 DRV1-BJD 69 18.7439 79.52 92.7195 85.19 111.3871 84.23

9754 DRV2-BJD 69 24.0930 78.17 116.1741 84.26 140.1541 83.22

9755 BJD 69 20.7680 78.92 101.5926 84.79 122.2704 83.79

9756 BJD 13.8 80.3502 87.15 59.8700 90.00 140.1779 88.37

X-----X------------X--------X---------X--------X---------X---------X---------X

2

CEPEL - Centro de Pesquisas de Energia Elétrica

ANAFAS - Programa de Análise de Faltas Simultâneas Pag. 1

REGIONAL PICI ( PCD )

ESTUDO - CURTO-CIRCUITO (JUL/2009)

CONFIGURACAO CHESF - GERACAO MAXIMA

CONFIGURACAO COELCE - NORMAL

ENTRADA EM 2009:DO TRAFO(04T1) DE 230/69 KV 100 MVA

JA EXISTEM OS TRAFOS 04T2 E 04T3 DE 100MVA

EXISTEM OS TRAFOS DE TERRA 02A1 DE 43,76 E 02A2 DE 43,81 OHMS/FASE

IMPEDANCIA REDUZIDA NO 230 KV

Z1=0,0275/82,95(PU)=0,0034+j0,0273 Z0=0,0594/79,31(PU)=0,0110+j0,0584 EM 230KV

e-mail CHESF-29/10/2008-08:12(h:m)

RELATORIO DE NIVEIS DE CURTO-CIRCUITO

X------------------X------X-------------------------X-------------------------X

IDENTIFICACAO T R I F A S I C O M O N O F A S I C O

NUM. NOME VBAS MOD(kA) ANG(gr) X/R MOD(kA) ANG(gr) X/R

X-----X------------X------X---------X------X--------X---------X------X--------X

7954 PCD(CH) 230 230.0 9.12 -82.90 8.03 9.43 -83.73 9.10

7955 PCI(C0) 69 69.0 11.70 -87.27 21.00 4.16 -89.35 88.64

9014 PCI(CO) 13.8 13.8 6.05 -89.72 203.33 6.35 -89.80 290.55

9039 BMS 69 69.0 6.29 -81.44 6.65 2.58 -85.22 11.97

9040 BMS-I 13.8 13.8 9.03 -87.55 23.37 9.98 -88.20 31.74

9041 BMS-II 13.8 13.8 9.15 -87.52 23.08 10.12 -88.17 31.29

9042 DRV1-JMA 69 69.0 9.32 -84.70 10.77 3.52 -87.67 24.57

9043 DRV2-JMA 69 69.0 7.19 -82.40 7.49 2.87 -85.99 14.26

9044 JMA-I 69 69.0 7.13 -82.36 7.46 2.85 -85.95 14.12

9045 JMA-II 69 69.0 7.13 -82.36 7.46 2.85 -85.95 14.12

9046 JMA-I 13.8 13.8 6.90 -88.53 38.88 7.37 -88.95 54.59

9047 JMA-II 13.8 13.8 6.78 -88.55 39.53 7.24 -88.97 55.56

9050 DRV-PGB 69 69.0 10.05 -85.52 12.77 3.73 -88.21 32.07

9052 DRV-BMS 69 69.0 9.01 -84.38 10.16 3.43 -87.44 22.36

9066 DRV1-PSK 69 69.0 9.76 -85.17 11.83 3.64 -88.00 28.57

9069 DRV2-PSK 69 69.0 9.89 -85.33 12.23 3.68 -88.10 30.09

9073 FCT1-PGB 69 69.0 6.64 -81.82 6.96 2.69 -85.54 12.81

9106 FCT2-PGB 69 69.0 6.42 -81.58 6.76 2.62 -85.34 12.26

9107 PSK-III 13.8 13.8 9.43 -89.15 67.18 10.05 -89.39 94.48

9115 PSK 69 69.0 10.02 -85.46 12.60 3.72 -88.19 31.63

9116 PSK-I 13.8 13.8 9.09 -89.18 69.64 9.68 -89.42 98.16

9117 PSK-II 13.8 13.8 9.26 -89.16 68.35 9.87 -89.40 96.23

9118 BCR 69 69.0 8.51 -82.79 7.90 3.31 -86.67 17.17

9119 BCR-I 13.8 13.8 8.87 -88.50 38.17 9.53 -88.93 53.30

9120 BCR-II 13.8 13.8 9.73 -88.35 34.80 10.53 -88.81 48.25

9121 DRV-VCQ 69 69.0 9.62 -85.00 11.44 3.61 -87.89 27.13

9122 VCQ 69 69.0 9.20 -84.21 9.87 3.49 -87.45 22.48

9123 VCQ-I 13.8 13.8 3.00 -89.62 152.00 0.41 -7.74 0.14

9124 VCQ-II 13.8 13.8 5.35 -89.33 85.21 0.82 -8.51 0.15

9125 DRV-TBS 69 69.0 8.53 -82.82 7.94 3.32 -86.69 17.28

9126 TBS 69 69.0 8.31 -82.61 7.71 3.25 -86.52 16.44

9127 TBS-I 13.8 13.8 2.96 -89.47 109.04 3.03 -89.64 159.71

9128 TBS-II 13.8 13.8 2.93 -89.48 110.14 3.00 -89.64 161.36

9751 FCT3-PGB 69 69.0 7.34 -80.65 6.08 2.97 -85.37 12.34

9752 FCT-DID 69 69.0 2.81 -77.53 4.52 1.27 -81.81 6.95

9753 DRV1-BJD 69 69.0 4.46 -79.52 5.41 1.93 -83.56 8.85

9754 DRV2-BJD 69 69.0 3.47 -78.17 4.77 1.53 -82.48 7.57

9755 BJD 69 69.0 4.03 -78.92 5.11 1.76 -83.09 8.25

9756 BJD 13.8 13.8 5.21 -87.15 20.11 5.69 -87.93 27.62

X-----X------------X------X---------X------X--------X---------X------X--------X

ANEXO H (OAP DA SAÍDA DE LINHA PICI/PRESIDENTE

KENNEDY)

O R D E M D E A J U S T E D E P R O T E Ç Ã O PÁGINA: 07 / 15

SE : PICI II - PCI OAP Nº 006/2010DATA: 15/01/2010

EQUIPAMENTO TENSÃO RELAÇÃO CORRENTE CÓDIGO CARACTERISTICAS / AJUSTES DA PROTEÇÃO TIPO DEITEM OU LT (KV) DE TC DE ANSI PROTEÇÃO FABRICANTE/ REGULAÇÃO GRADUAÇÃO TEMPORI- IMPLANTAÇÃO CONTROLE

PROTEGIDO (A) PICK-UP(A) TIPO TEMPORIZADO INSTANTÂNEO CURVA TAPE EQUIL. CURVA INST. ZAÇÃO NOME DATA SITUAÇÃO OAP NO ITEM NO

840 50 / 51 I>=(0,2 a 4,0)XIN I>>=(1 a 40)XIN (0,05 -10) S I=1,05xIN 5,25 DESL. VINV.

800 - 5 FASE SEG INC. VARIAVEL - IN=5A INC. VAR - IN=5A INC. VARIAVEL 5,25 tI>=0,30

10 LT PCI / PSK 69 840 50 / 51V MRI1-I5U1D I>U=(0,2 a 4,0)XIN I>>U=(1 a 40)XIN (0,05 -10) S I>U=1,05xIN DESL. VINV. SUBSTITUI 094/09 10

DISJ. 12L7 V - D08-6.02 INC. VARIAVEL - IN=5A INC. VAR - IN=5A INC. VARIAVEL 5,25 5,25

U=(10 - 100)V U=87% x 115 V = 100 V

INC. - 5 V 100 VPRIM.< → 60,00 KV

69 800 - 5 848 50 / 51 FASE SIEMENS I=(0,1 a 4,0)XIN I=(0,1 a 25)XIN (0,05 -3,20) S I=1,06xIN tp=0,16 DESL. V.I.

10A LT PCI / PSK 7SJ531_V3.3 INC.DE 0,01IN - IN=5A INCR.DE 0,01IN - IN=5A INC. DE 0,01S 5,30 5,30 SUBSTITUI 094/09 10A

DISJ. 12L7 69 800 - 5 160 50 / 51N NEUTRO SIEMENS I=(0,05 a 4,0)XIN I=(0,05 a 25)XIN (0,05 -3,20) S I=0,2xIN tp=0,40 DESL. V.I.

SET-A - CONDIÇÃO NORMAL - 02L6//02L7//02L8 7SJ531_V3.3 INC.DE 0,01IN - IN=5A INC.DE 0,01IN - IN=5A INC. DE 0,01S 1,00 1,00

69 800 - 5 848 50 / 51 FASE SIEMENS I=(0,1 a 4,0)XIN I=(0,1 a 25)XIN (0,05 -3,20) S I=1,06xIN tp=0,30 DESL. V.I.

10B LT PCI / PSK 7SJ531_V3.3 INC.DE 0,01IN - IN=5A INCR.DE 0,01IN - IN=5A INC. DE 0,01S 5,30 5,30 SUBSTITUI 094/09 10B

DISJ. 12L7 69 800 - 5 160 50 / 51N NEUTRO SIEMENS I=(0,05 a 4,0)XIN I=(0,05 a 25)XIN (0,05 -3,20) S I=0,2xIN tp=0,62 DESL. V.I.

SET-B - CONTING. PERDA DA LT 02L6 OU 02L8 7SJ531_V3.3 INC.DE 0,01IN - IN=5A INC.DE 0,01IN - IN=5A INC. DE 0,01S 1,00 1,00

Área de Planejamento da Operação SOAPPCI .

F. Térmico Série c/ Medição Bucha EQUIPAMENTO RELIGADOR NOME DATA

Sim ou Não Sim ou Não NOME DATA FABRICANTE / TIPO (RELÉ)

SEQUÊNCIA DE OPERAÇÃO

TEMPO DE RELIGAMENTO

TEMPO DE RESET

OBSERVAÇÕES:

NOME DATA RUBRICA NOME DATA RUBRICA

Roberta 15.01.10

EMISSÃO VISTO DO CHEFE

SISTEMA DE RELIGAMENTO

DE RTCs

VERIFICAÇÃO IMPLANTAÇÃORELIGADORES

Área de Planejamento da Operação SOAPPCI .

ANEXO I (DADOS DO TRANSFORMADOR DE POTÊNCIA DA

SUBESTAÇÃO CAMPUS DO PICI)

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