Proteção de Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica ...

Proteção de Sistemas de

Distribuição de Energia Elétrica

- ELOS FUSÍVEIS -

Prof. Dr. Eng. Paulo Cícero Fritzen

1

Proteção de Sistemas de

Distribuição de Energia Elétrica

CHAVE FUSÍVEL E

ELO FUSÍVEL

A chave fusível (ou corta-circuito) é um equipamentoamplamente utilizado na proteção contra sobrecorrentesem redes primárias de distribuição de energia elétrica. Asua operação consiste basicamente na fusão de umelemento fusível, quando o mesmo é percorrido por umasobrecorrente, dentro de um determinado tempo,conforme a sua característica tempo x corrente.

Elo fusível é utilizado no interior do cartucho ou porta-fusível, preso nas suas extremidades.

2

PORTA FUSÍVEL

3

Porta fusível foi substituído pela lâmina desligadora – função como chave de manobra e não proteção

PORTA FUSÍVEL

4

PORTA FUSÍVEL

5

PORTA FUSÍVEL

6

Isolador: Tem por finalidade garantir a isolação da chave fusível. São

constituídos de porcelana vitrificada que apresentam uma resistência

mecânica condizente para suportar a abertura e o fechamento da chave.

Podem ser de corpo único (aplicados em sistemas cuja corrente é menor

ou igual a 200 A), ou do tipo pedestal (com dois isoladores), sendo estes

utilizados em subestações para que possa ser feita a manutenção de

disjuntores e religadores automáticos, sem a interrupção no fornecimento

de energia elétrica.

Gancho para abertura em carga: é acoplado nos terminais da chave

fusível e tem por função possibilitar a abertura da mesma em carga. Sem

este gancho não é possível manobrar a chave sob carga, uma vez que ela

não possui um sistema para extinção do arco elétrico.

PORTA FUSÍVEL

7

Cartucho ou porta-fusível: é o elemento principal da chave

fusível. É constituído por uma fibra de vidro revestida internamente

por uma fibra óssea, que aumenta a sua robustez e gera, em parte,

os gases desionizantes (hidrogênio e monóxido de carbono) que

provocam a interrupção do arco elétrico. Existem cartuchos onde a

saída destes gases ocorre em sua parte inferior e outros pela parte

inferior e superior. A escolha de um ou de outro está diretamente

relacionada com a capacidade de interrupção almejada para a

chave fusível.

Suporte de fixação: tem por finalidade dar sustentação à chave

para que a mesma seja fixada em uma estrutura metálica.

PORTA FUSÍVEL

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Articulação: corresponde à estrutura responsável pela movimentação da

chave fusível, exercendo uma função fundamental na operação da mesma.

É composta pelas seguintes partes:

•Limitador de recuo, cuja função é intertravar diretamente o cartucho no

corpo da chave;

•Amortecedor, cuja função é minimizar o impacto decorrente da abertura do

porta fusível;

•Limitador de abertura de 180º, cuja função é a de não permitir que o

cartucho atinja a estrutura adjacente inferior durante a sua abertura;

•Batentes dos contatos, que tem por função proteger os contatos contra

choques e deformações permanentes.

PORTA FUSÍVEL

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Terminal superior: é composto por três partes metálicas com a finalidade

de garantir um engate perfeito do cartucho e também um bom contato

elétrico.

Resumidamente, as três partes são:

• Contatos principais, constituídos por uma liga de cobre com alta resistência

aos esforços mecânicos e térmicos decorrentes da corrente de curto-circuito.

A sua forma construtiva permite uma auto limpeza durante as operações de

abertura e fechamento.

• Tranca de contato, têm por funções: impedir a abertura acidental da chave

fusível, evitar a queima dos contatos principais durante uma interrupção

normal, reduzir a queima dos contatos principais quando a chave é fechada

em condições de curto-circuito.

• Guarda do contato, cuja função é guiar o cartucho durante o fechamento

da chave, evitando que ele se solte e também proteger os contatos

principais contra avarias durante o manuseio e operação da chave.

PORTA FUSÍVEL

10

ELO FUSÍVEL

11

O elo fusível é montado dentro do cartucho e é composto de um

elemento metálico que na passagem de uma corrente elétrica elevada,

funde-se dentro de um intervalo de tempo determinado. A corrente e o

tempo de fusão variam inversamente, ou seja, quanto maior for a

corrente, menor o tempo de fusão.

ELO FUSÍVEL

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Cabeça com botão: tem por função fixar o elo fusível ao cartucho e

estabelecer o contato elétrico.

Elemento fusível: é fixado em uma extremidade na cabeça com botão

e na outra a uma cordoalha ou rabicho. O elemento fusível deve ser

constituído por um material de tal forma que as suas características não

sejam modificadas quando ocorrer a passagem da corrente nominal.

Para que as curvas características tempo x corrente do elo fusível não

sejam alteradas, é necessário utilizar um material que seja um metal ou

liga metálica, não sujeitas a oxidação e que tenha uma temperatura de

trabalho e ponto de fusão baixo.

ELO FUSÍVEL

13

o O cobre não é indicado par ser utilizado como elemento fusível, uma vez que o seu

ponto de fusão é 1083 °C e temperatura de trabalho 300 °C, causando, portanto uma

carbonização do revestimento interno do cartucho.

oO chumbo que é largamente utilizado em fusíveis de baixa tensão não é apropriado

para a média tensão, pois não tem a dureza necessária para evitar queima e

deformação.

oNeste sentido, uma liga de estanho se torna amplamente adequada para ser utilizada

como elemento fusível, pois além de ter uma boa resistência mecânica, possui uma

temperatura de trabalho menor do que 100 °C e ponto de fusão em 230 °C.

oAs dimensões do elemento fusível (diâmetro e comprimento) e a resistividade elétrica

determinam o seu tempo de fusão em função da corrente passante, sendo este

dependente da temperatura ambiente, da corrente, do grau de envelhecimento e do tipo

de material utilizado.

ELO FUSÍVEL

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Rabicho ou cordoalha: formado por um condutor estanhado,

composto de vários micro fios. O diâmetro da cordoalha, é igual a 4 mm

para elos de 1 a 50 A, 6,5 mm para elos de 65 a 100 A e 9,5 mm para

elos de 140 a 200 A.

Para elos até 100 A, existe um tubo protetor de fibra isolante entre o

elemento fusível e o rabicho, com a função de proteger o elemento

fusível contra danos mecânicos e atuar como estabilizador do tempo de

fusão, produzindo gases com a finalidade de interromper o arco elétrico

para pequenas sobrecorrentes.

ELO FUSÍVEL

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Principio de funcionamento

Os elos fusíveis quando submetidos a passagem da corrente elétrica,

transferem calor por condução à cordoalha. O comprimento do

elemento fusível determina a quantidade de calor transferida, sendo

que quando se tem uma baixa corrente e elemento fusível longo, ocorre

no centro deste a formação de um ponto quente que ocasionará a sua

fusão. Em contrapartida, com a mesma corrente e comprimento

pequeno, todo o calor é transferido para a cordoalha e

conseqüentemente não se tem a formação do ponto quente no centro

do elemento fusível e, portanto, não haverá a sua fusão.

ELO FUSÍVEL

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Principio de funcionamento (continuação)

No caso particular da passagem da corrente de curto-circuito, não

existe tempo suficiente para que o calor seja transferido a cordoalha,

formando assim um ponto quente no elemento fusível ocasionando a

sua fusão. Com base nisto, um elo fusível para uma dada corrente

nominal tem um elemento fusível de diâmetro e comprimento

especificados, de tal forma que o mesmo responda a uma característica

de tempo de operação em função da corrente, de acordo com a norma

NBR 5359/1989 da ABNT.

Com a fusão do elo, ocorre a formação de um arco elétrico que é

extinto devido à ação de gases desionizantes, que proporcionam uma

elevação da rigidez dielétrica, resultando em uma elevada resistência,

provocando assim a interrupção da corrente quando ela passar pelo

zero, impedindo a reignição do arco elétrico.

ELO FUSÍVEL

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Principio de funcionamento (continuação)

Relação de rapidez ou de velocidade: corresponde a razão entre as

correntes de mínima fusão nos tempos 0,1 segundos e 300 segundos

para elos até 100 A. Para elos maiores que 100 A, esta relação é obtida

dividindo-se as correntes mínimas de fusão nos tempos 0,1 e 600

segundos.

FUSÍVEL X DISJUNTOR

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Vantagens e desvantagens dos fusíveis em relação aos disjuntores

•Os fusíveis são mais simples em sua operação, e de baixo custo. Eles

mesmos detectam as sobrecorrentes. Os disjuntores necessitam dos

relés como elementos detectores de correntes anormais;

•Os fusíveis não têm capacidade de efetuar manobras e, portanto, são

usados normalmente com chaves;

•Geralmente, os fusíveis não são de ação repetitiva, exceto as chaves

fusíveis religadoras. Devem ser trocados, com possibilidade de passar

a ser usado um fusível errado. Os disjuntores podem abrir

repetidamente com correntes anormais.


19


•Os fusíveis são dispositivos monofásicos. Portanto, podem causar

danos a motores trifásicos pela possibilidade de operação monofásica.

Os disjuntores têm operação multipolar, evitando-se a operação

monofásica.

•Fusíveis são mais rápidos para operar do que os disjuntores para as

corrente elevadas, mas são mais lentos em sobrecargas.

•Os fusíveis têm característica tempo x corrente não ajustável. Ela pode

ser alterada apenas pela mudança do tamanho e tipo de fusível. Os

relés oferecem uma longa margem de escolha das características

tempo x corrente;


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•Os fusíveis ficam sujeitos a tornarem-se defeituosos sob ação de

correntes próximas de seu ponto de fusão, enquanto que nos

disjuntores isso não acontece.

•Os fusíveis podem tornar-se vantajosos alimentando cargas

monofásicas, derivadas de redes trifásicas, quando ocorrer defeito nas

demais fases.

•Os disjuntores podem ser operados eletricamente nas estações

remotas.

TIPOS DE ELOS FUSÍVEIS

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Existem três tipos de elos fusíveis (em sistemas de distribuição primária)

cada qual som sua característica de tempo de fusão x corrente

Tipo H:

São elos fusíveis de ação lenta destinados a proteção de transformadores

de distribuição instalados no lado de média tensão (primário). São elos

capazes de suportar correntes de alto surto, como as de magnetização dos

transformadores, sem provocar a fusão do elemento fusível. Suportam, por

exemplo, 80 a 100 A durante 0,1 segundos, e a relação de rapidez varia de

11,4 a 36,4.

Estão disponíveis nas correntes de 1, 2,3 e 5 A, com a fusão em 300

segundos em 2,3, 3,5, 4,5 e 7 A. Existe também elos tipo H de 8 A, com

corrente mínima de atuação igual a 15 A.

Os elos H não possuem capacidade de sobrecarga, e ela é apenas o valor

nominal do elo.


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Tipo K e T:

Os elos tipo K têm característica rápida, enquanto que os do tipo T têm

característica lenta. Os elos K e T da mesma bitola têm pontos idênticos em

300 e/ou 600 segundos nas curvas tempo x corrente, tendo, portanto, as

mesmas características de sobrecargas. Porém, as curvas tempo x corrente

divergem abaixo destes pontos. O elo K é mais rápido com corrente elevada

do que o T da mesma bitola. A diferença entre os dois resulta da relação de

rapidez. Enquanto os elos K tem relação de rapidez entre 6 e 8,1, os elos T

tem relação entre 10 e 13 (mais lentos). Os elos T são pouco utilizados no

Brasil e geralmente, assim como os K, são aplicados na proteção de ramais

das redes de distribuição primária. São divididos em dois grupos:

Preferenciais: 6, 10, 15, 25, 40, 65, 100, 140 e 200 A

Não-preferenciais: 8, 12, 20, 30, 50 e 80.


23

Curva característica do tempo de

mínima fusão dos elos 50 T e 50 K,

em função da corrente.


24

Ambos os grupos preferenciais e não-preferenciais são séries completas e

aceitáveis por si mesmas. Assim, na implantação de elos com finalidade de

proteção escolhe-se um grupo e exclui-se o outro. Isto, pois não existe

seletividade entre elos preferenciais e não-preferenciais adjacentes

(ex: elo 6 não coordena com o elo 8, mas coordena com o elo 10, 12 e outros;

o elo 8 não coordena com o elo 10 , mas coordena com o elo 12, 15 e outros).

Geralmente, são utilizados os elos preferenciais, já que são em número

superior aos não-preferenciais, aumentando a flexibilidade operativa.


25

Os elos K e T admitem sobrecargas de até aproximadamente 1,5 vezes os seus valores

nominais sem causar excesso de temperatura à chave fusível, conforme mostra a

Tabela que segue. Por outro lado, a fusão dos elos K e T ocorrem em aproximadamente

2,5 vezes os seus valores nominais, para 300 segundos. Esta capacidade de

sobrecarga é muito importante em aplicações onde a coordenação limita a escolha do

elo fusível a ser utilizado.

Elo fusívelH

Imáx(A)

Elo fusívelK ou T

Imáx(A)

Elo fusívelK ou T

Imáx(A)

1 1 6 9 40 60 (1)

2 2 8 12 50 75 (1)

3 3 10 15 65 955 5 12 18 80 120 (2)

15 23 100 150 (2)

20 30 140 19025 38 200 20030 45

Corrente máxima admissível em regime permanente

1 somente quando for utilizada uma chave fusível de 100 ou 200 A2 somente quando for utilizada uma chave fusível de 200 A

Critérios para a Seleção das

Chaves e Elos Fusíveis

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a) A seleção de uma chave-fusível fica condicionada à compatibilidade entre as

características elétricas do seu ponto de instalação e às características elétricas da

chave-fusível. Para tal, os seguintes critérios devem ser obedecidos:

Tensão Nominal: A tensão nominal da chave fusível deve ser, no mínimo,

aproximadamente igual à classe de tensão do sistema onde será instalada.

Corrente nominal: deve ser igual ou maior do que 150% do valor nominal do elo-fusível

a ser instalado no ponto considerado. Em casos onde não exista a possibilidade de

crescimento de carga, não haverá necessidade de obedecer a este critério.

Nível Básico de Isolamento (NBI): Deve ser compatível com a do sistema.

Capacidade de Interrupção: Deve ser maior que a corrente de curto-circuito trifásica

(simétrica e assimétrica) no ponto de instalação.



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b) Na proteção de transformadores de distribuição, de modo geral, o elo fusível deve

proteger o transformador. Para que essa proteção seja efetiva, os seguintes critérios

devem ser obedecidos:

•O elo-fusível deve operar para curtos-circuitos no transformador ou na rede secundária,

eliminando a repercussão dessas faltas na rede primária.

•O elo-fusível deve suportar continuamente, sem fundir, a sobrecarga que o transformador

é capaz de admitir sem prejuízo de sua vida útil.

•O elo-fusível poderá fundir no intervalo de 17 segundos, quando submetido a uma

corrente de 250% e 300% da corrente nominal do transformador.

•O elo fusível deve suportar a corrente transitória de magnetização durante 0,1 segundo,

sendo esta estimada em 8 a 12 vezes a corrente nominal dos transformadores de potência

até 2 MVA.

Nota: Nem sempre é possível atender, simultaneamente, às quatro condições supracitadas, o que

poderá resultar na perda da proteção do transformador contra sobrecargas por meio de elo fusível.



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c) Para a proteção de ramais, os critérios para o dimensionamento efetivo da

corrente nominal do fusível são dados por:

A corrente nominal do fusível deve ser maior que a corrente de carga prevista

para o horizonte de estudo (de 3 a 5 anos).

Ielo > FC * Icarga ou Ielo > 150% * Icarga máxima

Onde:

Ielo é a corrente nominal do elo-fusível;

FC é o fator de crescimento da carga, dado por:

Onde:

x% é o fator de crescimento percentual anual.

n é o número de anos para horizonte de estudo.

%1

100

nx

FC



29

Icarga é a corrente de carga máxima atual passante no ponto de instalação,

já levando-se em consideração as manobras.

Ielo 013” > Iinrush

Onde : I elo 0,13” é a corrente de fusão do elo para o tempo de 0,13”.

I inrush é a corrente de inrush esperada.

A corrente nominal do fusível também deverá ser

ou

Onde:

IccFTmin é a corrente de curto-circuito fase-terra mínima (resistência de aterramento de

40 - 50 Ω) no fim do trecho sob proteção do elo. Se possível, considerando também o

fim do trecho para o qual ele é proteção de retaguarda.

Ielo 300” é a corrente em 300” na curva de tempo máximo de interrupção.

min

4

ccFTelo

II

300" minelo ccFTI I

Seletividade

Elo Fusível – Elo Fusível

30

Quando dois ou mais fusíveis são aplicados a um sistema, o dispositivo mais próximo do

lado da falta é conhecido como dispositivo protetor e mais próximo da fonte é conhecido

como dispositivo protegido. Portanto, a condição de um fusível ser protetor ou protegido

dependerá de sua posição em relação ao outro fusível considerado e a carga, como ilustra

a Figura 6.6 (McGRAW-EDISON COMPANY).em aplicações onde a coordenação limita a

escolha da bitola (GUIGUER, 1988).

Subestação

Fusível

protegido

Fusível

protetor

Fusível

protetor

Carga

Carga

FIGURA 6.6- Definição dos dispositivos de proteção com relação a sua localização (McGRAW-EDISON

COMPANY).

Seletividade


31

Existem dois princípios básicos que devem ser levados em conta antes de

se analisar de fato a seletividade entre fusíveis.

- O dispositivo protetor deve eliminar uma falta seja ela temporária ou

permanente antes que o dispositivo protegido (fusível) interrompa o circuito

ou haja desligamento permanente (por religador ou disjuntor) do circuito.

- Desligamentos causados por faltas permanentes devem se restringir a

menor região possível e no menor tempo possível.

Seletividade


32

Um exemplo simples da seletividade de um sistema está mostrado na Figura 6.7, onde a

SE recebe energia de uma LT, abaixando a tensão para o nível de distribuição. A energia

então é entregue aos consumidores por meio dos transformadores de distribuição.

FIGURA 6.7- Exemplo típico de seletividade entre fusíveis de um sistema de distribuição (McGRAW-

EDISON COMPANY).

Subestação

Carga Carga Carga

Religador

Transformador

de

Distribuição

4 2

3

1

5

6

B

A

C

D

H

E F G

Seletividade


33

Os dispositivos de proteção nessa ilustração estão localizados em pontos

estratégicos de modo a permitirem a seletividade. O dispositivo A está na

subestação. Os dispositivos C e H estão no alimentador principal. O

dispositivo B está em um ramal do alimentador principal. O dispositivo D está

no lado primário do transformador de distribuição e os dispositivos E, F e G

são fusíveis relacionados à carga no lado secundário do transformador de

distribuição. Todos os dispositivos devem ter sido selecionados

adequadamente para suportar a corrente de carga e responder de forma

segura às correntes de falta.

Seletividade


34

Com relação ao dispositivo H, o dispositivo C é o dispositivo protegido. Para

uma falta no ponto 1, o dispositivo C não deve abrir e o dispositivo H deve

interromper a corrente de falta. Já em relação ao dispositivo A, o dispositivo

C é o dispositivo protetor e deve interromper a corrente para uma falta

permanente no ponto 2 antes que o dispositivo A opere desligando o circuito.

O dispositivo B também é o dispositivo protetor para A e deve operar

similarmente a C para uma falta no ponto 3. O dispositivo A só opera quando

a falta ocorre entre os dispositivos A e C ou A e B, tal como no ponto 4. Para

uma falta no ponto 5, o dispositivo D opera, excluindo esse trecho faltoso do

sistema. Para uma sobrecarga no lado secundário do transformador de

distribuição, no ponto 6, o dispositivo E deve interromper a corrente no trecho

por ele protegido, permitindo desse modo que o transformador continue a

alimentar os consumidores conectados a outros sub-ramais, protegidos por F

e G, no seu lado secundário.

Seletividade


35

A seletividade entre elos-fusíveis deve obedecer os seguintes critérios:

A coordenação deve ser realizada considerando a máxima corrente de curto-circuito e

a corrente de curto-circuito fase-terra mínima, no ponto de instalação do elo fusível

protetor. Se não for possível a coordenação para ambos os valores de corrente, utiliza-

se a corrente de curto-circuito fase-terra mínimo, tendo em vista ser este o mais

provável de ocorrer (ELETROBRAS, 1982). Assim, a seletividade poderá ser perdida

para defeitos entre fases.

Em sistemas trifásicos a quatro fios, onde o condutor neutro é contínuo e interligado à

malha da subestação, a coordenação deverá ser realizada considerando a máxima

corrente de curto-circuito no ponto de instalação do elo protetor. Se não for possível a

coordenação para este valor de corrente, utiliza-se a corrente de curto-circuito fase-

terra (franco), tendo em vista que este tipo de defeito é possível de ocorrer.

Seletividade


36

Caso o elo protetor seja o do transformador de distribuição, a coordenação com o elo

protegido será desprezada, se essa coordenação acarretar em um valor muito elevado do

elo protegido, prejudicando a seletividade da proteção do circuito primário.

Quando existir elevado número de fusíveis em série poderá ser impraticável a seletividade

do sistema. Neste caso, deve ser reduzida a quantidade de fusíveis ou ser instalado um

religador ou seccionalizador.

Elos fusível tipo H não devem ser utilizados na proteção de circuitos primários, reservando-

os para a proteção de transformadores de distribuição, pois são lentos e adequados a esse

fim. Para proteção de circuitos primários utilizam-se os elos do tipo K e T.

Para ampliar a faixa de coordenação e reduzir ao mínimo os tipos de elos fusíveis

utilizados, deve-se optar sempre que possível pela utilização:

ou dos elos preferenciais (6, 10, 15, 25, 40, 65, 100, 140 e 200K)

ou dos elos não-preferenciais (8, 12, 20, 30, 50 e 80K).

Seletividade


37

Obedecendo a esses critérios, a coordenação Fusível-Fusível pode

ser obtida por três métodos:

Usando curvas características de fusíveis.

Usando as tabelas de coordenação preparadas pelos fabricantes

de fusíveis.

Usando uma regra de procedimento prático.

Seletividade


38

Primeiro método (Curvas características)

A seletividade entre o elo fusível protegido e o protetor é considerada satisfatória

quando o tempo máximo de interrupção do elo fusível protetor for no máximo 75%

do tempo mínimo de fusão do elo protegido, em toda a faixa de coordenação,

como mostra a próxima figura . Nesse caso, é necessário que o tempo total do

fusível protetor não exceda a 75% do tempo mínimo de fusão do fusível protegido.

A margem percentual de 25% foi escolhida por levar em consideração algumas

variáveis de operação, tais como pré-carregamento, temperatura ambiente e a

fusão parcial do fusível devido a curta duração da corrente de falta.

Seletividade


39

Naturalmente, se não houver nenhuma intersecção entre as duas curvas mencionadas, é obtida uma

coordenação completa em termos de seletividade. Entretanto, se houver algum ponto de intersecção

entre as duas curvas, o valor da corrente associada a este ponto será o limite de uma coordenação

parcial obtida (GÖNEN, 1986).

Fonte Carga

Falta

Fusível

Protegido

A B

Fusível

Protetor

Corrente

Te

mp

o

Curva mínima de Fusão do Fusível A

Curva com 75% dos tempos da Curva

mínima de Fusão do Fusível A

Curva máxima de Fusão do Fusível B

Região

de

Coordenação

Seletividade


40

A coordenação entre fusíveis necessita que o tempo máximo de eliminação

da falta pelo fusível principal não seja superior a 75% do tempo mínimo de

fusão do fusível de retaguarda para qualquer falha na zona do fusível

principal. Este critério garante que o fusível principal elimina a falta antes

do fusível de retaguarda sofrer qualquer dano. A margem de 25 %

acomoda erros da curva tempo-corrente do fusível, também variações de

temperatura ambiente e condições de pré-carregamento do sistema.

Seletividade


41

Seletividade


42

Segundo método (Método da Coordenação)

É estabelecido o uso de tabelas de coordenação desenvolvidas pelos fabricantes

dos fusíveis (GÖNEN, 1986). Este método é considerado o mais conveniente na

coordenação entre fusíveis, sendo geralmente o mais utilizado (McGRAW-

EDISON COMPANY).

As Tabelas 6.2 e 6.3 foram desenvolvidas pela companhia General Electric para

os fusíveis rápidos (K) e lentos (T). Essas tabelas mostram a máxima corrente de

falta na qual a coordenação entre fusíveis é garantida. Neste caso, os fusíveis são

tomados dois a dois, sendo as tabelas baseadas na margem de 25% descrita no

primeiro método. Nesse caso, a determinação da curva de tempo total não é

necessária já que o valor máximo da corrente de falta para uma determinada

combinação de fusíveis em série é dado pelas tabelas (GÖNEN, 1986).

Seletividade


43

TABELA 2 - COORDENAÇÃO ENTRE FUSÍVEIS DO TIPO K

(McGRAW-EDISON COMPANY).

Seletividade


44

TABELA 3 - COORDENAÇÃO ENTRE FUSÍVEIS TIPO T

(McGRAW-EDISON COMPANY).

Seletividade


45

Para ampliar a faixa de coordenação entre os fusíveis e reduzir ao mínimo os

tipos de fusíveis utilizados, deve-se optar sempre que possível ou por elos

preferenciais (6, 10, 15, 25, 40, 65, 100, 140 e 200K) ou pelos não-preferenciais

(8, 12, 20, 30, 50 e 80K). Ambos os grupos preferenciais e não-preferenciais são

séries completas e aceitáveis entre si. Com isso, na implantação de elos com

finalidade de proteção escolhe-se um grupo excluindo-se o outro. Isso porque não

existe seletividade entre elos preferenciais e não-preferenciais adjacentes

(GUIGUER, 1988).

Como o número de elos preferenciais é superior ao número de elos não-

preferenciais, adota-se normalmente os elos preferenciais em sistemas de

distribuição, porque aumenta a flexibilidade operativa (GUIGUER, 1988).

Seletividade


46

Terceiro método (Regra do procedimento prático)

Aqui, usam-se elos preferenciais do tipo T com elos preferenciais do tipo T ou vice-versa

(não-preferenciais do tipo T com não-preferenciais do tipo T), ou elos não-preferenciais do

tipo K com elos não-preferenciais do tipo K ou vice-versa (preferenciais do tipo K com

preferenciais do tipo K).

Pode-se usar esse método para os dois tipos de fusíveis mais empregados: K e T.

A regra estabelece que:

Para os elos do tipo K, é prevista uma coordenação satisfatória entre fusíveis até uma

corrente 13 vezes a nominal do fusível protetor, tanto entre os elos preferenciais adjacentes,

quanto pelos elos não-preferenciais adjacentes.

Para os elos do tipo T, é prevista uma coordenação satisfatória entre fusíveis até uma

corrente 24 vezes a nominal do fusível protetor, tanto entre os elos preferenciais adjacentes,

como entre elos não-preferenciais adjacentes.

Seletividade


47

As regras práticas revelam-se extremamente úteis em sistemas onde a corrente

de carga e a corrente de falta decaem proporcionalmente a medida que os pontos

de estudo para a coordenação se afastam da subestação.

É bom lembrar que, independente do método a ser usado, quando existir um

elevado número de fusíveis em série, poderá ser impraticável a coordenação

seletiva do sistema. Nesse caso, deve ser reduzida a quantidade de fusíveis em

série ou, se possível, instalar um religador ou seccionalizador.

Também, não se devem usar fusíveis do tipo H para proteção de circuitos

primários, reservando este tipo de fusível somente para a proteção de

transformadores de distribuição.

Seletividade


48

TABELA DE FUSÍVEIS TIPO H - PARA TRANSFORMADORES DE DISTRIBUIÇÃO

Seletividade


49

TABELA DE COORDENAÇÃO ENTRE ELOS FUSÍVEIS TIPO K E TIPO H

Seletividade


50

Seletividade


51

Seletividade


52

Seletividade


53

Seletividade


54

1200

1040

400

160

I carga máx no 5º ano= 13 A

Subestação

13,8 kV

650

562

300

120

1

2

Legenda

Icc 3F

Icc FT

Icc FT

Icc FT min

Ponto

Correntes de

curto-circuito

(A)

R

3x15 kVA

8x75 kVAPotência instalada =

Dimensionamento de chave e elo fusível

EloI de

carga Max (A)

I elo

300” (A)

I

0,13” (A)

10K 10 23 110

15K 15 37 190

25K 25 60 315

40K 40 85 510

65K 65 150 800

elos fusíveis disponíveis

Seletividade


55

EXEMPLO DE APLICAÇÃO

Seletividade


56

Exemplo de relação entre o curto-circuito fusível e o elo fusível

* 100K

I carga máx = 80 A

Subestação

13,8 kV

* Verificar a Tabela de corrente máxima admissível em regime permanente

Seletividade


57

EXERCÍCIO:

Fazer o estudo de seletividade tomando como base o valor da corrente de

curto-circuito mínimo, já que este tipo de defeito é o que ocorre com mais

freqüência. Note que neste caso poderão ocorrer descoordenações para

defeitos trifásicos, bifásicos ou fase-terra máximo. Considere uma taxa

anual de crescimento da carga de 8 % e um horizonte de estudo de 2 anos.

Seletividade


58

430

372

320

600

520

400

21 A

2

300

260

200

340

294

210

260

225

35

3

4

1

Subestação

5

13,8 kV

280

242

100

300

260

120

250

217

45

520

450

380

6

7

420

364

180

9 A12 A6 A

6 A

6 A

3 A

Legenda

Icc 3F

Icc FF

Icc FT min

Ponto

Correntes de

curto-circuito

(A)

500

433

350

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