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COMPARAÇÃO DA COORDENAÇÃO DA PROTEÇÃO E SELETIVIDADE DE UM SISTEMA INDUSTRIAL PARTINDO DO CÁLCULO DE CURTO-CIRCUITO ATRAVÉS DAS NORMAS IEEE/ANSI C37.010-1979/1999, IEC60909 E O MÉTODO ABRANGENTE

A PARTIR DO SOFTWARE SKM POWER*TOOLS FOR WINDOWS (PTW).

Bruno Venâncio

Orientadores: Prof. Antônio Eduardo Hermeto Eng. Tiago Elias Castelo de Oliveira

Instituto de Sistemas Elétricos e Energia (ISEE)

Resumo – O trabalho apresentado tem como objetivo a elaboração de um estudo de coordenação e seletividade [8] contra sobrecorrente em um sistema elétrico industrial, partindo da análise comparativa dos resultados de curto-circuito através das normas IEEE/ANSI C37.010-1979/1999 [1] e IEC60909 [2], e também pelo método abrangente de cálculo de curto-circuito [10]. Este estudo consiste em definir os ajustes dos dispositivos de proteção contra sobrecorrente, a partir dos dados nominais dos equipamentos protegidos e suas curvas de danos com base nos gráficos “tempo versus corrente” fornecidos pelo software SKM Power*Tools for Windows (PTW) [11].

Palavras-Chave: Correntes de Curto-Circuito, IEEE/ANSI C37. 010-1979/1999, IEC 60909, SKM, Método Abrangente, Seletividade, Coordenação.

I. INTRODUÇÃO

Na operação de sistemas elétricos de potência ocorre, com uma dada frequência, eventos com características destrutivas que colocam o sistema sob uma determinada condição de operação a qual leva ao esforço em demasia de seus equipamentos [8]. Devido à ocorrência desses eventos, a continuidade de fornecimento de energia elétrica fica prejudicada,

levando prejuízos tanto ao consumidor, quanto à concessionária de energia. A falha mais comum observada em um sistema elétrico é o curto-circuito, que é caracterizado por elevadas correntes circulando em meio aos equipamentos elétricos da rede. O aumento excessivo da corrente gera uma queda no nível da tensão do sistema, levando a danos irreparáveis, tanto mecânicos como elétricos [9]. Em decorrência dos impactos gerados por um curto-circuito, torna-se necessário um método de ajuste de proteção que deve ser o mais simples possível e que proteja, de forma adequada, os equipamentos elétricos. A idéia do referido trabalho, é buscar e definir esses ajustes para a proteção de sobrecorrente (funções 50 e 51) de uma planta industrial, sendo capaz de comparar os resultados obtidos através da simulação do curto-circuito no sistema, com base nas metodologias citadas, de modo que os mesmos não violem as curvas de danos e que os dispositivos de proteção interrompam rapidamente as sobrecorrentes, garantindo rapidez e seletividade na eliminação do curto-circuito. Para atingir o objetivo foi utilizado um sistema elétrico industrial de 138 kV, o qual foi modelado no software SKM Power*Tools for Windows (PTW) [11]. Os ajustes dos dispositivos de proteção foram definidos, considerando as correntes de curto-circuito trifásicas.

TRABALHO FINAL DE GRADUAÇÃO

OUTUBRO/2013 UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ

ENGENHARIA ELÉTRICA

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Com isso, faz-se uma comparação, determinando as análises críticas quanto aos seus resultados. As seções seguintes tratam de um breve histórico de estudos semelhantes e de uma discussão sobre a filosofia de proteção adotada em sistemas elétricos de potência, quanto aos procedimentos de cálculo das correntes de curto-circuito e também do critério para o ajuste da coordenação e seletividade do sistema. Por fim, é apresentada a metodologia utilizada na obtenção dos resultados referentes à proteção da planta industrial, bem como as devidas conclusões.

II. CONTEXTO DE ESTUDOS JÁ REALIZADOS

Não foram encontrados trabalhos que fizessem uma análise minuciosa e comparativa deste assunto envolvendo as três metodologias de cálculo de corrente de curto-circuito, julgadas principais, através da comparação com os ajustes usados para proteção de um sistema elétrico. Logo, acredita-se que através deste trabalho, será possível a determinação da melhor metodologia aplicável para que se garanta uma estabilidade maior do sistema de proteção, lembrando que a escolha das normas para estudos de curto-circuito podem ser utilizadas, por exemplo, no dimensionamento de cabos e barramentos do sistema [4]. Através do embasamento teórico apresentado por [3,4], buscou-se uma linha de pensamento que visa um melhor compromisso entre a precisão e a simplicidade nas simulações efetuadas.

III. FILOSOFIA DE PROTEÇÃO

III.1 Objetivo

Na operação de sistemas elétricos, os danos causados aos equipamentos não provém somente dos curto-circuitos, pois parte das falhas dos mesmos, está ligada a sobrecargas, que são condições operativas acima dos limites nominais dos equipamentos [8]. As sobrecargas são devidas ao excesso de consumo de energia que acontece em determinados momentos do dia. Os fenômenos citados anteriormente são inerentes ao funcionamento de sistemas de potência, mesmo tendo-se levado em conta rigorosos métodos de projeto, baseados nas mais conservadoras normas. Por esta razão, a segurança de um sistema de potência fica relacionada ao sistema de proteção. A função de um sistema de proteção, é assegurar o isolamento da parte elétrica com defeito. Esta interrupção não pode ser feita de maneira aleatória, sendo necessário coordenar os equipamentos de proteção para que o defeito seja eliminado, com a condição de que seja mínima a perda de fornecimento de energia ao cliente.

A proteção do sistema, em geral, fica em função das características dos relés, disjuntores e fusíveis utilizados. Estes relés e fusíveis são utilizados em conjunto com o disjuntor que tem por função a parte mecânica da proteção o qual irá abrir e isolar a parte do circuito com defeito. III.2 Conceito de Coordenação e Seletividade

Vale ressaltar que o objetivo de um sistema de proteção é voltado a três aspectos: manter a integridade dos equipamentos, garantir a segurança das pessoas envolvidas e assegurar a continuidade plena e de qualidade de serviço. Assim, define-se o 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, segundo a NBR 8769 . De acordo com a NBR 5460, 1992, Proteção é “Ação automática provocada por dispositivos sensíveis a determinadas condições anormais que ocorrem num circuito, no sentido de evitar ou limitar danos a um sistema ou equipamento elétrico”. Os equipamentos de proteção são definidos como quaisquer componentes necessários ao desempenho da função completa de um sistema de proteção (NBR 8769, 1985) . Define-se coordenação e seletividade [8] como sendo a propriedade de coordenação das características de operação de dois ou mais dispositivos de proteção contra sobrecorrentes, de modo que, no caso de ocorrerem sobrecorrentes entre limites especificados, somente opere o dispositivo previsto para operar dentro desses limites. Portanto, é a propriedade capaz de reconhecer e selecionar as condições que deve atuar, a fim de evitar operações desnecessárias, sempre buscando interferir no sistema o menos possível. O relé será considerado seguro, se responder somente às faltas dentro da sua zona de proteção. III.3 Dispositivos de proteção

Para a proteção de sistemas elétricos existem vários equipamentos que são úteis na eliminação de falhas, dentre os quais:

Fusíveis; Disjuntores; Relés.

Os disjuntores, equipamento de manobra, têm a função mecânica de desconectar a parte do circuito que opera fora dos limites operacionais definidos para o sistema. Ultimamente, com o avanço da tecnologia digital, uma nova gama de disjuntores foi incorporada ao sistema. Estes disjuntores possuem curvas de atuação tempo-corrente, os quais percebem se o sistema possui uma falha ou não.

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Os fusíveis são dispositivos de proteção capazes de eliminar uma falha no sistema pela fusão de seu elemento metálico de proteção. Este tipo de dispositivo, é normalmente utilizado em sistemas de média e baixa tensão e é dificilmente empregado em sistemas de alta tensão, devido à dificuldade de obter sistemas seletivos. Enquanto os fusíveis têm funções de proteção limitadas, existem equipamentos que incorporam, em um só dispositivo, várias funções de proteção. Este dispositivo é denominado relé. O relé tem por função analisar a operação do sistema e dada uma condição de operação anormal, o mesmo age sobre o disjuntor o qual eliminará o defeito. Os tipos de relés de proteção usuais [8], são:

Relés de sobretensão; Relés de subtensão; Relés de sobrecorrente; Relés de proteção de terra; Relés térmicos; Relés de sobrecarga.

Além dessas várias funções citadas, pode-se ajustar a sua curva de atuação tempo-corrente de três formas [9]:

Atuação instantânea; Atuação temporizada com retardo

dependente (Curvas de tempo inverso); Atuação temporizada com retardo

independente (Curva de tempo definido).

A atuação instantânea, como o próprio nome diz, não apresenta retardo intencional no tempo de atuação. O retardo existente no relé que possui esse tipo de atuação é intrínseco às suas características construtivas, implicando na inércia natural do mecanismo de disparo. Já a atuação temporizada com retardo dependente (Curvas de tempo inverso) é a mais utilizada em sistemas elétricos de potência e é definida por sua característica inversa de atuação (nível de corrente alto, atuação rápida, nível de corrente baixo, atuação lenta), sendo assim esta possui uma variedade de curvas inclinadas em razão de sua necessidade de uso. Por fim a atuação temporizada com retardo independente da corrente é caracterizada por um tempo de atuação constante, independente da magnitude da corrente. A Fig. 1 [9] mostra as curvas típicas de atuação temporizada com retardo dependente e independente dos relés de proteção.

Fig. 1 – Características das curvas de tempo inverso

e definido dos relés de proteção

IV. O SOFTWARE POWER*TOOLS FOR

WINDOWS-SKM

IV.1- O programa

O SKM Power*Tools for Windows [11] é um software para projeto e análise de sistemas elétricos de potência, graficamente interativo e com poderosa base de dados que eficientemente organiza, processa e apresenta os resultados de vários estudos que estão disponíveis no mesmo. Entre eles:

Estudo de Demanda de Cargas; Fluxo de Potência; Curto-Circuito; Seletividade.

Das funções citadas acima, foram utilizados nesse trabalho as funções de cálculo de curto-circuito e de seletividade, os quais são fornecidos pelos módulos DAPPER [10] e CAPTOR [7] do PTW, respectivamente. IV.2- Módulos DAPPER e CAPTOR do PTW

O PTW/DAPPER [10] oferece quatro estudos: Estudo de Demanda de Cargas, Estudo de Dimensionamento, Estudo de Fluxo de Cargas e Estudo de Curto-Circuito.

No estudo de curto-circuito, foram utilizadas três ferramentas que calculam a corrente de falta de maneira diferente. São elas:

A_FAULT; IEC_FAULT; SHORT CIRCUIT.

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O módulo A_FAULT [6] fornece o cálculo completo de curto-circuito no sistema elétrico conforme a norma ANSI C37. O programa oferece soluções separadas para sistemas de baixa, média e alta tensão para cálculos simétricos, transitórios e de interrupção ou perturbação, conforme definições da norma. Para os sistemas de média e alta tensão, os valores transitórios e de perturbação, podem ser calculados usando um dos dois métodos permitidos pela norma: E/X ou E/Z.

O estudo utiliza diretamente os segmentos de curva AC e DC requeridos pelas normas ANSI C37.5 e ANSI C37.010 [1].

O módulo IEC_FAULT [5] calcula a corrente de curto-circuito usando a tensão equivalente das fontes requerida pela norma IEC 60909.

Calculam-se faltas trifásicas, fase para terra, fase-fase para a terra, e fase-fase. Define-se perante a norma uma tabela com o fator de tensão para determinar as tensões de pré-falta, como também a corrente de retorno pelo, terra para a falta fase-fase-terra.

O módulo SHORT CIRCUIT é o estudo baseado no método de cálculo abrangente de curto-circuito [10].

Este método calcula as correntes de falta balanceadas e não balanceadas em todas as barras, e examina em detalhes as correntes dos ramos associados com a barra em falta. A análise de curto-circuito segue a técnica convencional da relação E/Z, usando superposição e análise vetorial complexa. O estudo de curto-circuito calcula valores da falta em RMS simétrico, corrente de pico e valores assimétricos com componente DC. O estudo emite relatório em valores de fase ou componentes sequenciais, assim como valores assimétricos para 0.5, 3, 5 e 8 ciclos, e também de duração definida pelo usuário.

Como visto anteriormente, o módulo PTW/DAPPER [10] é utilizado para o calculo das correntes de curto-circuito do sistema, baseado nos três métodos acima. O PTW/CAPTOR [7] está relacionado com o estudo de coordenação e seletividade do sistema em análise.

O estudo do CAPTOR traça as características tempo-corrente da coordenação (TCC) do componente elétrico, assegurando-se que protejam os sistemas elétricos de sobrecarga e curto-circuito. È viável coordenar uma curva do TCC mudando-se seus limites e redesenhando-os, ou arrastando a curva no próprio coordenograma deixando-a seletiva. Pode-se também modificar ou adicionar novos dados de proteções do fabricante á biblioteca.

V. CURVAS TEMPO-CORRENTE E CRITÉRIOS DE

AJUSTE DA PROTEÇÃO

V.1 – Transformadores

Transformadores são os equipamentos elétricos de maior importância e de maior custo em uma subestação ou planta industrial, sendo assim necessário um ajuste refinado em sua proteção [8].

Para o ajuste das funções 50 e 51 do relé de sobrecorrente, é importante atentar ao problema da sobrecarga, curto-circuito e da corrente inrush do transformador.

A corrente de magnetização do transformador (inrush), que é a corrente vista apenas no primário do transformador quando o mesmo é energizado, deve ser levada em consideração para que o relé do primário do mesmo não atue neste período. A atuação do relé do primário do transformador, no momento da energização do mesmo, gera impacto na continuidade de serviço da rede. A corrente de inrush, para transformadores abaixadores, possui valores de 5 a 10 vezes a corrente nominal do transformador ou de 10 a 25 vezes a corrente nominal para transformadores elevadores.

A corrente de inrush de um transformador ocorre devido a vários fatores entre os quais:

Energização do transformador; Ocorrência de falta externa; Ao paralelar um transformador energizado com

outro; Tensão de restabelecimento após a eliminação de

uma falta externa.

Do exposto acima foi utilizada uma corrente de pick-up de 1.5 vezes a corrente nominal do transformador para ajustar a função 51 e foi respeitada a condição de ocorrência da corrente de inrush, para a função 50.

Definindo estas diretrizes, foi possível proteger o transformador ajustando-se a curva dos relés de proteção abaixo da curva tempo-corrente do mesmo. A curva tempo-corrente de um transformador tem o formato conforme Fig. 2 [7].

 

Fig. 2 –

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Esses três métodos citados são listados abaixo [1], [2], [10]:

Norma IEEE/ANSI C37.010-1979/1999; Norma IEC60909; Método Abrangente.

A Norma IEEE/ANSI C37.010-1979/1999 [1] é uma norma baseada na impedância. Ela se baseia em fatores de correção para as impedâncias dos equipamentos, na presença de um curto-circuito.

A Norma IEC60909 [2] é uma norma baseada na corrente. Esta norma se preocupa em usar fatores de correção para a corrente de curto-circuito do sistema e dá a devida atenção para o cálculo, de forma detalhada, das contribuições de cada ramo.

O Método Abrangente [10], é o método utilizado e ensinado na graduação em Engenharia Elétrica, sendo um método de cálculo sem fatores de correção, e menos conservativo no cálculo de corrente de curto-circuito.

Obtendo-se os resultados dos cálculos das correntes de curto-circuito nos barramentos do sistema pelos três métodos, foi possível ajustar as funções de sobrecorrente dos relés de proteção [8].

VII.3- Ajuste das funções de sobrecorrente

Com os resultados das correntes de curto-circuito, foram ajustadas as funções de sobrecorrente dos relés, os quais operam quando um determinado valor de corrente de pick-up é alcançado, sendo estas funções:

Função 50 ; Função 51 . 

 As funções 50 e 51 são as funções instantâneas e temporizadas, respectivamente, do relé de sobrecorrente.

Sendo assim, foi realizado o ajuste da proteção, de forma a manter a coordenação e a seletividade do sistema.

VII.4 - Análise da coordenação e seletividade

A coordenação e a seletividade da planta industrial foram feitas através do software Power*Tools for Windows-SKM (PTW) [11], utilizando seu módulo CAPTOR [7], o qual gera todas as curvas tempo-corrente tanto dos dispositivos de proteção, como dos equipamentos elétricos a serem protegidos. Foi utilizado, nessa etapa, um tempo de coordenação entre os relés de 300ms.

A referência adotada para ajuste dos relés, foi a corrente Inicial Simétrica [10], determinada pelo Método Abrangente. Esse ajuste foi feito utilizando-se o valor rms da corrente de curto-circuito trifásica inicial, calculada por este método, pois esse é o método que não implica em nenhum fator de correção ao sistema em estudo. Essa escolha foi feita devido à simplicidade do método, permitindo assim uma melhor comparação entre esta e as outras normas de corrente de falta para o ajuste da proteção. Após o ajuste de todos os relés, foram geradas folhas de seletividade com os níveis de curto-circuito [9], determinados pelas três normas e comparadas à distância dessas correntes de curto entre si, com relação às curvas tempo-corrente dos relés do sistema. Assim pode-se chegar à conclusão sobre qual é o método mais conservativo, menos conservativo e o intermediário para o ajuste da proteção.

O programa PTW [11] permite a modelagem de cada elemento do sistema. Os relés foram modelados no PTW e para ajustar suas funções 50 e 51, torna-se necessário entrar com os dados em um formato tabelado.

Para o relé MiCOM P143 a Tabela 2 [7], [12] foi utilizada.

TABELA 2 – AJUSTE DOS RELÉS MICOM P143

Relé MiCOM P143Função 51 AjustesI>1 1 IEC V INVERSE 2 Função 50 AjustesI>2 3 I>2 Time Delay 4  

O ajuste 1 é referente a função 51 do relé e é feito dividindo-se a corrente de pick-up pela relação de espiras do primário do TC do mesmo. As relações de espiras primárias dos relés estão disponibilizadas na Tabela 3 [7].

TABELA 3 – RELAÇÃO DE ESPIRAS PRIMÁRIAS DOS TC’S

Relés Relação de espiras primárias do TC

Relé 1 400 Relé 2 400 Relé 3 250 Relé 4 600 Relé 5 100 Relé 6 250

Relé TIE 500

  8

O ajuste 2 é utilizado para determinar o dial de tempo da curva inversa do relé (Função 51). O Dial de Tempo da curva de atuação inversa é determinado pela equação (1) [12] [13], e pelas constantes da Tabela 1. Foram usadas curvas Muito Inversas para este ajuste. O

tempo t de atuação do relé deve ser determinado e com esse tempo de atuação acha-se o Dial de Tempo do mesmo. Para os relés a montante daquele já ajustado, um tempo de  coordenação de 300ms deve ser usado para ser cumprido o critério de seletividade.

O Ajuste 3 é o ajuste da função 50 do relé. Este valor é definido, dividindo-se o valor da corrente que o relé deve eliminar de forma instantânea, pela relação primária do TC do mesmo.

E por fim, o ajuste 4, refere-se ao tempo de atuação da função instantânea. Hoje, com o advento dos relés digitais, ocorre essa liberdade de temporização da função 50.

Para o relé MiCOM P132 a Tabela 4 [7], [13] foi utilizada.

TABELA 4 – AJUSTE DOS RELÉS MICOM P132

Relé MiCOM P132Função 51 Ajustes I> 1IEC V INVERSE 2Função 50 Ajustes I>> 3tI>> 4

Para o relé MiCOM P132 a tabela foi preenchida igualmente e de mesma forma com os ajustes 1, 2, 3 e 4. A única mudança, é no nome dos estágios de ajuste, sendo mantidos os ajustes 1 e 2 pertencendo a função 51 e os ajustes 3 e 4, que pertencem a função 50 do referido relé.

VII.5 - Análise crítica dos resultados obtidos

Obtidos os resultados do ajuste de proteção, os mesmos foram analisados e comparados. O presente objetivo é encontrar, dentre estes três métodos, o intermediário, que não seja nem muito e nem pouco conservativo, pois é procurado um resultado confiável e que seja de menor custo possível.

VIII. SIMULAÇÃO

VIII.1 Sistema

O sistema apresentado na Fig. 7, é um sistema radial em L. Essa planta industrial contém 2 alimentadores, 6

barras, 2 transformadores, 2 motores equivalentes , 6 cabos, 9 relés, 2 fusíveis e 9 disjuntores.

Esta planta industrial foi modelada em um diagrama unifilar no PTW. A modelagem dos equipamentos foi feita utilizando os dados de placa dos equipamentos e com o auxílio dos manuais de referência do PTW [5], [6], [7], [10], [11].

Foi nesse sistema, que o estudo de coordenação e seletividade foi efetuado. A seguir a Fig. 7 mostra a planta industrial com os seus respectivos dados técnicos.

Fig. 7 – Diagrama Unifilar com os dados dos equipamentos da planta industrial

VIII.2 Correntes de Curto-Circuito

Essas correntes foram determinadas pelo módulo DAPPER do PTW que calcula a corrente de curto-circuito pelos 3 métodos estudados [3], [4]. As barras de interesse são as barras 1 2 e 4, sendo que as

  9

correntes de curto-circuito das barras 1 e 2 são iguais devido simetria do sistema. As Tabelas 5, 6, 7 [7], abaixo mostram as correntes de curto circuito das barras 1 e 4.

TABELA 5 – CORRENTE S DE CURTO-CIRCUITO – NORMA IEC

IEC

Barra Ik’’ [A] Ip [A] Ik [A]

1 3053 6472 2725

4 4532 10445 3111

TABELA 6 – CORRENTES DE CURTO-CIRCUITO – NORMA ANSI

ANSI

Barra Momentânea rms [A]

Momentânea Pico [A]

Estacionária[A]

1 2745 5583 2448

4 4139 9187 2849

TABELA 7 – CORRENTES DE CURTO-CIRCUITO – MÉTODO

ABRANGENTE

ABRANGENTE

Barra Inicial Simétrica [A]

Pico [A]

Estacionária[A]

1 2745.2 5484.8 2448.2

4 4139.2 9234.6 2849.4

É possível observar, das tabelas anteriores, que as correntes de curto-circuito obtidas pela norma IEC são de 9 a 11% maiores que as correntes calculadas pelo Método Abrangete e pela norma ANSI.

VIII.3 Ajustes dos relés

Das diretrizes práticas, foi utilizada a corrente Inicial Simétrica de curto-circuito para determinar os ajustes dos relés de interesse do sistema. As tabelas 8, 9, 10 ,11 e 12 [7], [12], [13] mostram os valores dos ajustes obtidos de acordo com os critérios já expostos.

TABELA 8 – AJUSTE DAS FUNÇÕES 50 E 51 DOS RELÉS 1 E 2

Relé 1 e Relé 2 MiCOM P143Função 51 AjustesI>1 0.15 IEC V INVERSE 0.775 Função 50 AjustesI>2 1 I>2 Time Delay 0.01

TABELA 9 – AJUSTE DAS FUNÇÕES 50 E 51 DOS RELÉS 3 E 6

Relé 3 e Relé 6 MiCOM P132Função 51 AjustesI> 0.3 IEC V INVERSE 0.77 Função 50 AjustesI>> 3.3 tI>> 0.01

TABELA 10 – AJUSTE DAS FUNÇÕES 50 E 51 DOS RELÉ 5

Relé 5 MiCOM P132Função 51 AjustesI> 1 IEC V INVERSE 1.6 Função 50 AjustesI>> - tI>> -

TABELA 11 – AJUSTE DAS FUNÇÕES 50 E 51 DOS RELÉ 4

Relé 4 MiCOM P143Função 51 AjustesI>1 0.34 IEC V INVERSE 0.905 Função 50 AjustesI>2 4 I>2 Time Delay 0.01

TABELA 12 – AJUSTE DAS FUNÇÕES 50 E 51 DOS RELÉ TIE

Relé TIE MiCOM P132Função 51 AjustesI> 0.7 IEC V INVERSE 0.73 Função 50 AjustesI>> 5 tI>> 0.01

VIII.4 Curvas de Seletividade

Com as correntes de curto-circuito determinadas e seguindo as orientações de ajuste de curvas dos relés, foram obtidas 9 curvas de seletividade, para 3 diferentes partes do sistema. Para cada parte do circuito foram geradas 3 curvas de seletividade, que baseam-se

 

na corrente dcalculadas pFig. 9 [7], Fida parte 1 doseletividade curto-circuitoInicial SimétANSI e pelo

Fig. 8 – Paforam

Fig. 9 –

Fig. 10 –

Fig. 11 – c

de curto-circuipelo método Aig. 10 [7] e Figo sistema que obtidas, tend

o inicial simtrica, calculadmétodo Abra

arte 1 do sistem usados no es

coord

– Folha de selcorrente d

– Folha de selcorrente d

Folha de selecorrente de cu

ito trifásica inAbrangente [g.11 [7] mostfoi analisado

do nelas marcmétrico (Ik’’das conforme angente respec

ema contendostudo de seletdenação.

letividade da de curto IEC

letividade da de curto ANSI

etividade da urto Abrange

nicial das barr10]. As Fig. tram o diagram

o e as curvas adas o nível , Momentânas normas IE

ctivamente).

o os relés quetividade e

Parte 1 com

Parte 1 com I

Parte 1 com ente

10

ras, 8,

ma de de ea,

EC,

e

DFiasnesim

F

e mesmo modig.15 [7] mosts respectivas celas marcadamétrico determ

Fig. 12 – Parforam us

Fig. 13 – Fo

Fig. 14 – Fo

Fig. 15 – Focor

do as Fig. 12tram o diagramcurvas de selas o nível minado por ca

te 2 do sistemsados no estu

coorden

olha de seleticorrente de

olha de seletivcorrente de c

olha de seletivrrente de curt

, Fig. 13 [7], ma da parte 2letividade (TC

de curto-cirada norma.

ma contendo oudo de seletivinação.

ividade da Pacurto IEC

vidade da Pacurto ANSI

vidade da Pato Abrangent

Fig. 14 [7] e2 do sistema eCC) [7] tendorcuito inicial

os relés que idade e

arte 2 com

arte 2 com

arte 2 com te

e e o l

 

Por fim as Fmostram a prespectivos ndeterminado

Fig. 1que fora

Fig. 17 – Fo

Fig. 18 – Folh

Fig. 19 – Folh

ig. 16, Fig. 17arte 3 e as cuníveis de cupor cada norm

16 – Parte 3 dam usados no

coord

olha de seletivide cu

ha de seletividacurt

ha de seletividacurto A

7 [7], Fig. 18 urvas de seletiurto-circuito inma.

do sistema con estudo de se

denação.

idade da Parte urto IEC

ade da Parte 3 to ANSI

ade da Parte 3 Abrangente

[7] e Fig.19 ividade com nicial simétri

ntendo os relletividade e

3 com corrent

com corrente

com corrente

11

[7] os

ico

lés

te

de

de

CococudeMvaidNtadecofadesi

Pocuperigimsicopainaj

Abucoe cueqMdefacopr

[1VCu

[2sy

[3IEPrvo

omo mostraomparados trêurto-circuito pe uma planta

Método Abrangalores de codênticos. Isto orma ANSI émbém utiliza e falta, diferinorreção na impalta. Tais fatorependentes dostema [1].

or outro lado urto- circuito delos outros 2gor na obten

mpedância dosstema. Por seorrente de curara dimensionndustrial, senduste da proteç

melhor opçãusca solucionaonfiável possívdo Método Ab

urto circuito quivalência d

Método Abrange proteção, seatores de correomputacional roteção dos eq

1] IEEE Guioltage Circuiurrent Basis, I

2] IEC Shorystems, IEC St

3] G.Knight, HEC 60909 rocedure. IEEol.29, N°3. Ma

IX. CONC

ado nas seês métodos dpara uso na cindustrial. Fo

gente [10] e a orrente de cupode ser exp

é derivada doo método E/Z

ndo da outra ppedância de Tres são obtidoo tempo de a

a Norma IEde 9 a 11% m

2 métodos. Enção de fatos equipamentoeu alto conserto-circuito, enamento dosdo extremamção.

ão em termoar o problemavel. A equivabrangente [10

é indiscutdos mesmos,gente [10] parendo que esteeção, interpol

e permite, quipamentos d

XI. REFER

ide Applicatiit Breakers IEEE Std C37

rt-circuit currtd 60909-0 (F

H. Sieling. CShort-Circu

EE Transactionay/June 1993.

CLUSÃO

eções anteride cálculo de coordenação eoi possível obNorma ANSI

urto-circuito plicado pelo fo Método AbrZ para o cálcupela utilizaçãoThévenin vistaos de uma gaatuação dos d

EC [2] possui maiores que as

sse resultado ores de corros e da tensãoervadorismo nessa norma de equipamento

mente minima

os de Engenha da forma m

alência da Nor0] no cálculo dtível. Da c, é possívelra ajuste dos ee não necessilações, é de fá

de forma do sistema.

RÊNCIAS

ion Guide foRated on a

7.010™-1999

rents in threFirst Edition/2

Comparasion uit Current ns on Industry.

iores, foramcorrentes de

e seletividadebservar que oI [1] possuempraticamente

fato de que arangente, poislo da corrente de fatores dea no ponto dema de curvas

disjuntores do

correntes dedeterminadasvem de um

reção para ao pré-falta dono cálculo daeve ser usadaos da plantaalista para o

haria é a quemais simples erma ANSI [1]da corrente deonclusão dal escolher oequipamentosita do uso de

fácil aplicaçãoconfiável, a

or AC High-Symmetrical

(R2005).

ee-phase a.c.011-07).

of ANSI andCalculation

y Application,

m e e o

m e a s e e e s o

e s

m a o a a a o

e e ] e a o s e o a

- l

.

d n ,

  12

[4] T.E.C de Oliveira, A. E. Hermeto, C. Ferreira. Comparação entre as normas IEC60909 e IEEE/ANSI C37.010-1979/1999 para cálculo de curto-circuito em sistemas elétricos a partir do software Power Factor, Trabalho final de graduação, UNIFEI, 2011

[5] Power*Tools for Windows, IEC60909_Fault Reference Manual. Disponível em: http:www.skm.com. Acesso em Outubro de 2013.

[6] Power*Tools for Windows, A_Fault Reference Manual. Disponível em: http:www.skm.com. Acesso em Outubro de 2013.

[7] Power*Tools for Windows, Captor Reference Manual. Disponível em: http:www.skm.com. Acesso em Outubro de 2013.

[8] CAMINHA A. C. Introdução á proteção de Sistemas Elétricos. São Paulo: Edgar Blucher. 1977.

[9] Hewitson, L. G, Brown, M., Balakrishnan, R. Pratical Power System Protection, Oxford; Newnes, 2004.

[10] Power*Tools for Windows, Dapper Reference Manual. Disponível em: http:www.skm.com. Acesso em Outubro de 2013.

[11] Power*Tools for Windows, PTW User Guide Manual. Disponível em: http:www.skm.com. Acesso em Outubro de 2013.

[12] SCHNEIDER ELETRIC - Relé MiCOM P143, Catálogo Eletrônico, 2013

[13] SCHNEIDER ELETRIC - Relé MiCOM P132, Catálogo Eletrônico, 2013

BIOGRAFIA:

Bruno Venâncio

Nasceu em Itajubá (MG) em 1991. Em 2009 ingressou na Universidade Federal de Itajubá. Em 2010 trabalhou no Grupo de Engenharia de Sistemas - GESis e foi monitor de Cálculo 2 - MAT002 orientado pelo Prof. Robson da Silva. Em 2011 e 2012 foi monitor de

Eletrotécnica Geral 1 – EEL301 e Eletrotécnica GERAL 2 – EEL402 orientado pelos Professores Pedro Paulo de Carvalho Mendes, Cláudio Ferreira e Thiago Clé de Oliveira. E em 2013, ingressou como estagiário na empresa TSE - Tecnologia em Sistemas Elétricos trabalhando na área de Estudos, onde permanece até o momento.