COORDENAÇÃO E SELETIVIDADE - Exemplo 2

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<p>2</p><p>COORDENAÇÃO E SELETIVIDADE</p><p>Francisco Israel</p><p>SUMÁRIO</p><p>1. OBJETIVO	4</p><p>2. DADOS DO SOLICITANTE E DO PONTO DE CONEXÃO DA CONCESSIONÁRIA ENEL	4</p><p>2.1. Dados do Solicitante	4</p><p>2.2. Dados do Sistema Elétrico	4</p><p>3. INFORMAÇÕES TÉCNICAS DO PONTO DE CONEXÃO AO SISTEMA ELÉTRICO ENEL	5</p><p>4. CÁLCULO DAS CORRENTES DE CURTO-CIRCUITO NO PONTO DE ENTREGA DO CLIENTE	6</p><p>4.1. Impedância do condutor no trecho	6</p><p>4.2. Impedância total equivalente	7</p><p>4.3. Impedância de contato	7</p><p>4.4. Corrente de curto-circuito trifásica	8</p><p>4.5. Corrente de curto-circuito bifásica	8</p><p>4.6. Corrente de curto-circuito monofásica	8</p><p>4.7. Corrente de curto-circuito monofásica mínima	8</p><p>5. PARÂMETROS DO RELÉ DA CONCESSIONÁRIA	9</p><p>5.1. Corrente de pick-up do relé de fase	9</p><p>5.2. Múltiplo da corrente de fase	9</p><p>5.3. Tempo de atuação temporizada de fase do relé da ENEL	9</p><p>5.4. Corrente de pick-up do relé de neutro	9</p><p>5.5. Múltiplo da corrente de neutro	9</p><p>5.6. Tempo de atuação temporizada de neutro do relé da ENEL	9</p><p>5.7. Atuação instantânea de fase do relé da ENEL	10</p><p>5.8. Atuação instantânea de neutro do relé da ENEL	10</p><p>6. DIMENSIONAMENTO DO TC DO CLIENTE	11</p><p>6.1. Determinação do RTC	11</p><p>6.2. Análise de Saturação AC	12</p><p>6.3. Impedância do relé	12</p><p>6.4. Impedância do secundário do TC	12</p><p>6.5. Impedância dos condutores que interligam o TC aos relés	13</p><p>6.6. Impedância máxima no secundário do TC	13</p><p>6.7. Tensão máxima no secundário do TC	13</p><p>6.8. Especificações do TC	13</p><p>7. CÁLCULO PARA CONFIGURAÇÃO DO RELÉ DO CLIENTE	14</p><p>7.1. TAPE do relé do cliente - fase	14</p><p>7.2. Corrente de pick-up do cliente - Fase	14</p><p>7.3. Cálculo do múltiplo de fase do cliente	14</p><p>7.4. Tempo de atuação do relé do cliente – Fase (51)	14</p><p>7.5. Tape do relé do cliente - Neutro	15</p><p>7.6. Corrente de pick-up do cliente - Neutro	15</p><p>7.7. Cálculo do múltiplo de neutro do cliente	15</p><p>7.8. Tempo de atuação do relé do cliente – Neutro (51)	15</p><p>7.9. Atuação Instantânea do Relé do Cliente – Fase (50)	16</p><p>7.10. Corrente de TRIP – Fase	16</p><p>7.11. Corrente de TRIP - Neutro	16</p><p>8. PONTOS ANSI E NANSI DOS TRANSFORMADORES	18</p><p>8.1. Corrente ANSI	18</p><p>8.2. Corrente NANSI	19</p><p>ANEXO A – ORDEM DE AJUSTE DE PROTEÇÃO	20</p><p>ANEXO B – CATÁLOGO DO TC	22</p><p>OBJETIVO</p><p>Este projeto tem como finalidade realizar o estudo de coordenação e seletividade para atender as proteções de uma subestação constituída com dois transformadores de 300 kVA, dentro dos parâmetros determinados pela concessionária de energia Enel-Ceará.</p><p>DADOS DO SOLICITANTE E DO PONTO DE CONEXÃO DA CONCESSIONÁRIA ENEL</p><p>Dados do Solicitante</p><p>· Solicitante: Transcidade Serviços Ambientais</p><p>· Município: Sobral</p><p>· Localização: Rod. BR 222, 6871 – Distrito Industrial</p><p>Dados do Sistema Elétrico</p><p>· Subestação: Sobral</p><p>· Alimentador: 01S9</p><p>· Ponto de Conexão: TF-0612</p><p>INFORMAÇÕES TÉCNICAS DO PONTO DE CONEXÃO AO SISTEMA ELÉTRICO ENEL</p><p>A impedância reduzida na barra de 15,0kV da subestação por unidade (pu):</p><p>Sequência Positiva:</p><p>(1)</p><p>Sequência Zero:</p><p>(2)</p><p>Valores base para cálculo dos parâmetros por unidade (pu):</p><p>Potência de Base:</p><p>(3)</p><p>Tensão de Base:</p><p>(4)</p><p>CÁLCULO DAS CORRENTES DE CURTO-CIRCUITO NO PONTO DE ENTREGA DO CLIENTE</p><p>Calcula-se os valores de bases da corrente e da impedância a partir dos valores de base disponibilizados na Ordem de Ajuste da Proteção (OAP).</p><p>Corrente de Base:</p><p>(5)</p><p>Impedância de Base:</p><p>(6)</p><p>Impedância do condutor no trecho</p><p>Será calculado a impedância do condutor por unidade (pu) para os trechos presentes, de acordo com a OAP há um trecho que interliga a subestação da ENEL ao cliente. Portanto, para calcular os valores de cada trecho deve-se destacar os seus parâmetros de extensão e impedância dos condutores, retirados da OAP.</p><p>Sequência Positiva:</p><p>(7)</p><p>Sequência Zero:</p><p>(8)</p><p>Trecho 1:</p><p>Impedância total equivalente</p><p>A impedância total equivalente é o somatório das impedâncias reduzidas na barra com as impedâncias dos trechos calculadas anteriormente.</p><p>Sequência Positiva:</p><p>(9)</p><p>Sequência Zero:</p><p>(10)</p><p>Impedância de contato</p><p>A Zc (impedância de contato) depende diretamente da Zd (impedância característica do solo), um valor de Zd utilizado pela concessionária, devidos a características presente no solo cearense.</p><p>Impedância de contato (pu):</p><p>(11)</p><p>(12)</p><p>Corrente de curto-circuito trifásica</p><p>(13)</p><p>Corrente de curto-circuito bifásica</p><p>(14)</p><p>Corrente de curto-circuito monofásica</p><p>(15)</p><p>Corrente de curto-circuito monofásica mínima</p><p>(16)</p><p>PARÂMETROS DO RELÉ DA CONCESSIONÁRIA</p><p>Os valores de parâmetros do relé da concessionária estão indicados na OAP.</p><p>Corrente de pick-up do relé de fase</p><p>(17)</p><p>Múltiplo da corrente de fase</p><p>(18)</p><p>Tempo de atuação temporizada de fase do relé da ENEL</p><p>Para a curva muito inversa (VI), temos: 𝑘=13,5, 𝛼=1, 𝛽=1, 𝐿=0</p><p>(19)</p><p>Corrente de pick-up do relé de neutro</p><p>(20)</p><p>Múltiplo da corrente de neutro</p><p>(21)</p><p>Tempo de atuação temporizada de neutro do relé da ENEL</p><p>(22)</p><p>Atuação instantânea de fase do relé da ENEL</p><p>A OAP fornece o valor da corrente para atuação instantânea para a fase do relé referenciada ao secundário.</p><p>Corrente de trip de fase (referenciada ao primário):</p><p>(23)</p><p>Atuação instantânea de neutro do relé da ENEL</p><p>A OAP fornece o valor da corrente para atuação instantânea para o neutro do relé referenciada ao secundário.</p><p>Corrente de trip de neutro (referenciada ao primário):</p><p>(24)</p><p>DIMENSIONAMENTO DO TC DO CLIENTE</p><p>Primeiramente deve ser determinada a corrente nominal do sistema. Neste caso, a potência instalada é de 600 kVA.</p><p>Corrente do primário:</p><p>(25)</p><p>Corrente do secundário:</p><p>(26)</p><p>Determinação do RTC</p><p>A máxima corrente de curto-circuito no local da instalação do TC deve estar dentro da limitação da classe de exatidão do TC, ou seja, a corrente de curto-circuito no local da instalação do TC deve ser menor que 20 vezes a corrente primária nominal do TC para que a precisão de sua classe de exatidão seja mantida.</p><p>Corrente do primário do TC:</p><p>(27)</p><p>Relação do TC do cliente:</p><p>(28)</p><p>Obs: deve ser considerado um valor logo acima de acordo com os valores comerciais de TCs. Considerando o catálogo de TCs da Siemens foi adotado uma corrente no primário de 150 A.</p><p>Análise de Saturação AC</p><p>Nesse item será analisado o valor de tensão no secundário do TC durante um curto-circuito de corrente simétrica, de forma a ser determinado um valor de tensão máximas no secundário do TC provocada por essa corrente.</p><p>De acordo com o manual do fabricante do relé utilizado, a potência consumida pelo relé para uma corrente nominal de 5 A é igual a 2,5 VA.</p><p>Impedância do relé</p><p>A impedância do relé do cliente, utilizando o relé de sobrecorrente Pextron 7104, é de 0,007Ω segundo o fabricante.</p><p>(29)</p><p>Adotando a impedância segundo o fabricante:</p><p>Impedância do secundário do TC</p><p>A impedância do enrolamento secundário do TC deve ser obtida através das especificações do fabricante, entretanto, na impossibilidade disso, pode ser utilizada a Tabela 3.2 para a determinação desse parâmetro.</p><p>(30)</p><p>Impedância dos condutores que interligam o TC aos relés</p><p>Para o cálculo da impedância do cabo que interliga o TC ao relé deve ser considerando que o fio tenha 4m de comprimento, duas voltas de 2 metros, e seção transversal de 2,5mm²</p><p>(31)</p><p>Onde: = 0,01700102, L = comprimento do fio, = secção transversal do fio.</p><p>Impedância máxima no secundário do TC</p><p>(32)</p><p>Tensão máxima no secundário do TC</p><p>Para o cálculo da tensão máxima no secundário do TC, deve ser utilizada a abaixo e utilizar a corrente máxima de curto-circuito, referenciada ao secundário.</p><p>(33)</p><p>Especificações do TC</p><p>· Relação de Transformação: 150/5;</p><p>· Tensão secundária máxima do TC: 50V;</p><p>· Classe de Tensão de Isolamento: 15kV;</p><p>· Frequência nominal: 60 Hz;</p><p>· Fator de Sobrecorrente: 20;</p><p>· Classe: 12,5 VA 10 P 20;</p><p>· Nível Básico de Isolamento: 95kV.</p><p>CÁLCULO PARA CONFIGURAÇÃO DO RELÉ DO CLIENTE</p><p>TAPE do relé do cliente - fase</p><p>Para realizar o cálculo do TAPE de fase será considerado um fator de sobrecarga Fs de 1,2, esse fator será multiplicado pela corrente nominal do cliente.</p><p>(34)</p><p>O valor de TAPE deve ser ligeiramente superior e ajustar de acordo com a faixa de ajuste do relé adotado, logo:</p><p>(35)</p><p>Corrente de pick-up do cliente - Fase</p><p>(36)</p><p>A condição > foi atendida.</p><p>Cálculo do múltiplo de fase do cliente</p><p>(37)</p><p>Tempo de atuação do relé do cliente – Fase (51)</p><p>Adotando = 0,10, calcula-se o tempo de atuação do relé do cliente:</p><p>(38)</p><p>A condição < foi atendida.</p><p>Tape do relé do cliente - Neutro</p><p>Para realizar o cálculo do TAPE de neutro será considerado um fator de desequilíbrio Fds de 0,2, esse fator será multiplicado pela corrente nominal do cliente.</p><p>(39)</p><p>(40)</p><p>Corrente de pick-up do cliente - Neutro</p><p>(41)</p><p>A condição > a princípio não foi atendida, então temos que aumentar o para 0,17. Após a alteração a condição > foi atendida.</p><p>Cálculo do múltiplo de neutro do cliente</p><p>(42)</p><p>Tempo de atuação do relé do cliente – Neutro (51)</p><p>A curva utilizada para temporização do relé da Enel é VI. logo, será adotado a curva VI para temporização do relé do cliente. Adotando = 0,50, calcula-se o tempo de atuação do relé do cliente:</p><p>(43)</p><p>A condição < foi atendida.</p><p>Atuação Instantânea do Relé do Cliente – Fase (50)</p><p>Primeiramente, deve ser especificada a corrente nominal de cada um dos transformadores. A subestação é constituída por dois transformadores de 300 kVA.</p><p>(44)</p><p>Atualmente, corrente de magnetização é calculada como 14 vezes a corrente de cada um dos transformadores.</p><p>(45)</p><p>A condição > foi atendida.</p><p>Corrente de TRIP – Fase</p><p>(46)</p><p>(47)</p><p>A condição > > foi atendida.</p><p>Corrente de TRIP - Neutro</p><p>(48)</p><p>(49)</p><p>A condição < foi atendida.</p><p>PONTOS ANSI E NANSI DOS TRANSFORMADORES</p><p>O ponto ANSI do transformador refere-se à máxima intensidade de corrente de curto-circuito simétrica que o transformador pode suportar sem ser danificado por um determinado intervalo de tempo. Consequentemente, a atuação do relé deve ser mais rápida que o tempo limite para o ponto ANSI, ou seja, a curva de atuação deve ser inferior ao ponto ANSI.</p><p>Corrente ANSI</p><p>Para a corrente ANSI, serão utilizadas duas tabelas com informações dos transformadores: Impedância do transformador de acordo com a potência do transformador, Tempo e corrente de ANSI.</p><p>Como a impedância de 1 transformador de 300,0 kVA é de 0,035, a corrente de ANSI será:</p><p>(50)</p><p>Corrente NANSI</p><p>(51)</p><p>ANEXO A – ORDEM DE AJUSTE DE PROTEÇÃO</p><p>OAP Transcidade</p><p>ANEXO B – CATÁLOGO DO TC</p><p>image3.emf</p><p>image1.png</p><p>image2.emf</p>