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Estudo de Prot metod de calc SUB 15KV
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1 1 2 3 = = = = − Proteção RTC TAPE Dial Temporização Instantâneo (A) Fase 600/5 5 0,05 NI 20 (0,00s) Neutro 600/5 0,20 0,05 NI 2,0(0,10s) Cálculo da corrente de TRIP para o relé da COELCE (Fase): ATAPERTCI 6005 5 600 =×=×= Cálculo do tempo de operação para o relé da COELCE (Fase): TAPERTC I M FCCFASE 175,55120 31053 =×=×= Cálculo da corrente de TRIP para o relé da COELCE (Neutro): ATAPERTCI 242,0 5 600 =×=×= Cálculo do tempo de operação para o relé da COELCE (Neutro): TAPERTC I M MÍNFCCNEUTRO 29,32,0120 791 =×=×= − M Kt 0,209 seg -15,175 0,14 === a ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ x 0,05x d t M Kt 0,290 seg -13,29 0,14 === a ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ x 0,05x d t TRIP TRIP -1 -1 0 , 0 2 FASE ( COELCE) ( COELCE) 0 , 0 2 Elaborado por Carlos Alberto O. Júnior Maio/2006 11 Cálculo da corrente de TRIP da unidade instantânea para o relé da COELCE (Fase): AInstAjusteRTCinstI trip 240020 5 600__ =×=×= Cálculo da corrente de TRIP da unidade instantânea para o relé da COELCE (Neutro): AInstAjusteRTCinstI trip 2400,2 5 600__ =×=×= Corrente primária nominal do cliente, supondo um transformador de 500kVA: AI N 92,20 8,133 500 =×= Corrente primária do TC: A I I CCMÁXPTC 25,15520 3105 20 ==> Logo, o TC será de: 405/200 ==RTC Cálculo do TAPE de fase do cliente: Fator de sobrecarga (FSc): 1,3 A RTC IFSc TAPE N 68,0 40 92,203,1 =×=×> Logo: ATAPE adotado 00,1= Desta forma: SCTRIP TRIP SC II AI AI > =×= =×= 404000,1 19,2792,203,1 Logo, a condição está satisfeita. Determinação dos parametros do cliente: PRIMI = 200A adotado SECI = TRIPI = = 5A ( Padrão) TAPE x R TC > OK Elaborado por Carlos Alberto O. Júnior Maio/2006 12 Cálculo do TAPE de neutro do cliente: Fator de desequilíbrio adotado: 0,2 A RTC IFDs TAPE N 11,0 40 92,202,0 =×=×> Logo: ATAPE 15,0= Desta forma: DSTRIP TRIP DS II AI AI > =×= =×= 00,64015,0 18,492,202,0 Logo, a condição está satisfeita. Tempo de operação do relé de fase do cliente: 77,62 0,140 31053 =×=×= TAPERTC FICCM FASE Valores adotados: seg (adotado)Dial NIãoTemporizaç 1,0= = seg M dtkt FASE 15,0177,62 1,014,0 1 02,0 =− ×=− ×= α COELCECLIENTE ttsegseg <⇒< 209,015,0 Logo, a condição está satisfeita. Tempo de operação do relé de neutro do cliente: 2,13 15,040 791 =×=×= TAPERTC MÍNFICC M NEUTRO Valores adotados: adotado = _ ( N) ( N) > OK Elaborado por Carlos Alberto O. Júnior Maio/2006 13 segDial MIãoTemporizaç 1,0= = seg M dtktNEUTRO 111,012,13 1,05,13 1 1 =− ×=− ×= α COELCECLIENTE ttsegseg <⇒< 290,0111,0 Logo, a condição está satisfeita. Ajuste instantâneo de fase: Corrente de magnetização: AII NMAG 3,16794,2088 =×=×= Desta forma: 40 2689 40 3,167 _ 2 _ << << INSTTRIP FCC INSTTRIP MAG I RTC I I RTC I AI I INSTTRIP INSTTRIP 5 23,6718,4 _ _ = << Desta forma: 268916003,167 16004040 << =×= AI Logo, a condição está satisfeita. Ajuste instantâneo de neutro: 40 79 _ 1 _ < < − INSTAJUSTE MÍNFCC INSTAJUSTE I RTC I I => MAGI I ICC 2F<< a = 1 K = 1 3 , 5 TRIP - INST - DIRETO TRIP - INST - DIRETO Elaborado por Carlos Alberto O. Júnior Maio/2006 14 AI AI INSTAJUSTE 5,1 98,1_ = < Desta forma: A601,540 =×= 7960 < Logo, a condição está satisfeita. Para completar a verificação da coordenação e seletividade da proteção, o projetista deve traçar o gráfico de corrente x tempo de atuação da proteção, para constatar que a proteção irá funcionar de forma devida para qualquer valor de corrente, desde a corrente de TRIP até o máximo valor de corrente, no caso, a corrente de curto circuito. No caso deste exemplo, os gráficos são estes: 0 1 2 3 4 5 6 7 1 10 100 1000 10000 Corrente (A) Te m po s (s ) Coelce Fase Cliente Fase Gráfico 01 – Curvas de atuação dos relés da COELCE e do cliente para proteção de fase. I TRIP - ADOTADO TRIP - INST - DIRETO Elaborado por Carlos Alberto O. Júnior Maio/2006 15 0 1 2 3 4 5 6 7 1 10 100 1000 10000 Corrente (A) Te m po (s ) Coelce Neutro Cliente Neutro Gráfico 02 – Curvas de atuação dos relés da COELCE e do cliente para proteção de neutro. Analisando os dois gráficos, pode-se constatar que, de fato, a coordenação das proteções está eficaz, pois para qualquer valor de corrente (desde a corrente de partida até a corrente máxima de curto-circuito) o relé do cliente atuará antes do relé da COELCE, para proteções de fase e neutro. Elaborado por Carlos Alberto O. Júnior Maio/2006 16 ANEXO II ESTUDO DE SATURAÇÃO NA ESCOLHA DOS TC´s Os transformadores de corrente utilizados para proteção exibem algumas diferenças em relação aos utilizados para medição, principalmente em relação à classe de exatidão e aos materiais com quais os TC´s são feitos. A tabela a seguir ilustra as principais diferenças: TC´s para Classe de Exatidão Materiais do núcleo Medição 0,3 a 1,2% De alta permeabilidade magnética Proteção 10% De baixa permeabilidade magnética Devido a essa diferença em relação aos materiais com os quais são feitos os núcleos dos TC´s, os para medição entram em saturação mais rapidamente que os TC´s para proteção, como ilustra o gráfico abaixo: Gráfico 03 – Curvas de Excitação dos TC´s De acordo com o gráfico, observa-se que os TC´s de medição entram em saturação rapidamente para valores de correntes no enrolamento primário próximos a 4 vezes o valor de sua corrente nominal. No entanto, os TC´s para proteção só irão saturar para valores muito superiores ao valor da sua corrente nominal, da ordem de 20 vezes. Desta forma, deve-se especificar um TC que, de acordo com o nível de curto-circuito no ponto de entrega do cliente e as características nominais do TC, não entre em saturação, e possa comprometer o funcionamento do sistema de proteção. Em geral, a COELCE, para dimensionar um TC de proteção, usa a seguinte regra: Elaborado por Carlos Alberto O. Júnior Maio/2006 17 20 CCMAX PTC I I = onde: IPTC = Corrente Primária do TC, em ampéres. ICCMAX = Corrente de curto-circuito máxima No entanto, este é um cálculo bastante conservativo. Portanto, em algumas ocasiões, faz-se necessário um cálculo mais preciso do TC de proteção, levando em conta a sua tensão de saturação, e não apenas a corrente. Para isto, é preciso identificar as informações sobre o TC fornecidas pelo fabricante. Em geral, os TC´s de proteção são referenciados da seguinte forma: 10ZVSAT onde: 10 = 10% de classe de exatidão Z = Alta (A) ou baixa(B) impedância VSAT = Tensão de saturação Para um TC não saturar, é necessário que a seguinte condição seja satisfeita: 'FF > sendo: PTC CCMAX iR io I I F PP PP F = ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ + +×= ' 20 onde: ( ) 2 2,0 20 STCRELECONDTCR oi STCSAT o IZZZP PP IV P ×++= ×= ×= ZTC = Impedância do TC em Ω ZCOND = Impedância do circuito condutor em Ω ZRELE = Impedância do Relé em Ω Elaborado por Carlos
