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Estudo de Prot metod de calc SUB 15KV

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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 
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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

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