capitulo 10 2013 1s part2

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5 5 –– Proteção e Coordenação Proteção e Coordenação –– Dimensionamento da ProteçãoDimensionamento da Proteção 36
Fusível NH – Zonas de Atuação – 224 A Fusível NH – Zonas de Atuação – 355 A
5 5 –– Proteção e Coordenação Proteção e Coordenação –– Dimensionamento da ProteçãoDimensionamento da Proteção 37
5 5 –– Proteção e Coordenação Proteção e Coordenação –– Dimensionamento da ProteçãoDimensionamento da Proteção 38
5 5 –– Proteção e Coordenação Proteção e Coordenação –– Dimensionamento da ProteçãoDimensionamento da Proteção 39
 Os fusíveis NH e Diazed são dotados de características de limitação de corrente. Assim, para
t l d d t i it f í i t t t t á id ãcorrentes elevadas de curto‐circuito, esses fusíveis atuam num tempo extremamente rápido que não
permite que a corrente de impulso atinja seu valor máximo (redução da capacidade de ruptura do
disjuntor).
 Para que um fusível atenda a todos os requisitos de proteção contra as correntes de falta, éq q p ç ,
necessário que ele ofereça segurança a todos os elementos localizados a jusante do seu ponto de
instalação.
Ics
5 5 –– Proteção e Coordenação Proteção e Coordenação –– Dimensionamento da ProteçãoDimensionamento da Proteção 40
Característica da corrente de corte dos fusíveis NH
2x104
1,4x1041,4x10
Corrente Assimétrica de 
Impulso I
9x103
Gráfico baseado em:
Impulso Icim
Gráfico baseado em:
Fa=1,41 ‐> X/R=4,6
2 2I I F I    2 2
Pelo gráfico: 2 então:
2 2 2 1 41
cim ca a cs
cim cs
I I F I
I I
F F
 
 
    
4,5x103
1,5x104
2 2 2 1,41a aF F   
5 5 –– Proteção e Coordenação Proteção e Coordenação –– Dimensionamento da ProteçãoDimensionamento da Proteção 41
Característica da corrente de corte dos fusíveis Diazed
5 5 –– Proteção e Coordenação Proteção e Coordenação –– Dimensionamento da ProteçãoDimensionamento da Proteção 42
 Critérios para seleção do fusível para proteção contra as correntes de curto‐circuito:
a) Proteção de circuitos terminais de motores
I I K nf pm
pm nm cpm
I I K
I I R
I
 
 
40A 0,5
40A 500A 0,4
pm
pm
I K
I K
  
   Fator de multiplicação K
= pmcpm
nm
I
R
I
500A 0,3pmI K  
: Corrente nominal do fusível (A).
: Corrente de rotor bloqueado ou corrente de partida (A).
nf
pm
I
I
: Corrente nominal do motor (A).
: Relação entre corrente de partida e nominal do motor.
nm
cpm
I
R
 Exemplo de aplicação 5.7 (10.6): Determinar a corrente nominal de um fusível que
protege contra sobrecorrente de curto‐circuito um motor trifásico de 50 cv, 380 V, IV pólos
sendo Inm=68,8, Rcpm=6,4. Considerando o fusível encontrado, qual é o tempo máximo que osendo Inm 68,8, Rcpm 6,4. Considerando o fusível encontrado, qual é o tempo máximo que o
fusível deve demorar para fundir quando uma corrente de 1000 A passa pelo circuito
protegido ?
5 5 –– Proteção e Coordenação Proteção e Coordenação –– Dimensionamento da ProteçãoDimensionamento da Proteção 43
 Critérios para seleção do fusível para proteção contra as correntes de curto‐circuito:
b) Proteção de circuitos de distribuição de motores (CCMs): Quando um agrupamento de
motores (CCM) é alimentado por um circuito de distribuição, a determinação da
corrente máxima do fusível de proteção deve obedecer aos seguintes critérios:corrente máxima do fusível de proteção deve obedecer aos seguintes critérios:
• cada motor deve estar provido de proteção individual contra sobrecarga;
• a proteção não deve atuar para qualquer condição de carga normal do circuito;
• a corrente nominal do f sí el de e ser dimensionada conforme a eq ação• a corrente nominal do fusível deve ser dimensionada conforme a equação:
maior potência restanteI I K I   nf pm nmI I K I   
c) Proteção de circuitos de distribuição de aparelhos (cargas gerais):c) Proteção de circuitos de distribuição de aparelhos (cargas gerais):
 1 a 1 15 nf naI I  1 a 1,15
1,15 é mais conservativo




: Soma das correntes nominais dos aparelhos.naI
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 Critérios para seleção do fusível para proteção contra as correntes de curto‐circuito:
d) Proteção de circuitos de distribuição de cargas mistas (motores e aparelhos): É sempre
desaconselhável a associação de carga motriz e aparelhos alimentados por um mesmo
circuito de distribuição Quando não for possível evitar esse tipo de alimentação acircuito de distribuição. Quando não for possível evitar esse tipo de alimentação, a
corrente nominal do fusível pode ser determinada pela equação:
maior potência restante
nf pm nm naI I K I I    
e) Proteção de circuitos terminais de capacitores ou banco de capacitores:
1,65nf ncaI I 
: Corrente nominal do capacitor ou banco.ncaI
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 Critérios para seleção do fusível para proteção contra as correntes de curto‐circuito:
f) Comportamento do fusível perante a corrente de partida do motor: Deve‐se verificar se
o fusível não atua para a corrente de partida do motor. Para isto, é necessário conhecer
o tempo de duração da partida e a corrente de partida que irá atravessar o fusível, a qualo tempo de duração da partida e a corrente de partida que irá atravessar o fusível, a qual
é função das características construtivas do motor e do tipo de acionamento empregado
(chave compensadora, estrela‐triângulo, etc.). Através dos gráficos tempo de fusão x
corrente dos fusíveis NH e Diazed é possível estimar o tempo de atuação para a correntep p ç p
de partida do motor. Assim tem‐se que:
af pmT T : Tempo de atuação do fusível (s).afT
g) Proteção da isolação dos condutores dos circuitos terminais e de distribuição:
af pm : Tempo de partida do maior motor (s).pmT
2 2
2af sc
cs
K ST T
I
  : Tempo máximo em (s) que a isolação do condutor suporta para 
 uma corrente de curto-circuito trifásica simétrica - (A).
sc
sc
T
I ( )sc
Nota: A integral de Joule que o fusível deixa passar não deve ser superior à integral de Joule
necessária para aquecer o condutor desde sua temperatura para serviço em regime contínuo
até a temperatura limite de curto‐circuito.
5 5 –– Proteção e Coordenação Proteção e Coordenação –– Dimensionamento da ProteçãoDimensionamento da Proteção 46
Curvas tempo x corrente do 
fusível e condutorfusível e condutor
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5 5 –– Proteção e Coordenação Proteção e Coordenação –– Dimensionamento da ProteçãoDimensionamento da Proteção 48
h) Proteção dos dispositivos de comando e manobra: Devem ser protegidos contra as
correntes de falta a jusante de sua instalação. Normalmente, os fabricantes indicam a
corrente máxima dos fusíveis que devem ser pré‐ligados aos dispositivos a fim de
eliminar as correntes de falta. Deve ser garantida a seguinte relação:
• Contator:
I I : corrente nominal do fusível projetado (A).nfInf nfcI I : corrente nominal máxima do fusível indicado pelo fabricante
 do contator (A).
f
nfcI
• Relé Térmico:
I I : corrente nominal do fusível projetado (A).nfInf nfrI I : corrente nominal máxima do fusível indicado pelo fabricante
 do relé de sobrecarga/bimetálico (A).
nfrI
• Chave Seccionadora:
: corrente nominal do fusível projetado (A).fI
sec 1,15n nmI I  sec 1,35n capI I  (Correntes Nominais)
nf nfchI I : corrente nominal do fusível projetado (A).: corrente nominal máxima do fusível indicado pelo fabricante
 da chave seccionadora (A).
nf
nfch
I
I
5 5 –– Proteção e Coordenação Proteção e Coordenação –– Dimensionamento da ProteçãoDimensionamento da Proteção 49
 Exemplo de aplicação 5.8(10.7): Determinar a corrente nominal dos fusíveis de proteção
dos circuitos terminais e de distribuição mostrados no diagrama da figura abaixo. Os
circuitos estão contidos em eletroduto enterrado e a isolação do condutor é de PVC, do tipo
unipolar. O tempo de partida dos motores é de 2s. A carga C é composta de 728 lâmpadas
fluorescentes de 110 W com reator de alto fator de potência, 40 aparelhos de ar‐
condicionado de 12000 BTUs (1,90 kW) e dez chuveiros elétricos de 3500 W.
Diagrama Unifilar para 
o Exemplo 5.8.
5 5 –– Proteção e Coordenação Proteção e Coordenação –– Dimensionamento da ProteçãoDimensionamento da Proteção 50
5 5 –– Proteção e Coordenação Proteção e Coordenação –– Dimensionamento da ProteçãoDimensionamento da Proteção 51
Seletividade
É a capacidade que possui o sistema de proteção de selecionar a parte danificada
do circuito e retirá‐la de serviço sem alterar os circuitos em condições normais.
Coordenação
At f it d di d i i di iti d t ã é i d fAto ou efeito de dispor dois ou mais dispositivos de proteção em série, de forma
a atuarem em uma sequência de operação preestabelecida garantindo a
seletividade da proteção.
 Ti d S l ti id d Tipos de Seletividade:
1. Seletividade amperimétrica;
2 Seletividade cronológica;2. Seletividade cronológica;
3. Seletividade lógica.
5 5 –– Proteção e Coordenação Proteção e Coordenação –– Dimensionamento da ProteçãoDimensionamento da Proteção 52
 Seletividade Amperimétrica:
Baseada no princípio de que as correntes de curto‐circuito crescem à medida que
o ponto de defeito aproxima‐se da fonte de suprimento.
p
• Ajuste das proteções P1 e P2 devem satisfazer:
1 2p cs pI I I 
• A primeira proteção a montante do ponto deA primeira proteção a montante do ponto de 
defeito deve ser ajustada a um valor inferior à 
corrente de falta ocorrida dentro da zona 
protegida:protegida:
2 0,8p csI I 
• As proteções situadas fora da zona protegida 
devem ser ajustadas com valores superiores à 
corrente de defeito:
1p csI I
5 5 –– Proteção e Coordenação Proteção e Coordenação –– Dimensionamento da ProteçãoDimensionamento da Proteção 53
 Seletividade Cronométrica:
• Baseada no princípio de que a temporização intencional do dispositivo de proteção
próximo ao ponto de defeito seja inferior à temporização intencional do dispositivo de
proteção a montante.
• A diferença dos tempos de disparo de duas proteções consecutivas deve corresponder ao
tempo de abertura do disjuntor acrescido de um tempo de incerteza de atuação das
referidas proteções. Essa diferença, denominada intervalo de coordenação, é assumida
com valores entre 0,2 e 0,5 s.
 Para uma falta em D:
• P4 deve atuar em 0,1s;
• Caso P4 falhe, P3 atua em 0,5s;
• Caso P4 e P3 falhem, P2 deve
atuar em 0,9s;
• Caso P4, P3 e P2 falhem, P1 deve
atuar em 1,3s.
5 5 –– Proteção e Coordenação Proteção e Coordenação –– Dimensionamento da ProteçãoDimensionamento da Proteção 54
 Fusível em Série com Fusível: A corrente nominal do fusível protegido (fusível a
montante) deve ser igual ou superior a 160% do fusível protetor (fusível a jusante):
1 6I I : Corrente nominal do fusível protegido, isto é, a montante (A);fmI1,6fm fjI I  : Corrente nominal do fusível protetor, isto é, a jusante (A).
fm
fjI
0,04
5 5 –– Proteção e Coordenação Proteção e Coordenação –– Dimensionamento da ProteçãoDimensionamento da Proteção 55
Fusível NH –Fusível NH 
Zonas de Atuação
5 5 –– Proteção e Coordenação Proteção e Coordenação –– Dimensionamento da ProteçãoDimensionamento da Proteção 56
Fusível NHFusível NH –
Zonas de Atuação
T 80 = 0 2sTaf = 0,2s
Taf160 = 0,4s
Δt=0,4‐0,2=0,2 s (ok)
Tempo de coordenaçãoTempo de coordenação
5 5 –– Proteção e Coordenação Proteção e Coordenação –– Dimensionamento da ProteçãoDimensionamento da Proteção 57
Tabela de Seletividade entre fusíveis
5 5 –– Proteção e Coordenação Proteção e Coordenação –– Dimensionamento da ProteçãoDimensionamento da Proteção 58
 Fusível em Série com Disjuntor Termomagnético:
a) Faixa de sobrecarga: a seletividade é garantida quando a curva de desligamento do relé
térmico do disjuntor não corta a curva do fusível.
b) Faixa de curto‐circuito: é necessário que o tempo de atuação do fusível seja igual ou
superior a 50 ms ao tempo de disparo do relé eletromagnético:
50msaf adT T  : Tempo de atuação do fusível (ms);
: Tempo de atuação do disjuntor (ms).
af
ad
T
T
5 5 –– Proteção e Coordenação Proteção e Coordenação –– Dimensionamento da ProteçãoDimensionamento da Proteção 59
 Disjuntor Termomagnético em Série com Fusível:
a) Faixa de sobrecarga: a seletividade é garantida quando a curva de desligamento do relé
térmico do disjuntor não corta a curva do fusível.
b) Faixa de curto‐circuito: é necessário que o tempo de atuação do relé eletromagnético
do disjuntor seja igual ou superior a 100 ms ao tempo de disparo do fusível:
100msad afT T  : Tempo de atuação do fusível (ms);
: Tempo de atuação do disjuntor (ms).
af
ad
T
T
5 5 –– Proteção e Coordenação Proteção e Coordenação –– Dimensionamento da ProteçãoDimensionamento da Proteção 60
 Disjuntor em Série com Disjuntor:
a) Faixa de sobrecarga: a seletividade é garantida quando a curva de ambos os disjuntores
não se cortam.
b) Faixa de curto‐circuito: Deve‐se satisfazer duas condições:
Montante 1 21. 150msad adT T 
1 22. 1, 25ad adI I 
Jusante
5 5 –– Proteção e Coordenação Proteção e Coordenação –– Dimensionamento da ProteçãoDimensionamento da Proteção 61
 Seletividade Lógica (SL): Lógica de bloqueio (intertravamento) de dispositivos de
f lé d é d d d d blproteção, mais especificamente relés digitais, através de envio de sinais digitais de bloqueio
de um relé digital a outro de modo a se garantir a seletividade. A lógica básica é como
segue:
1) A primeira proteção a montante (mais próxima) do ponto de defeito é a única
responsável pela atuação do dispositivo de abertura do circuito;
2) O restante das proteções a montante do ponto de defeito receberão o sinal de
bloqueio de SL de modo a se garantir a atuação de somente a proteção mais próxima do
defeito;
3) As proteções situadas a jusante do ponto de defeito não receberão sinal digital de
bloqueio (SL);
4) Cada proteção deve ser capaz de receber um sinal digital da proteção a sua jusante e
enviar um sinal digital à proteção a montante e, ao mesmo tempo, acionar o dispositivo
de abertura do circuito;
5) A proteção mais próxima do ponto de defeito é ajustada para atuação em 50 ms e as
demais proteções amontante em 100 ms;
)6) Cada proteção é ajustada para garantir a ordem de bloqueio durante um tempo
definido pelo procedimento da lógica de seletividade, cuja duração pode ser admitida
entre 150 a 200 ms.
5 5 –– Proteção e Coordenação Proteção e Coordenação –– Dimensionamento da ProteçãoDimensionamento da Proteção 62
Esquema de Seletividade Lógica (SL)
5 5 –– Proteção e Coordenação Proteção e Coordenação –– Dimensionamento da ProteçãoDimensionamento da Proteção 63
 Exemplo de aplicação 5 9: Considerando o sistema de proteção projetado no exemplo Exemplo de aplicação 5.9: Considerando o sistema de proteção projetado no exemplo
5.8, verifique se os fusíveis escolhidos estão coordenados. Caso não se obtenha
coordenação escolha novos dispositivos de modo a garantir a coordenação.
Diagrama Unifilar Exemplo 5.8.