Ativ Pratica Instalação Elétrica industrial

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CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER 
ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA 
BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA 
DISCIPLINA INSSTALAÇÕES ELÉTRICAS 
INDUSTRIAIS - ELETROTÉCNICA 
 
 
 
 
 
CORRENTE DE CURTO-CIRCUITO NOS TERMINAIS DE ALIMEN-
TAÇÃO DO CCM3, 
 
 
 
 
 
 
 
ALUNOS: ELIEL DA SILVA BRITO. RU: 778456 
PROFESSOR: PROF. MSC. SAMUEL POLATO RIBAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PARAGOMINAS - PA 
2020 
 
 
2 
 
2 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO.....................................................................................................................3 
2 EMBASAMENTO TEÓRICO..............................................................................................3 
3 CÁLCULOS DESENVOLVIDOS........................................................................................4 
3.1 SEQUENCIA DE CALCULOS...........................................................................................6 
4 CONCLUSÕES....................................................................................................................12 
5 REFERÊNCIAS...................................................................................................................13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
1 INTRODUÇÃO 
Sobrecorrente podem colocar em risco todo o sistema elétrico e os seres humano que na 
área trabalha, elas são resultado de curtos-circuitos e falhas que podem ocorrer nos sistemas 
elétricos, por mais bem projetado que sejam. Logo é importante prever estas falhas com análises 
dos sistemas elétricos para que seja possível projetar adequadamente as proteções, a fim de que 
essas intervenham corretamente e evitem perdas técnicas e, principalmente, humanas. No en-
tanto não há um padrão para os métodos de cálculo das correntes de curto-circuito, os principais 
autores nacionais das literaturas sobre o assunto sugerem diferentes métodos, conhecer as par-
ticularidades entre eles facilita e agiliza a escolha e boa aplicação 
 
2 EMBASAMENTOS TEÓRICO 
Em algumas características do curto-circuito podem ser definidas pela a condição de cargas 
desequilibrada e curto-circuito com cargas equilibradas também, e essas conexões malfeitas e 
até mesmo pelo qualidade dos materiais, isso se torna mais frágil um sistema trifásico, com isso 
um arco pode surgir entre as fases fechando um curto-circuito entre fase. 
Assim comenta PAIVA (2015), que quando um curto-circuito ocorre em uma rede elétrica 
de distribuição, podem ser observados vários fenômenos ligados ao aumento súbito da corrente. 
As correntes de curto-circuito introduzem uma quantidade muito alta de energia no ponto de 
falta, onde podem ocorrer arcos voltaicos ou derretimento de fios e equipamentos. 
SANTOS (2009), dentre outros diversos tipos de fenômeno nocivos ao sistema elétricos 
abordados na seção anterior, este trabalho se concentra nos transitórios meios rápidos: os curto-
circuito equilibrado e desequilibrados. 
O curto-circuito é dito equilibrado quando há uma completa simetria ou equilíbrio entre 
suas fases antes e após a ocorrência do defeito. Neste caso, as impedâncias, os módulos das 
tensões e das correntes de curto-circuito são iguais para as três fases. Isto permite a representa-
ção monofásico do sistema. 
PAIVA (2015), diz que num sistema de projeto se quer da importância como se deveria, 
...para o dimensionamento dos equipamentos de um sistema, na grande maioria dos casos é 
levada em consideração uma corrente de curto-circuito trifásica ligada diretamente. Apesar 
deste tipo de falta representar apenas 5% aproximadamente das ocorrências, ela é considerada 
para o dimensionamento porque geralmente produz o maior valor de corrente de curto-circuito 
possível em determinado ponto. 
Segunda a ALMEIDA (2012), fala que um sistema sobrecarregado podem colocar em risco 
todo o sistema elétrico e os seres vivos, elas são resultado de curtos-circuitos e falhas que podem 
4 
 
4 
 
ocorrer nos sistemas elétricos, por mais bem projetado que sejam. Logo é importante prever 
estas falhas com análises dos sistemas elétricos para que seja possível projetar adequadamente 
as proteções, a fim de que essas intervenham corretamente e evitem perdas técnicas e, princi-
palmente, humanas. No entanto não há um padrão para os métodos de cálculo das correntes de 
curto-circuito, os principais autores nacionais das literaturas sobre o assunto sugerem diferentes 
métodos, conhecer as particularidades entre eles facilita e agiliza a escolha e boa aplicação 
 
3 CÁLCULOS DESENVOLVIDOS 
Considere uma indústria cujo layout é mostrando na Fig. 01 
 
 
 
 
Fig. 01 – Layout da Industria. 
Fonte: Fonte: João Mamede Filho, pag. 371. 
 
 
 
 
O layout apresentado na Figura 1, pode ser representado de forma simplificada por um 
diagrama unifilar, conforme mostrado na Figura - 02 
 
5 
 
5 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 02 – Diagrama unifilar simplificado. 
Fonte: João Mamede Filho, pag. 373 
 
Na figura 02, tem-se: 
P – ponto de entrega de energia à indústria; 
ME – posto de medição da concessionária; 
6 
 
6 
 
D – posto de proteção e comando, onde instalado o disjuntor geral de proteção e a chave secci-
onadora, o transformador de corrente de proteção e, em alguns casos um transformador de pro-
teção; 
TR – posto de transformação; 
QGF – Quadro Geral de Força, onde são instalados os principais equipamentos de proteção, 
manobra e medição indicativa em baixa tensão; 
CCM – Centro de Controle de Motores, onde estão instalados, geralmente, os elementos de 
proteção e manobra dos motores; 
M – máquinas industriais, caracterizadas, principalmente, pelos valores de placa dos motores 
que as acionam, ou outros componentes elétricos de trabalho, tais como resistências, reatores, 
etc. 
A Figura 02, pode ser representada por um diagrama de blocos, onde cada bloco representa a 
impedância de cada parte do esquema elétrico de ligação, desde a entrada de energia, até a 
carga. 
 Considerando o layout da Figura 1, e o diagrama unifilar da Figura 2, calcular os valores 
de corrente de curto-circuito nos terminais de alimentação do CCM3, considerando as seguintes 
características 
Tensão nominal aplicada ao primário: 13,8 kV; 
Tensão nominal secundária: 380 V; 
Impedância de sequência positiva do sistema de suprimento: 0,0178 + j0,4581 pu (na base de 
100 MVA); 
Impedância de sequência zero do sistema de suprimento: 0,0395 + j,0,4111 pu (na base de 100 
MVA); 
Impedância percentual do transformador: 7% 
Comprimento do circuito TR-QGF: 15 m; 
Barramento do QGF: duas barras de cobre justapostas de 50 x 10 mm; 
Comprimento da barra do QGF: 5 m; 
Comprimento do circuito QGF-CCM3: 130 m; 
Resistência de contato do cabo com o solo (falha de isolação): 30 Ω 
Resistência de malha de terra: 12 Ω 
 
3.1 Sequências de Cálculos 
a) Escolha dos valores de base; 
Pb=100.000KVA. 
7 
 
7 
 
Vb=13.8 KVA 
b) Corrente de base; 
Ib = Pb = A 
 √3XVb 
Ib = 100.000 = 4,183A 
 √3X13800 
1 
c) Corrente de curto-circuito no ponto de entrega de energia – lado de média tensão; 
Ics =
1
Zups
 X Iba 
 Ics = 
1
(0,0178+J0,4581)
 𝑋 4,183 = 9.390𝐴 
 
* Corrente de curto-circuito fase –terra 
 
Icft = 
3x4.183
0,0155+j0,4452+0,1423+j0,3184
 
 
Icft = 
12.549
0,1578+j0,7636
= 16.094 𝐴 
 
d) Potência de curto-circuito no ponto de entrega de energia; 
Pcc = √3 𝑋 𝑉𝑛𝑝 𝑋 𝐼𝑐𝑝 = √3 𝑋 13,8 𝑋 4.183 = 99.983 𝐾𝑉𝐴 
 
e) impedância do transformador; 
Pnt = 1.000 KVA 
* Resistência 
Pcu = 11.000 (valor obtido da tabelam9.11) 
Rpt = 
𝑃𝑐𝑢
10 𝑥 𝑃𝑛𝑡
= 
11.000
10 𝑥 1.000
= 1,1% = 0,011pu (nas bases Pnt e Vnt) 
Rut = Rpt x 
𝑃𝑏
𝑃𝑛𝑡
= 0,011 𝑥 
100.000
1.000
= 1,10 = pu (nas bases Pnt) 
 
 * Reatância 
Zut = Zpt x 
𝑃𝑏
 𝑃𝑛𝑡
= 0,055 𝑥 
100.000
1.000
= 5,50 = pu (nas bases Pnt) 
 Zpt= 5,5 % = Zut = 0,055 Pu (nas bases Pnte Vnt) 
Xut = √𝑍2𝑢𝑡 − 𝑅2𝑢𝑡
 
= √5,502 − 1,10² = 5,38𝑝𝑢 (𝑛𝑎𝑠 𝑏𝑎𝑠𝑒𝑠 𝑃𝑛𝑡) 
 Zut = Rut + jXut = 1,10 + j5´,38 pu 
8 
 
8 
 
 
f) Corrente de curto-circuito simétrica, valor eficaz, nos terminais secundários do transforma-
dor; 
* Corrente de base 
Ib = 
𝑃𝑏
 √3 𝑋 𝑉𝑏
= 
100.000
√3 𝑋 0,38
= 151.934 A 
 * Corrente de curto-circuito trifásico 
Ics = 
𝐼𝑏
 𝑍𝑢𝑡𝑜𝑡
= 
151.934
(0,0155+𝑗0,4452+𝑗5,38)
 
Ics = 
151.934
1,1155+𝑗5,8252
= 25.616𝐾𝐴 
 
 * Corrente de Curto-circuito fase e terra 
Icft = 
3 x 151.934
2 𝑥 (0,0155+𝑗0,4452+1,10+𝑗5,38)+(0,0423+𝑗0,31284+1,10+𝑗5,38)
 
Icft = 
455.802
2,231+𝑗11,650+1,1423+5,68928
 
Icft = 
455.802
3,3733+𝑗17.3428
= 25.798 𝐴 
g) Impedância do circuito que liga o transformador ao QGF; 
Lc1 = 15 m 
Nc1 = 4 condutores/fase 
Sc = 300 mm² 
 *resistência 
RuΩ = 0,0781 mΩ/m (valor da tab. 3.22) 
Ruc1 = Rc1Ω x 
𝑃𝑏
 𝑉²𝑏
= 0,0002928 𝑋 
100.000
1.000 𝑥 0,38²
= 0,20277 𝑝𝑢 
 * Reatância 
1068 m Ω/m (valor da Tab. 3.22) 
 
Xc1Ω = 
𝑋𝑢Ω 𝑋 𝐿𝑐1 
 1.000 𝑋 𝑁𝑐1
⃗⃗͢ ⃗ = 𝑋𝑐1Ω =
0,1068 X 15
4 𝑥 1.000
 = 0,0004005 Ω 
Xuc1 = Xc1 Ω = 
𝑃𝑏
 1.000 𝑋 𝑉²𝑏
= 0,0004005 𝑋 
100.000
1.000 𝑥 0,38²
= 0,27735 𝑝𝑢 
Zuc1 = Ruc1 + jXuc1 = 0,20277 + j0,27735 pu 
h) Impedância do barramento do QGF; 
Lb = 5m 
Nb1 = 2 barras/fase de 50 x 10 mm (Tab. 3.38) 
 * Resistência 
9 
 
9 
 
Rb Ω = 0,0438 mΩ/m (valor de Tab. 3.38) 
 
 Rb1Ω = 
0,0438 x5
2 𝑋 1.000
= 0,00010 Ω 
 
Rub1 = Rb1Ω X 
Pb
1.000 𝑋 𝑉²𝑏
= 0,00010 𝑋 
100.000
1.000 𝑋 0,38²
= 0,06925 𝑝𝑢 
 
* Reatância 
Xbx = 0,1707 m Ω/m (valor da Tab. 3.38) 
 
 Xb1Ω = 
0,1707 X 5
2 𝑋 1.000
= 0,00042 Ω 
Xub1 = X b1Ω X 
Pb
1.000 𝑋 𝑉²𝑏
 0,00042 𝑋 
100.000
1.000 𝑋 0,38²
 = 0,2905 pu 
Zub1 = Rub1 + jXub1 = 0,06925 + j0,29085 pu 
i) Impedância do curto-circuito até o barramento do QGF; 
 Rutot = 0,0155 + 1,10 + 0,20277 + 0,06925 + 1,38752 pu 
 Xutot = j0,4452 + j5,38 + jo,29085 = 6,3934 pu 
 Zutot = Rutot + jXutot = 1,38752 + j6,39340 pu 
 
j) Corrente de curto-circuito simétrica, valor eficaz, no barramento do QGF; 
* Corrente de base 
 Ib = 
Pb
√3 𝑋 𝑉𝑏
= 
100.000
√3 𝑋 0,38
= 151.934 𝐴 
* Corrente de curto-circuito fase e terra 
Icft = 
3 X 151.934
2 𝑋 (1,38752+𝑗6,39340)+(0,0423+𝑗0,31284+1,10+𝑗5,38)
= 
 Icft =
455.802
3,91734+𝑗18.4796
= 24.128 𝐴 
k) Impedância do circuito que liga o QGF ao CCM3; 
Lc2 = 130m 
Nc2 = 1 condutor/fase 
Sc = 0,120 mm² 
 * Resistência 
RuΩ = 0,1868 mΩ/m (valor da Tab. 3.22) 
 Rc2Ω = 
0,1868 X 130
1.000
= 0,02428 Ω 
10 
 
10 
 
Ruc2 = Rc2Ω = 
Pb
1.000 𝑋 𝑉²𝑏
= 0,02428 = 
1.00.000
1.000 𝑋 0,38²
 = 16,8144 pu 
 * Reatância 
XuΩ = 0,1076 mΩ/m (valor da Tab. 3.22) 
 XcΩ = 
0,1076 x 130
1.000
= 0,01398 Ω 
Xuc2 = Xc2Ω X 
Pb
1.000 𝑋 𝑉²𝑏
= 0,01398 𝑋 
100.000
1.000 𝑋 0,38²
= 9,6814 𝑝𝑢 
Zuc2 = Ruc2 + jXuc2 = 16,8144 + j9,6814 pu 
l) Impedância total do circuito desde a fonte até o CCM3; 
 Rutot: = 1,38752 + 16,8144 = 18,2019 pu 
 Xutot = j6,39340 + j9,6814 = 16,748 pu 
Zutot = Rutot + jXutot = 18,2019 + j16,0748 pu 
 
m) Corrente de curto-circuito simétrica trifásica, valor eficaz; 
Ics = 
Ib
𝑍𝑢𝑡𝑜𝑡
= 
151.934
(18,2019+𝑗16,0748)
= 6.256 𝐴 
 
n) Corrente de curto-circuito assimétrica trifásica, valor eficaz; 
Xutot
𝑅𝑢𝑡𝑜𝑡
= 
16,0748
18,2019
= 0,88 
Fa = 1,02 (valor da Tab. 5.1) 
Ico = Fa x Ics = 1,02 x 6,256 = 6.381 A 
 
o) Impulso da corrente de curto-circuito; 
Icb = √2 x Ica = √2 x 6.381 = 9.024 KA 
 
p) Corrente de curto-circuito bifásico, valor eficaz; 
Icb = 
√3
2
𝑋 𝐼𝑐𝑠 = 
√3
2 
 X 6.381 = 5.526 KVA 
 
q) Corrente de curto-circuito fase-terra máxima, valor eficaz; 
 * Cálculo da impedância de sequência zero do circuito que liga o transformador ao QGF 
RΩo = 1,8781 mΩ/m (valor de Tab. 3.22) 
 RcΩ0 = 
1,8781 X 15
4 𝑋 1.000 𝑋 𝑉²𝑏
=0,00704 Ω 
 Ru0c1 = RcΩ0 x 
Pb
1.000 𝑋 𝑉²𝑏
= 0,00704 x 
100.000
1.000 𝑋 0,38²
 
11 
 
11 
 
 Ru0c1 = 4,8752 pu 
 
XΩ0 = 2,4067 mΩ/m (Valor da Tab. 3.22) 
 XcΩ0 = 
2,4067 X 15
4 𝑋 1.000
 = 0,00902 Ω 
 Xu0c1 = XcΩ0 x 
Pb
1.000 𝑋 𝑉²𝑏
= 0,00902 x 
100.000
1.000 𝑋 0,38²
 
 Xuoc1 = 6,2465 pu 
Zuoc = Ruoc1 + jXu0c1 = 4,8753 + j6,2465 pu 
r) Corrente de curto-circuito fase-terra mínima, valor eficaz 
RΩct = 40 Ω 
Ruct = 40 x 
100.000
1.000 𝑋 0,38²
 = 27.700 pu 
 RΩmt = 10 Ω 
Rumt = 10 x
100.000
1.000 𝑋 0,38²
 = 6.925 pu 
Icftmi = 
3 X Ib
2 𝑋 𝑍𝑢𝑡𝑜𝑡+ ∑𝑖=𝑛𝑖=1 𝑍𝑢0𝑐+3 𝑋 (𝑅𝑢𝑐𝑡+𝑅𝑢𝑚𝑡+𝑅𝑢𝑎𝑡) 
 
 
Icftmi = 
3 X 151.934
221,2433+𝑗269,7802+3 𝑋 (27.700+6.925)
 
Icftmi =
455.802
104.096+𝑗269,7802
 = 4,38 A 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
12 
 
4 CONCLUSÕES 
 A partir deste trabalho de corrente de curto-circuito nos terminais de alimentação do 
ccm3, as preocupações em adotar alguns métodos de proteção em um nível de corrente compa-
tível com a de curto-circuito de cada ccm3 vem ser umas das prioridades dentro a segurança 
dos colaboradores e dos próprios ativos da empresa. 
 Tem métodos mais barato mais não é aconselhado por medida de eficiências de prote-
ção, por tanto, cabe os engenheiros responsáveis pelo sistema SEP aprimorar e definir a neces-
sidade de implantar no sistema por completo. 
 Por fim, teve um grande aprendizado e desenvolvimento dessas tarefas com essas situ-
ações do trabalho realizado dentro de um sistema que possibilita uma corrente de curto-circuito 
muito alta até ultrapassando o limite de barramento. 
 
13 
 
13 
 
REFERÊNCIAS 
ALMEIDA, Joyce Carvalho de. Comparação entre métodos e análise de correntes 
de curto-circuito. Disponível em: http://hdl.handle.net/11449/117991 Acesso em 04 de Abril 
de 2020 
 
PAIVA, Lucas. Limitação de Corrente de curto-circuito aplicada. Disponível em 
<http://www2.dee.cefetmg.br/wp-content/uploads/sites/18/2017/11/TCC_2015_1_LDPaiva. > 
Acesso em 04 de Abril de 2020. 
 
FILHO, João Mamede, Instalações Elétrica industriais. Disponível em: 
<https://docero.com.br/doc/nve8c0-> Acesso em 04 de Abril de 2020 
. 
http://hdl.handle.net/11449/117991
https://docero.com.br/doc/nve8c0-