Cálculo de Corrente de Curto-Circuito em Instalações Elétricas Industriais

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CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER 
ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA 
BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA 
DISCIPLINA INSSTALAÇÕES ELÉTRICAS 
INDUSTRIAIS - ELETROTÉCNICA 
 
 
 
 
ATIVIDADE PRÁTICA DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS 
INDUSTRIAIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ALUNO: DARCI BARBOSA 
PROFESSOR: SAMUEL POLATO RIBAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VACARIA- RS 
2020 
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RESUMO 
 
Este trabalho contém os cálculos de corrente de curto circuito em certos pontos da 
instalação elétrica industrial, levando em conta os equipamentos e instalações mencionados 
na questão e no exercício proposto no guia do trabalho em uma indústria fictícia. 
 
Palavras-chave: Curto-circuito, Instalações Elétricas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1 INTRODUCAO 
 
 O conhecimento desta matéria nas instalações elétricas industriais é de suma 
importância para o dimensionamento de componentes, condutores e demais itens dentro de 
um projeto elétrico. 
O dimensionamento incorreto das correntes de curto circuito podem resultar em 
queima de componentes, danos nas instalações e até mesmo riscos aos técnicos, as correntes 
de curto circuito podem chegar a valores entre 10 e 100 vezes a corrente nominal. 
 
 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
Será feita a análise das características das correntes de curto circuito, apartir de um 
estudo que demonstra os valores das correntes de defeito. 
 
 3 OBJETIVOS 
 
Tem como objetivo apresentar os cálculos de corrente de curto circuito para uma 
instalação elétrica industrial, considerando uma instalação industrial de exemplo, onde os 
valores necessários para realização dos cálculos e dimensionamentos de condutores e 
equipamentos de proteção, e também para fixar a matéria para projetos no futuro. 
 
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 4 METODOLOGIA 
 
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Com base nessa figura, pode-se elaborar o diagrama unifilar simplificado e, 
posteriormente, o diagrama de bloco de impedâncias, conforme as Figuras 2 e 3, 
respectivamente. 
 
 
Figura 1 – Layout da indústria 
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Figura 2 – Diagrama unifilar simplificado 
 
• P – Ponto de entrega de energia à indústria; 
• ME – posto de medição da concessionária; 
• D – Posto de proteção e comando, onde são instalados o disjuntor geral de proteção e a 
chave seccionadora, o transformador de corrente de proteção e, em alguns casos um 
transformador de potencial de proteção; 
• 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 2, pode ser representada por um diagrama de blocos, onde cada bloco representa a 
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Figura 3 – Diagrama de blocos 
 
Considerando os layouts 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 
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 A) ESCOLHA DOS VALORES DE BASE 
 
 
Será utilizado a metodologia de valores por unidade (pu), sendo assim adotados como 
base o valor Pb expresso em kVA, e a tensão secundária do transformador da subestação Vb 
em kV. 
 
• Tensão base: Vb = 13,8kV. 
• Potência base: Pb = 100.000 kVA. 
 
 
Barramentos e cabos terão suas impedâncias calculadas em valores de sequência 
positiva, negativa e zero, onde o valor da impedância de sequência negativa, terá valor igual 
ao da impedância de sequência positiva 
 
 B) CORRENTE DE BASE: 
 
 
 
 
 
 
 
 C) CORRENTE DE CURTO-CIRCUITO NO PONTO DE ENTREGA DE 
ENERGIA — LADO DE MÉDIA TENSÃO; 
 
 
 
 D) POTÊNCIA DE CURTO CIRCUITO NO PONTO DE ENTREGA DE 
ENERGIA; 
 
E) IMPEDÂNCIA DO TRANSFORMADOR; 
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F) CORRENTE DE CURTO CIRCUITO SIMÉTRICA, VALOR EFICAZ, NOS 
TERMINAIS SECUNDÀRIOS DO TRANSFORMADOR; 
 
 
G) IMPEDÂNCIA DO CIRCUITO QUE LIGA O TRANSFORMADOR AO QGF; 
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H) IMPEDÂNCIA DO BARRAMENTO DO QGF; 
 
Lb = 5m 
Nb1 = 2 barras/fase justapostas de 50 x 10mm (tabela 3.38 do livro) 
RbΩ = 0,0438mΩ/m (valor da tabela 3.38 do livro) 
XbΩ = 0,1707mΩ/m (valor da tabela 3.38 do livro) 
 
Cálculo de resistência 
 
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I) IMPEDÂNCIA DO CURTO-CIRCUITO ATÉ O BARRAMENTO DO QGF; 
 
 
 
 
J) CORRENTE DE CURTO-CIRCUITO SIMÉTRICA, VALOR EFICAZ, NO 
BARRAMENTO DO QGF; 
 
 
K) IMPEDÂNCIA DO CIRCUITO QUE LIGA O QGF AO CCM3; 
 
Lc2 = 130m 
Nc2 = 1 condutor/fase 
Sc = 120mm2 
RuΩ = 0,1868mΩ/m (valor da tabela 3.22 do livro) 
XbΩ = 0,1076mΩ/m (valor da tabela 3.22 do livro) 
 
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L) IMPEDÂNCIA TOTAL DO CIRCUITO DESDE A FONTE ATÉO CCM3; 
 
 
 
M) CORRENTE DE CURTO-CIRCUITO SIMÉTRICA TRIFÁSICA, VALOR 
EFICAZ; 
 
 
N) CORRENTE DE CURTO-CIRCUITO ASSIMÉTRICA TRIFÁSICA, VALOR 
EFICAZ; 
 
 
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O) IMPULSO DA CORRENTE DE CURTO-CIRCUITO; 
 
P) CORRENTE DE CURTO-CIRCUITO BIFÁSICO, VALOR EFICAZ; 
 
Q) CORRENTE DE CURTO-CIRCUITO FASE-TERRA MÁXIMA, VALOR 
EFICAZ; 
 
Cálculo da impedância da sequência zero do circuito que liga o transformador ao QGF 
RΩ0=1,8781mΩ/m (valor da Tabela 3.22) 
 
 
 
Cálculo da impedância de sequência zero do circuito que liga o QGF ao CCM 
RΩ0=1,9868mΩ/m (valor da Tabela 3.22 – Cabo de 120mm2) 
 
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 R) Corrente de curto-circuito fase-terra mínima, valor eficaz. 
 
 
 
EQUAÇÕES 
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Caso haja necessidade de utilização de equações, as equações devem estar 
centralizadas. Numere as equações em sequência com algarismos arábicos entre parênteses e 
alinhados à direita, conforme modelo. Deixe uma linha de espaço antes e depois de cada 
equação incluída. Por exemplo: 
 
 
 
 
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CONCLUSÃO 
 
Tanto no Brasil como em outros países em desenvolvimento. É recente a aplicação 
do ensino da arte de empreender no campo acadêmico, porém sua aplicabilidade vem em 
constante crescimento. 
Tal crescimento está sendo possível porque o uso correto da eletricidade é uma 
ferramenta propulsora para o desenvolvimento social e econômico da nossa sociedade. 
Constatou-se, inicialmente, que no âmbito social a maioria dos alunos considera que a 
engenharia elétrica é uma área de atuação profissional na qual um acadêmico de sucesso 
pode estar atuando. 
O desenvolvimento da atividade prática contribuiu de forma positiva no 
aprendizado, que facilitará na elaboração de futuros diagnósticos, elaboração de projetos, 
tudo isso contribuindo para a formação de um profissional capacitado.