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Ativ Pratica Instalação Elétrica industrial 2

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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: DAYVSON SILVA DOS REIS. RU: 1293811 
PROFESSOR: PROF. MSC. SAMUEL POLATO RIBAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PARAGOMINAS - PA 
2020 
 
 
 
 
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 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
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 
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 
 
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 representação 
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 pode 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, 
principalmente, 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; 
6 
 
ME – posto de medição da concessionária; 
6 
D – posto de proteção e comando, onde instalado o disjuntor geral de proteção e a chave 
seccionadora, o transformador de corrente de proteção e, em alguns casos um transformador 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 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 X Iba 
Zups 
 Ics = 𝑋 4,183 = 9.390𝐴 
 
* Corrente de curto-circuito fase –terra 
 
Icft = 
 
Icft = = 16.094 𝐴 
 
d) Potência de curto-circuito no ponto de entrega de energia; 
Pcc 𝑋 𝑉𝑛𝑝 𝑋 𝐼𝑐𝑝 𝐾𝑉𝐴 
 
e) impedância do transformador; Pnt = 1.000 KVA 
* Resistência 
Pcu = 11.000 (valor obtido da tabelam9.11) 
Rpt = 𝑃𝑐𝑢 = = 1,1% = 0,011pu (nas bases Pnt e Vnt) 
10 𝑥 𝑃𝑛𝑡 
Rut = Rpt x 𝑃𝑏 = 0,011 𝑥 = 1,10 = pu (nas bases Pnt) 
𝑃𝑛𝑡 
 
 * Reatância 
Zut = Zpt x (nas bases Pnt) 
 Zpt= 5,5 % = Zut = 0,055 Pu (nas bases Pnt e Vnt) 
8 
 
4 𝑥 1 . 000 
100 . 000 
Xut = (𝑛𝑎𝑠 𝑏𝑎𝑠𝑒𝑠𝑃𝑛𝑡) 
 Zut = Rut + jXut = 1,10 + j5´,38 pu 
8 
 
f) Corrente de curto-circuito simétrica, valor eficaz, nos terminais secundários do 
transformador; 
* Corrente de base 
Ib A 
* Corrente de curto-circuito trifásico 
Ics 
Ics 𝐾𝐴 
 
* Corrente de Curto-circuito fase e terra 
 
Icft = 
 𝑥 
Icft = 
Icft = = 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 = 0,0002928 𝑋 = 0,20277 𝑝𝑢 
 𝑉²𝑏 1. ² 
 * Reatância 
1068 m Ω/m (valor da Tab. 3.22) 
 
Xc1Ω = 𝑋𝑢 ⃗͢ ⃗⃗ = 𝑋𝑐1Ω = = 0,0004005 Ω 
Xuc1 = X c1 Ω = = 0,0004005 𝑋 = 0,27735 𝑝𝑢 
 1 . 000 𝑋 𝑁𝑐 1 
𝑃𝑏 
9 
 
 1.000 𝑋 𝑉²𝑏 1. ² 
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 
Rb Ω = 0,0438 mΩ/m (valor de Tab. 3.38) 
 
 Rb1Ω = 0 ,0438 x5 = 0,00010 Ω 
2 𝑋 1.000 
 
Rub1 = Rb1Ω X Pb= 0,00010 𝑋 100.000= 0,06925 𝑝𝑢 
 1.000 𝑋 𝑉²𝑏 1.000 𝑋 0,38² 
 
* Reatância 
Xbx = 0,1707 m Ω/m (valor da Tab. 3.38) 
 
 Xb1Ω = 0,1707 X 5 = 0,00042 Ω 
2 𝑋 1.000 
Xub1 = X b1Ω X Pb 0,00042 𝑋 100.000 = 0,2905 pu 
 1.000 𝑋 𝑉²𝑏 1.000 𝑋 0,38² 
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 𝐴 
* Corrente de curto-circuito fase e terra 
Icft 
10 
 
 Icft 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 = = 0,02428 Ω 
10 
Ruc2 = Rc2Ω = Pb= 0,02428 = 1.00.000 = 16,8144 pu 
 1.000 𝑋 𝑉²𝑏 1.000 𝑋 0,38² 
 * Reatância 
XuΩ = 0,1076 mΩ/m (valor da Tab. 3.22) 
 XcΩ = 0,1076 x 130 = 0,01398 Ω 
Xuc2 = Xc2Ω X = 0,01398 𝑋 100.000= 9,6814 𝑝𝑢 
 1.000 𝑋 𝑉²𝑏 1.000 𝑋 0,38² 
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 = = 6.256 𝐴 
𝑍𝑢𝑡𝑜𝑡 
 
n) Corrente de curto-circuito assimétrica trifásica, valor eficaz; 
Xutot 
𝑅𝑢𝑡𝑜𝑡 
 = = 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; 
1 . 000 
Pb 
11 
 
Icb x Ica x 6.381 = 9.024 KA 
 
p) Corrente de curto-circuito bifásico, valor eficaz; 
Icb = 𝑋 𝐼𝑐𝑠 X 6.381 = 5.526 KVA 
2 
 
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 =0,00704 Ω 
4 𝑋 1.000 𝑋 𝑉²𝑏 
 Ru0c1 = RcΩ0 x Pb = 0,00704 x 100.000 
 1.000 𝑋 𝑉²𝑏 1.000 𝑋 0,38² 
11 
 Ru0c1 = 4,8752 pu 
 
XΩ0 = 2,4067 mΩ/m (Valor da Tab. 3.22) 
XcΩ0 = 2,4067 X 15 = 0,00902 Ω 
4 𝑋 1.000 
 Xu0c1 = XcΩ0 x Pb = 0,00902 x 100.000 
 1.000 𝑋 𝑉²𝑏 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 = 27.700 pu 
1.000 𝑋 0,38² 
 RΩmt = 10 Ω 
Rumt = 10 x = 6.925 pu 
I
cftmi
 = 2 𝑋 𝑍𝑢𝑡𝑜𝑡+ ∑𝑖𝑖==𝑛1 𝑍𝑢0𝑐+3 𝑋 
(𝑅𝑢𝑐𝑡+𝑅𝑢𝑚𝑡+𝑅𝑢𝑎𝑡) 
Icftmi = 
√ 3 
100 . 000 
1 . 000 𝑋 0 , 38 ² 
3 X I b 
12 
 
Icftmi = = 4,38 A 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
4 CONCLUSÕES 
 Trabalho e extrema importância no que desrespeito ao entendimento, de como dimensionar 
uma subestação. 
Levando em conta o alto risco de se ter um mal dimensionamento dos matérias utilizados para 
a construção da mesma o que poderia ocasionar um acidente com danos matérias ou ate mesmo 
com danos pessoais. 
É de suma importância se ter esse conhecimento para aplicar em futuros projetos de instalações 
de uma subestação. e esse trabalho vem contribuir de forma positiva para esse futuro. 
 
 
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 
 
http://hdl.handle.net/11449/117991
http://hdl.handle.net/11449/117991
13 
 
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 
. 
https://docero.com.br/doc/nve8c0-
https://docero.com.br/doc/nve8c0-
https://docero.com.br/doc/nve8c0-

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