Cálculo de CC simplificado.xls

Cálculo Simplificado da Corrente de Curto Circuito de Sistema de Distribuição de Energia 1) Cliente: Ref.: Nota: Preencher somente células em amarelo

Valores Utilizados

1. Dados 1.1 Transformador Tensão da Rede = Potência do Trafo = Número de Trafos =

440 V 1,000 kVA 1 un.

1.2 Alimentação

Trafo de Alimentação Corrente do Secund. Trafo In= 1312 A

Barramento (Cu)

MT

Trafo Ik'' = 26.2 kA

BT



H= L= Nr. barras = Comprimento =

mm mm /fase m

kVA

Z%

R%

150 225 300 500 750 1000 1500 2000 2500

3.5 4.5 4.5 4.5 5 5 6 5.75 5.75

1.4 1.3 1.2 1.1 1.6 1.5 1.5 1.1 1.1

Cabo Bitola = Comprimento = Nr. de cabos =

0 mm2

1.3 Painel

150.0 mm2 100.0 m 2.0 /fase

Ik'' = 15.3 kA Ik'' = 15.3 kA

0 mm2

Quadro 1 Q1. 1

mm mm /fase m

Q0.1

H= L= Nr. barras = Comprimento = 1.4 Derivações

25.0 mm2 30.0 m 1.0 /fase

Linha 3 Bitola = Comprimento = Nr. de cabos =

6.0 mm2 50.0 m 1.0 /fase

Ik'' = 7.3 kA

Q0.2

Linha 2 Bitola = Comprimento = Nr. de cabos =

2. RESULTADO

In = Ik" 3f = Ip 3f = Ik" 2f =

Quadro 2

Ik'' = 1.41 kA

1,312 1.4 2.0 1.2

A kA final kA final kA final

Carga

1) Os resutltados obtidos devem ser avaliados por pessoa Capacitada/Habilitada

Esforços Provocados Pelas Correntes de Curto-Circuito 1 - Introdução As correntes de curto-circuito provocam esforços térmicos e eletrodinâmicos nas barras, isoladores e nos demais elementos dos circuitos percorridos por essas correntes. O conhecimento desses esforços é essencial para dimensionarmos e selecionarmos os sistemas de barramentos, isoladores, distância entre isoladores, etc. 2 - Esforços Eletrodinâmicos desenvolvidos pela Corrente de Curto-Circuito Na figura abaixo estão representados esquematicamente dois condutores paralelos percorridos por uma corrente "i", a uma distância "d", expressa em centímetros e um comprimento "L" também em centímetros. Sabe-se que entre os condutroes é exercida uma força

F=

Bxi 10 x 981.000

[ kgf / cm]

(1)

A indução "B" vale: B=

2xi 10 x d

(2)

i

d

i

L

Substituindo (2) em (1), tem-se: (3)

F=

Considerando o valor da corrente "i" em kA, temos: (4)

F=

Desta forma, para um determinado comprimento L, obteremos: (5)

F=

Onde:

i em kA L em cm d em cm

Em um sistema trifásico, o cálculo dos esforços desenvolvidos no caso de curto-circuito bipolar não oferece nenhuma dificuldade. Os máximos esforços aparecem quando surge o valor de crista da corrente de curto-circuito (Is) - onde Is = fi x raiz(2) x Ik",

Substituindo-se o valor de "i" na fórmula anterior pela corrente "Is" expressa em kA, e considerando-se o comprimento do condutor em um metro, o esforço eletrodinâmico resultante será: (6)

F=

Quando o curto-circuito é tripolar o cálculo dos esforços eletrodinâmicos tornam-se mais difícil, sendo este o adotado no dimensionamento de barramentos, isoladores, chpas de quadros elétricos, etc. Visto ser o caso mais desfavorável entre os diversos tip b

Y X

b

F

F

h

h

Y

X O Momento de inércia de uma seção retangular vale: (7)

As barras são consideradas como vigas submetidas a uma carga uniformemente distribuída. Segundo a forma que estão montadas na figura acima, o momento de flexão "M" é expresso da seguinte forma: Barras Coletoras

(8)

Derivações

(9)

A carga admissível "k", vale: Cobre,

k=

Alumínio

k=

O momento resistente é

(10)

Para que o valor do momento resistente resultante seja correto, a condição abaixo deve ser sempre satisfeita (11) Se a secção das barras não é retangular, determina-se em cada caso o valor do momento de inércia correspondente. Com o cálculo mostrado, pode-se determinar, a distância L entre os isoladores (apoios), a secção das barras, etc, adotando previamente uma distância "d" entre os condutores.

3 - Esforços Térmicos Desenvolvidos pela Corrente de Curto-Circuito

Devido às correntes de curto-circuito, os componentes condutores são solicitados por um esforço térmico adicional, que depende, essencialmente do quadrado da intensidade e da duração do curto-circuito. O esforço térmico também depende das características

S=

(12)

Para dimensionar os barramentos é decisivo conhecer a intensidade de corrente que flui para o receptor, bem como o valor de crista da corrente dos possíveis curto circuitos. Normalmente, não é necessário considerar o valor eficaz da corrente de curto-circ

A tabela 1, deverá ser usada para o dimensioamento da secção do barramento de cobre para solicitação de corrente nominal. Uma vez escolhida a secção deverá ser verfificado se esta suporta o valaor de crista da corrente de curto circuito, de acordo com que

Fonte:

Klockner Moeller Especificação e Projeto de Quadros Elétricos de B.T. Carlos A. Menz Manfred P. Johann

Tabela 1 - Tabela para dimensionamento do barramento de cobre para B.T. conforme DIN 43671

Bitola

Área

Peso

Polegada - mm

mm2 60 59.5 80 74.5 160 124 150 149 180 199 362 399 483 499 200 299 604 599 725 799 967 999 1209 1200 1451 1600 1935 2000

kg/m 0.534 0.529 0.712 0.663 1.42 1.11 1.34 1.33 1.6 1.77 3.22 3.55 4.3 4.44 1.78 2.66 5.37 5.33 6.45 7.11 8.61 8.89 10.8 10.7 12.9 14.2 17.2 17.8

1/8" x 3/4" 3 x 20 1/8" x 1" 3 x 25 1/4" x 1" 5 x 25 3/16" x 1 1/4" 5 x 30 3/16" x 1 1/2" 5 x 40 3/8" x 1 1/2" 10 x 40 3/8" x 2" 10 x 50 1/4" x 1 1/4" 5 x 60 3/8" x 2 1/2" 10 x 60 3/8" x 3" 10 x 80 3/8" x 4" 10 x 100 3/8" x 5" 10 x 120 3/8" x 6" 10 x 160 3/8" x 8" 10 x 200

Instalações Blindadas Sem Pintura Com Pintura

A 205 204 263 245 421 327 381 379 436 482 648 715 824 852 484 688 993 985 1125 1240 1442 1490 1753 1740 1995 2220 2602 2690

A 351 348 442 412 756 586 676 672 756 836 1170 1290 1461 1510 840 1150 1734 1720 1915 2110 2400 2480 2881 2860 3255 3590 4170 4310

A 986 1090 1605 1770 1974 2040 1440 2319 2300 2531 2790 3155 3260 3768 3740 4244 4680 5428 5610

A 238 237 308 287 495 384 450 447 518 573 771 850 987 1020 576 826 1190 1180 1361 1500 1752 1810 2115 2110 2448 2700 3183 3290

A 397 394 504 470 854 662 765 760 861 952 1333 1470 1665 1720 956 1330 1976 1960 2187 2410 2758 2850 3305 3280 3745 4130 4808 4970

A

1031 1040 1814 2000 2246 2320 1510 2631 2610 2876 3170 3600 3720 4302 4270 4860 5360 8221 6430

Observações 1) Para o neutro a barra de aterramento poderá ser previsto 1/2 da seção do barramento principal. 2) As barras de cobre deverão ter os cantos arredondados, conforme norma DIN 46.433 3) Os valores da tabela acima, correspondem a uma temperatura ambiente de 35 oC e temperatura final de 65 oC.

Cálculo dos Esforços Provocados Pelas Correntes de Curto-Circuito 1) Cálculo para barras retangulares Disposição-1 b

Disposição-2 b h

d

h

d L

Efeito Eletrodinâmico Dados: h= b= d= L= Ik" = Is = k=

50 10 10 100 15 42.4 1,000

mm mm cm cm kA kA kgf / cm2(cobre)

Resultado F=

367 kgf

(Força Exercida )

M=

2295 kgf x cm (Momento de Flexão)

W=

2.30 cm3

(Momento Resistente)

Wi =

0.83 cm3

(Momento de Inércia da barra)

Condição necessária W < Wi não satisfeita, optar por uma das três soluções abaixo: 1) Aumentar a distância entre os condutores 'd', assim a força F será menor 2) Diminuir a distância entre os apoios ' L', assim o momento de flexão será menor 3) Aumentar a secção da barra, assim o momento de inércia será menor Efeito Térmico Dados: t= Ik" = T1 = Tf

0.5 30 40 1,083

s kA oC oC

( tempo de atuação da proteção)

Resultado S=

Utilizado 25 mm2 120.0 mm2

( Cobre )

500 mm2

( Alumínio )

1) Os resultdados obtidos devem ser avaliados por pessoa capacitada/habilitada.

( Cobre )