Exemplo de Cálculo de Coordenação

1. DEFINIÇÃO DO PROBLEMA

A figura abaixo mostra o diagrama unifilar de uma subestação de um Consumidor Primário (13,8 kV). Pede-se fazer o estudo de coordenação da proteção do consumidor  com a proteção geral (religador) do alimentador da Concessionária. Use relés de sobrecorrente PEXTRON ou SEG. Verificar se o relé atua para faltas trifásica e fase-terra franca (Rt = 5 ohms) no secundário do transformador. Traçar as curvas de coordenação no plano i x t.

         Correntes de curtofornecidas pela concessionária -circuito

         (Ponto de Entrega)

         13,8 kV         Disjuntor [pic 1]

Impedâncias de Thèvenin

         no ponto de entrega, dadas pela          concessionária (Ponto de Entrega): 

         Z1 = 0,1568 + j 0,9998 p.u.

         Z0 = 0,2051 + j 1,5674 p.u.

         Vbase = 13,8 kV

         Sbase = 100 MVA

Ajustes do relé associado ao disjuntor de proteção do alimentador da concessionária:  

Relé SEL – 351; RTC= 600/5

Fase: Ipartida=3.1 A;  Curva 0.37 MI-IEC

Instantâneo de fase: 17 A

Neutro: Ipartida= 0.25 A; Curva 0.42 MI-IEC

Instantâneo de neutro: 9 A

Neutro sensível: Ipartida= 0.13 A;  Tempo def.  15 s

Tempos de relig.: 1,5/15 s

Seq. de op.: (50/50N/51/51N)/(51/51N)/(51/51N) Tempo de reset: 60 s.

Relé SEL – 351

1. MEMORIAL DE CÁLCULOS

2.1 – Valores das Resistências e Reatâncias de Sequência Positiva, Negativa e Zero no Ponto de Entrega (Dados fornecidos pela Concessionária):

1. Impedância de Sequência Positiva:

Z1PE 1,01281,09pu 

1. Impedância de Sequência Negativa

Z2PE 1,01281,09pu 

c) Impedância de Sequência Zero

Z0 1,58182,54pu 

2.2 – Valores de Base do Sistema para Cálculo em por unidade (pu) das Correntes de Curto-Circuito:

Adota-se SB 100MVA, VB1 13,8kV e VB2  380V .

        VN        1,0pu, tensão no ponto da falta e referência angular zero;

Considera-se, VF          VB

A partir dos valores de SB e VB calculam-se os demais dados de base:

        SB        100M        4.183,7A

IB1                 

        3.VB1        3.13,8k         [pic 2]

        SB        100M        151.934,28A

IB2                 

        3.VB2        3.380         [pic 3]

ZB1 VB12 1,9044

        SB         

ZB2 VB22  0,00144 SB

2.3 - Cálculos das Impedâncias de Sequência Positiva, Negativa e Zero do Transformador:

Para obtenção do valor da impedância para o cálculo do curto-circuito faseterra mínimo foi adotado o valor de ZCT = 33,3 . Em valores pu tem-se:

ZF ZCT()  33,3 17,48pu[pic 4]

        ZB        1,9044         

Transformador com potência nominal de 1.500 kVA, ZTR%  3,5% relação de transformação de 13,8 kV ligação triângulo em média tensão para 380/220 V ligação estrela aterrada em baixa tensão.

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