Prof. Me. Fábio Cruz
Os sistemas de proteção deve atender aos seguintes requisitos básicos:
◦Seletividade
Selecionar apenas a parte danificada na ocorrência de falta.
Projeto de proteção deve ser feito globalmente.
◦Sensibilidade
Correta seleção da faixa de operação do dispositivo de proteção.
◦Confiabilidade
Basicamente um projeto de proteção é feito com três dispositivos: fusíveis (normalmente diazed e NH), disjuntores e relés (térmicos).
Finalidade de evitar o aquecimento da
isolação, das conexões e outros componentes além dos limites previstos.
Dispositivos de proteção devem ser
localizados nos pontos do circuito onde haja mudança que caracteriza redução na capacidade de condução de corrente.
Pode-se omitir a aplicação dos dispositivos de
proteção contra correntes de sobrecargas nos circuitos:
◦situados a jusante de uma mudança qualquer que altere a capacidade de condução dos condutores, desde que haja uma proteção contra sobrecargas a montante; ◦nos circuitos de cargas resistivas ligadas no seu valor
máximo;
◦de comando e sinalização;
◦secundários de TCs e TPs (de medição); ◦de carga motriz em regime de funcionamento
intermitente.
Dispositivos de proteção devem:
◦Ter a capacidade de interrupção ou de ruptura igual ou superior ao valor da corrente de curto
presumida no ponto de sua instalação.
◦Estar localizados nos pontos do circuito onde haja mudança que caracteriza redução na capacidade de condução de corrente.
Pode-se omitir a aplicação dos dispositivos de
proteção contra corrente de curto:
◦Circuitos que ligam geradores, transformadores, retificadores, baterias aos quadros de comando correspondentes, desde que nestes haja dispositivos de proteção;
◦Circuitos que ligam os secundários de TCs e TPs aos relés de proteção ou aos medidores de energia. ◦Nos circuitos que desenergizados possam trazer perigo
DIMENSIONAMENTO DOS
DISPOSITIVOS DE
PROTEÇÃO
São constituídos de modo
a permitir o ajuste da corrente nominal (conforme a corrente e a natureza da carga). Usados particularmente para a proteção de motores.
Relé de sobrecorrente tripolar (RW 27D – Weg)
Normalmente os
fabricantes de contatores fornecem o tipo adequado dos relés apropriados a estes.
Atuam com base em curvas
de tempo x corrente do tipo inverso.
Tempo de atuação
Com o valor de M, obtém-se nas ordenadas do gráfico do relé o tempo de atuação do relé (Tar).
Critérios de ajuste – serviço contínuo S1
1. Corrente de ajuste
2. Corrente de ajuste deve ser igual ou inferior à capacidade de condução de corrente dos condutores
Critérios de ajuste – serviço contínuo S1
3. Tempo de partida do motor deve ser inferior ao tempo de atuação do relé para a corrente de partida correspondente. Tempo de rotor bloqueado deve ser igual ou superior ao valor
da corrente ajustada
Analisar esta condição durante a partida do motor.
Exemplo:
Exemplo:
Será dada ênfase aos fusíveis do tipo com
retardo, diazed ou NH, de característica aM.
Zonas de atuação dos fusíveis diazed
Zonas de atuação dos fusíveis NH
É necessário que o
fusível ofereça segurança a todos os elementos localizados a jusante dele.
Devem ser analisadas
as condições de proteção dos diversos componentes.
Propriedades de limitação de corrente dos
fusíveis diazed e NH
Observar que o fusível atua para uma corrente inferior ao curto trifásico simétrico no ponto de defeito.
A curva de fusão do fusível deve coordenar com
a curva de x corrente da limitação térmica admissível para os condutores protegidos.
Região de proteção do fusível
Proteção de circuitos terminais de motores
◦Para cargas acionadas em regime S1 a corrente nominal do fusível deve ser igual ou inferior ao produto da corrente de rotor bloqueado (corrente de partida - Ipm) do motor por um fator de multiplicação, ou seja:
Exemplo: Determinar a proteção fusível de um
motor trifásico de 50 cv, 380 V/ IV pólos.
Exemplo: Determinar a proteção fusível de um
motor trifásico de 50 cv, 380 V/ IV pólos.
Comportamento do fusível
na partida do motor
◦O fusível não deve atuar durante a partida do motor.
Proteção da isolação dos
condutores dos circuitos terminais
◦Critério de curto-circuito para dimensionamento de condutor
tempo de suportabilidade do condutor
Fusíveis
Critério de curto-circuito paradimensionamento do condutor
Observar que o fusível atua para uma corrente inferior ao curto trifásico simétrico no ponto de defeito. Encontrar a corrente
de corte do fusível para encontrar o Tsc.
Proteção dos dispositivos de comando e de
manobra
◦Contator e relé térmico– os fabricantes indicam a corrente máxima dos fusíveis (Infc) que devem ser
pré-ligados nestes dispositivos.
Exemplo 3 (Mamede-adaptado): Determinar a corrente nominal dos fusíveis dos circuitos terminais dos motores da figura. Os circuitos estão contidos em eletroduto enterrado e a isolação do condutor é de PVC, do tipo unipolar. O tempo de partida dos motores é de 2s.
Condição Taf< Tsc Fusível NH Corrente de corte Exemplo
◦Capacidade máxima de corrente de curto-circuito
Proteção do contator e relé térmico
Seleção do contator
Proteção de circuitos terminais de capacitores
ou banco Proteção dos circuitos de distribuição de motores
◦A corrente máxima do fusível deve obedecer: Cada motor deve ser provido de proteção individual
contra sobrecargas.
A proteção não deve atuar para a condição de carga normal do circuito.
A corrente nominal do fusível deve obedecer à equação:
Permite a manutenção segura numa
determinada parte do sistema.
◦A posição dos contatos deve ser visível do exterior ou indicada de forma clara e segura.
◦Devem ser projetados e instalados de forma a impedir qualquer
restabelecimento involuntário (ex.: choques ou vibrações). ◦Dimensionamento
Especificação Sumária
◦Tensão nominal ◦Corrente nominal
◦Corrente presumida de curto-circuito ◦Fusível máximo admitido (especificar) ◦Acionamento (manual rotativo ou motorizado) ◦Contatos auxiliares (se necessário)
◦Operação (em carga ou a vazio) ◦Vida mecânica mínima ◦Frequência nominal
Exemplo QGF – CCM6
No projeto será empregado chave
seccionadora + fusível para proteção dos circuitos de distribuição que alimentam CCMs.
Fonte: Weg Fonte: Merlin Gerin
DISJUNTOR TERMOMAGNÉTICO - DTM 2. PROTEÇÃO
2.2. Disjuntor de baixa tensão - Dispositivo de proteção comum em
baixa tensão.
- Protege as instalações elétricas e equipamentos contra sobrecarga e curto-circuito.
Os disjuntores possuem, no mínimo, dois
níveis de proteção:
◦Contra sobrecorrentes pequenas e moderadas (geralmente correntes de sobrecarga), através de disparadores eletromagnéticos ou térmicos;
◦Contra sobrecorrentes elevadas (geralmente correntes de curto-circuito), através de disparadores eletromagnéticos. Disjuntor tripolar Fonte: http://www.otimizacaoparabuscadores.com/wp-content/uploads/2014/12/aumentar-views.png PARÂMETROS ELÉTRICOS
◦ Corrente nominal: aquela que pode circular permanentemente pelo disjuntor.
Disjuntor tropicalizado: constituído de bimetal duplo – possível manter corrente nominal até temperatura de 50°C.
- Possível utilizar toda a capacidade da corrente nominal.
Disjuntor não tropicalizado: possui apenas um bimetal –
ajustados para temperatura de 20°C (em geral). - Recomenda-se utilizar somente 70% de sua corrente nominal.
◦PARÂMETROS ELÉTRICOS Tensão nominal – tensão à qual
estão referidas as características do disjuntor.
Capacidade nominal de interrupção – Máxima corrente que o disjuntor pode interromper.
Frequência nominal
Faixa de ajuste dos disparadores Tipo (termomagnético, limitador de corrente, somente magnético, somente térmico)
Acionamento (manual ou motorizado)
Fonte: Weg
Ação do disparador térmico
Ação do disparador magnético
Múltiplo de IN
DTM - Curva de atuação
Ex2: Sendo a corrente nominal do disjuntor 50 A, estime o tempo de atuação para uma corrente de carga de 150A e 300A.
Caixa moldada
-Espaço reduzido
-Maior segurança.
Disjuntores em caixa moldada DW - WEG
Disjuntores em caixa moldada DW – WEG
Os disjuntores da linha DW dispõem de 4 tipos de proteções contra sobrecarga e curto-circuito:
- Proteção térmica e magnética fixa - Proteção térmica ajustável e proteção magnética fixa.
- Proteção térmica e magnética ajustáveis . - Proteção eletrônica LSI.
Seleção e ajuste
1. PROTEÇÃO CONTRA SOBRECARGA
Seleção e ajuste - PROTEÇÃO CONTRA CURTOS-CIRCUITOS 2. Capacidade de interrupção ou de ruptura do disjuntor (Ird) Ics: corrente de curto-circuito no ponto da instalação.
Seleção e ajuste - PROTEÇÃO CONTRA CURTOS-CIRCUITOS 2. Capacidade de interrupção ou de ruptura do disjuntor (Ird) Ics: corrente de curto-circuito no ponto da instalação.
Caso esta condição não seja satisfeita, é necessário pré-ligar um
fusível a montante do disjuntor.
O fusível é capaz de limitar a corrente de curto-circuito.
Caso a corrente de corte para um determinado fusível seja superior ainda à capacidade de ruptura do disjuntor, é necessário adotar um disjuntor com características adequadas.
Seleção e ajuste - PROTEÇÃO CONTRA CURTOS-CIRCUITOS 3.Proteção da isolação dos condutores
Tad: tempo de atuação do disjuntor
Tsc: tempo de suportabilidade térmica da isolação do condutor Observar que o disjuntor normalmente não tem a característica de limitação de corrente como ocorre nos fusíveis.
Exemplo: circuitos terminais QDL1(1 a 6) e 13
◦Obs.: fator de correção para disjuntores não tropicalizados.
Exemplo: circuito de distribuição QGF-QDL1 . Exemplo: circuito de distribuição QGF – QDL3
Relé Inteligente SEL para CCM de baixa
tensão
