ESTUDO DE PROTEÇÃO EM MÉDIA TENSÃO - (15 kV) Unidade Consumidora: EE Pq Ribeirão DAERP

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MEMORIAL DESCRITIVO 1- Identificação: Unidade consumidora: EE Pq. Ribeirão DAERP - CNPJ: 560228580001/01. Endereço u. c: Rua Manoel de Macedo, nº 1836 – bairro Vila Virgínia. Município: Ribeirão Preto/SP 2- Objetivo: Este memorial visa descrever os requisitos mínimos necessários para aprovação do estudo de proteção em média tensão – 15 kV, da unidade consumidora em referência, localizada na área de concessão da CPFL. 3- Potência transformadora e demanda prevista: P = 01 x 500 = 500 kVA D = 400 kW 4- Valores de curto-circuito e impedâncias fornecidos pela CPFL: Alimentador: PCA-09 Coordenadas do ponto de entrega: 204898/653659 Tensão nominal: 13,8 kV O máximo valor de curto circuito previsto nas barras de média tensão da S/E CPFL é de 10 kA simétrico.

Curto-circuito Simétrica (A) Assimétrica (A) Trifásico 4047 5826 Bifásico 3504 5045

Fase-Terra (Zn = 0 Ω) 2982 4189 Fase-Terra (Zn = 40 Ω) 195 199

5- Ajustes de proteção fornecidos pela CPFL:

RTC: 600/5 Relés Fase Neutro 51 GS

Fabricante GE – IAC51 GE – IAC51 INEPAR - INE Tipo Eletromecânico Eletromecânico Estático

Tap temporizado (A) 4,0 0,5 0,1 Corrente primária (A) 480 60 12

Curva de ajuste 1 1 0,2 Tap instantâneo (A) 32 11

Corrente primária (A) 3840 1320

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6- Cálculo da corrente nominal (In): A corrente nominal (In) será calculada a partir da potência transformadora instalada.

V×3P

=In , onde:

P – potência transformadora instalada em kVA V – tensão de fornecimento entre fases em kV

13,23500In

In ~ 22 A 7- Cálculo da corrente de magnetização (Iinrush) do transformador: Correntes nominais dos transformador(es) - fator de multiplicação = 8:

500 kVA – =V×3

kVA=In 22 A → Iinrush = 8 x 22 = 176 A em 0,1 seg.

Iinrush = 176A em 0.1 seg. (este ponto deverá estar abaixo da curva de atuação do relé). 8- Cálculo do ponto ANSI (PANSI) do(s) transformador(es): Ponto ANSI do(s) transformador(es):

TF 500 kVA (Zt% = 5,11) –> IANSI =3×Zt

1×In= 249 A por 3 seg.

9- Dimensionamento dos TC’s de proteção: É importante que os TC’s de proteção retratem com fidelidade as correntes de defeito, sem sofrer os efeitos da saturação. Somente devem entrar em saturação para valores de elevada indução magnética, o que corresponde a uma corrente de 20 vezes a corrente nominal primária.

( )20

.assimΦ3Icc=Inp →

205826

=Inp → Inp ~ 291 A

Como a corrente de curto-circuito assimétrica no ponto de entrega é menor que 10 kA o cálculo de saturação dos TC’s será feito para 10 kA. Adotando-se TC’s 300/5 - classe de exatidão 10B50.

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Cálculo de saturação dos TC’s para 10 kA Utilizando um relé com carga de 0,3 VA e 15 metros de condutores de cobre de 2,5 mm², temos: Z total = Z fiação + Z relé + Z TC Z fiação = 0,02 x L/S → Z fiação = 0,02 x 15/2,5 Z fiação = 120 mΩ Z relé = Z fase + (3 x Z neutro) → Z relé = 7 + (3 x 7) (catálogo do fabricante) Z relé = 28 mΩ A impedância dos TC deve ser obtida com o fabricante. Na falta de maiores informações, e considerando-se um TC com baixa reatância de dispersão, apenas a resistência é importante e pode ser considerada com 20% da carga do TC. Assim, para o TC que estamos verificando, com impedância de carga 0,5 Ω (obtido da tabela 10 da NBR 6856/1992): Z TC = 0,1 Ω = 100 mΩ. Z total = 120 + 28 + 100 Z total = 248 mΩ Icc = Icc(3Φ sim) / RTC Icc = 10.000 / RTC = 10.000 / 60 ~ 167 A Vsat = Icc x Z total Vsat = 167 x 0,248 Vsat ~ 41 V Assim os TC’s terão as seguintes características técnicas: Relação → 300/5 Exatidão → 10B50 10- Ajustes de sobrecorrente (unidade consumidora):

RTC: 300/5 Relés Fase (50/51) Neutro (50/51N) Neutro (51GS)

Fabricante PEXTRON 7104 PEXTRON 7104 PEXTRON 7104 Tipo Microprocessado Microprocessado Microprocessado

Tap temporizado (A) 0,4 0,2 0,15 Corrente primária (A) 24 12 9

Curva de ajuste 0,1 MI 0,1 NI TD = 1seg. Tap instantâneo (A) 5 1,0

Corrente primária (A) 300 60

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11- Coordenograma (gráfico tempo x corrente)

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12- Características técnicas do sistema de proteção (vide diagrama funcional): Transformador de Potencial (TP): unipolar, com isolação à óleo, uso

interno classe 15 kV, NBI 110 kV, de relação 13,8/0,22kV - 1000 VA. Transformador de Corrente (TC): unipolar, com isolação em epóxi, uso

interno classe 15 kV – Ip/Is = 300/5, classe de exatidão 10B/50. No-break (opcional): 750 VA/500 W – entrada 220 Vca/saída 220 Vca –

autonomia de 2 horas, que será alimentado pelo secundário do TP 13,8/0,22 kV – 1000 VA.

Relé de sobrecorrente (fase/neutro): URPE 7104 - Versão V7.18

PEXTRON, código URPE 7104 - 5A - 60Hz - 72...250 Vca/Vcc, é um relé de sobrecorrente trifásico + neutro com amperímetro e registro de corrente de curto circuito. O relé executa as seguintes funções: 50/51, 50/51N e 51GS, nas seguintes faixas de ajustes: unidade temporizada fase (ANSI 51) - (0,25 a 16 A) x TC unidade instantânea fase (ANSI 50) - (0,25 a 100 A) x TC unidade temporizada neutro (ANSI 51) - (0,15 a 6,5 A) x TC unidade instantânea neutro (ANSI 50) - (0,15 a 50 A) x TC

Fonte capacitiva auxiliar: A preservação da capacidade de desligamento

do disjuntor (trip) será feita através de uma fonte capacitiva auxiliar a ser integrada ao sistema de proteção, conforme diagrama funcional.

Esta fonte permitirá o trip capacitivo do disjuntor em caso de qualquer tipo de falha, mesmo em situações de ausência de energia. Supervisor (trifásico) de tensão: A supervisão de tensão será feita

através de um relé trifásico, com as seguintes funções ANSI: 27 (subtensão) 47 (sequência de fase) 48 (falta de fase) 59 (sobretensão).

Este relé deverá ser instalado em 220 V, alimentado a partir dos TP’s (13,8/0,22KV) e integrado ao sistema de proteção através do relé de sobrecorrente, conforme diagrama funcional. Disjuntor geral: Trifásico, classe de tensão 15 kV à óleo ou à vácuo,

corrente nominal 630 A, capacidade mínima de interrupção simétrica 250 MVA – 16 kA - NBI 110 kV, freqüência 60 Hz e sem religamento automático.

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13- Diagrama funcional do sistema de proteção:

14- Diagrama unifilar do sistema de proteção (simplificado):