Objetivo
Este documento tem como objetivo mostrar um exemplo passo a passo para elaboração do coordenograma para encontrar os valores de parâmetros de ajusto do relé. Função 50/51 Fase e Neutro e função 32. Conforme norma Cemig ND 5.3.
Dimensionamento e Proteção das Instalações
Característica das instalações elétricas da edificação:
- 1. Carga instalada atual: 640,51 KW.
- 2. Demanda da instalação: 320,20 KVA.
- 3. Demanda de contrato (kW): 300 kW.
1. Transformador:
- Quantidade e características.
- 01 transformador: 01 x 500 kVA – 13.8kV - 0.22 / 0.127V.
2. Cálculo da Corrente nominal - In
In = (Demanda KW / 1,73 × 13,8kV × 0,92)
In = 300 / (1,73 × 13,8 × 0,92) = 13,65 A
3. Cálculo da Corrente de partida – Ip
Ip = 1,05 × In = 1,05 × 13,65 = 14,33 A
4. Corrente de magnetização do transformador – Im
Para Transformador (500 kVA), no tempo T=100ms
Im = 8 × In do Trafo de 500 kVA
Im (500 kVA) = 500 / (1,73 × 13,8kV) = 20,94 A
Im = 8 × In (500 kVA)
Im = 8 × 20,94 A = 167,52 A
Im total da edificação:
Im (total) = Im (maior trafo) + Somatório In (demais trafos)
Im (total) = 167,52 + 0 = 167,52 A – Somente 1 trafo.
Im (total) = 167,52 A por 0,1s (este ponto deverá estar abaixo da curva de atuação do relé)
I instantâneo de fase = 1,01 × Im (total) = 169,19 A (Função 50)
I instantâneo de neutro = 33% (no máximo) I instantâneo de fase = 55,83 A (Função 50N)
5. Ponto ANSI do transformador – I ANSI
I ANSI: Corrente máxima que o transformador suporta durante um período de tempo, sem se danificar.
I Fase ANSI = (100 / Z%) × In (Transformador)
I Neutro ANSI = 0,58 × I Fase ANSI
Sendo Z% = Impedância percentual do transformador
Para o transformador de 500 kVA Z% = 4,5% (Ref. WEG)
Tempo máximo 3s
I Fase ANSI = (100/4,5) × 20,94 = 465,33 A
I Neutro ANSI = 0,58 × 465,33 = 269,89 A
OBS.: Estes pontos deverão estar acima da curva de atuação do relé;
Para outros valores de Impedância Z%, consultar norma Cemig ND 5.3 Cápitulo 9.
6. Relação de transformação
A corrente de curto circuito trifásica (Icc 3f) no ponto de derivação da rede Cemig é: 3929 A
Valor de Icc no ponto de entrega da instalação deve ser solicitado diretamente no site da cemig AGV.
- Critério 1: Recomenda-se que a maior corrente de curto circuito trifásico (Icc 3f) não exceda em mais de 50 vezes a corrente primária no TC.
- Adotado 100/5A
- Critério 2: Corrente partida IP, seja superior a 10% a corrente primária do TC de proteção.
10% corrente primária do TC de proteção = 0,1 × 100 = 10 A
Logo:
IP = 14,33 > 10% corrente primária do TC de proteção.
De acordo com as relações de transformação padronizadas, foi adotado TC’s de 100A/5A.
7. Dimensionamento do Elo Fusível Primário e dos fusíveis para chave de proteção AT
- Fusível de proteção do ramal de ligação será especificado pela Cemig.
- Fusível de proteção do transformador de 500kVA (Tabela 16 ND 5.3 2023)
- Fusível para chave de proteção de media tensão com abertura sob carga: 15Kv = 40 A.
8. Ajuste do Relé
- Função instantânea 50 / 50N – Proteção de sobre corrente instantânea.
- Função instantânea 51 / 51N – Proteção de sobre temporizada.
Função instantânea 50
A unidade instantânea 50 será ajustada a um valor superior a corrente de magnetização total (I Rush) que é igual a 167,52 A. Então será ajustado para a corrente primária de 169,19 A. Ou seja, 1% a mais do valor da corrente de magnetização.
Função instantânea 50N
A unidade instantânea 50N será ajustada para 33% de 169,19 A, sendo igual a 55,83A.
Função temporizada 51
Foi adotada a curva do relé com característica extremamente inversa (Curva EI) Ajuste da corrente de partida Fase: Ip=14,33 A, DT=0,2
Função temporizada 51/N
Foi adotada a curva do relé com característica Curva Long. Ajuste da corrente em 33% de 14,33 A, sendo igual a 4,72 A. Tempo utilizado na proteção de neutro: 2 segundos.
Ajuste de tempo
- Tempo ajustado para (I inst. Fase) 169,19 A = 0,0 s
- Tempo ajustado para (I inst. Neutro) 55,83 A = 0,0 s
Especificação do Relé
- Relé digital Pextron, modelo URP-E 7104 - FUNÇÃO 50/51
Tabela de Parâmetros e Ajustes (Fases)
| Parâmetro | Descrição | Ajuste |
|---|---|---|
| RTC | Relação de transformação de corrente | 20 |
| I de partida | Corrente de partida de tempo dependente de fase | 14,33 A |
| Curva | Tipo de curva de atuação de fase | E.I. |
| Dial de tempo | Ajuste de tempo para fase | 0,2s |
| I def. | Corrente de partida da unidade de tempo independente de fase | Máxima |
| T def. | Tempo da unidade independente de fase | 240s |
| I inst. | Corrente da unidade instantânea de fase | 169,19 A |
Tabela de Parâmetros e Ajustes (Neutro)
| Parâmetro | Descrição | Ajuste |
|---|---|---|
| I de partida | Corrente de partida de tempo dependente de neutro | Máximo |
| Curva | Tipo de curva de atuação de neutro | Long. |
| Dial de tempo | Ajuste de tempo para neutro | 2s |
| I def. | Corrente de partida da unidade de tempo independente de neutro | 4,72 A |
| T def. | Tempo da unidade independente de neutro | 2s |
| I inst. | Corrente da unidade instantânea de neutro | 55,83 A |
- Relé digital Pextron, modelo URP 2405 - FUNÇÃO 32
Grupo gerador 500KW
Pot. Reversa 5% => 0,05 * 500KW = 25KW
Tabela de Parâmetros e Ajustes (Reversão de Fluxo)
| Parâmetro | Descrição | Ajuste |
|---|---|---|
| RTC | Relação transformação TP’s | 69,36 |
| Relação transformação TC’s | 20 | |
| Inversão fluxo | Potência reversa | 5% |
| Tempo | Tempo de desarme do Gerador | 1 s |