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 Universidade Federal de Campina Grande Centro de Engenharia Elétrica e Informática Departamento de Engenharia Elétrica  Proteção de Sistemas Elétricos Notas de Aula Francisco das Chagas Fernandes Guerra Campina Grande - PB

Proteção de Sistemas Elétricos - Notas de Aula

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  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

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    Universidade Federal de Campina Grande

    Centro de Engenharia Eltrica e Informtica

    Departamento de Engenharia Eltrica

    Proteo de Sistemas Eltricos

    Notas de Aula

    Francisco das Chagas Fernandes Guerra

    Campina Grande - PB

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

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    Universidade Federal de Campina GrandeCentro de Engenharia Eltrica e InformticaDepartamento de Engenharia EltricaCoordenadoria de Graduao em Engenharia Eltrica

    DISCIPLINA: Proteo de Sistemas EltricosPERODO: 10.2PROFESSOR: Francisco das Chagas Fernandes Guerra

    Plano de Curso

    1 DADOS PRELIMINARES:

    Pr-requisito:Anlise de Sistemas Eltricos Carga Horria:60 N de crditos:04 Ementa:Clculo de parmetros de linha, Transitrios eletromag-

    nticos: ondas viajantes em linhas de transmisso, sobretensesatmosfricas e de manobras, sobretenses sustentadas ecomputao digital de transitrios eletromagnticos. Proteo desistemas eltricos: filosofia, proteo de linhas de transmisso, detransformadores e de geradores. Fundamentos da transmisso emcorrente contnua.

    2 OBJETIVOS

    Ensinar ao aluno, de maneira sistemtica, os conceitosfundamentais relacionados aos distrbios nos sistemas eltricos decorrente alternada e as respectivas tcnicas de proteo, bem comonoes do funcionamento de sistemas de transmisso em correntecontnua.

    3 PROGRAMA:

    1 UNIDADE FILOSOFIA DA PROTEO1 - Conceitos gerais sobre proteo dos sistemas eltricos.

    2 - Requisitos bsicos de um sistema de proteo.3 - Classificao de distrbios em sistemas eltricos.

    2 UNIDADE INSTRUMENTAL DA PROTEO1 - Transformadores de corrente.2 - Transformadores de potencial eletromagnticos e capacitivos.3 - Rels Classificao geral.4 - Pra-raios.

    3 UNIDADE TRANSITRIOS ELETROMAGNTICOS

    1 - Parmetros de linhas de transmisso.2 - Ondas viajantes.

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    2

    3 - Sobretenses atmosfricas.4 - Sobretenses de manobra.5 - Sobretenses sustentadas..6 - Introduo coordenao de isolamento.

    4 UNIDADE PROTEO DE SISTEMAS ELTRICOS POR RELS1 - Proteo de mquinas eltricas.

    1.1 - Proteo contra defeitos no estator.1.2 - Proteo contra defeitos no rotor.1.3 - Protees adicionais Anti-motorizao, perda de excitao,

    sobretenses.1.4 - Proteo de motores.

    2 - Proteo de transformadores.2.1 - Proteo de sobrecorrente.2.2 - Proteo diferencial.

    2.3 - Protees adicionais. Sobrepresso, sobretemperatura nosenrolamentos e no leo.3 - Proteo de linhas de transmisso.

    3.1 - Proteo de sobrecorrente no direcional e direcional.3.2 - Proteo de distncia.3.3 - Proteo diferencial.3.4 - Teleproteo.

    4 - Proteo de barras.5 - Introduo proteo digital..

    5.1 - Rels e sistemas digitais de proteo.

    5.2 - Fundamentos matemticos de algoritmos de proteo digital.

    5 UNIDADE TRANSMISSO EM CORRENTE CONTNUA1 - Comparao com a transmisso em corrente alternada.2 - Pontes conversoras.3 - Tipos de linhas de CCAT.4 - Controles na transmisso em corrente contnua.

    4 METODOLOGIA E TCNICAS DE ENSINO

    Aulas expositivas da teoria e das tcnicas de anlise, sempreacompanhadas da resoluo de problemas, procurando-se, sempreque possvel, desenvolver a criatividade do aluno.

    Listas de exerccios, propostas para os alunos resolver em casa.

    5 RECURSOS DIDTICOS

    Quadro branco, lpis marcador, retroprojetor, data-show.

    6 AVALIAO

    Trs provas escritas, alm de prova de reposio e de exame final.

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    3

    7 BIBLIOGRAFIA

    GUERRA, F. C. F. Notas de Aula, DEE/CEEI/UFCG, 2011.KINDERMANN, G. - Proteo de Sistemas Eltricos de Potncia,

    Vols. 1. 2 e 3, UFSC / EEL / LabPlan, 2008.

    MASON, C. R. - The Art and Science of Protective Relaying, Wiley,1956.

    ANDERSON, P. M. - Power System Protection, IEEE Press / McGrawHill, 1998.

    8 RESULTADOS ESPERADOS

    Prover o aluno dos conceitos fundamentais relacionados aosdistrbios nos sistemas eltricos de corrente alternada e asrespectivas tcnicas de proteo, bem como noes do

    funcionamento de sistemas de transmisso em corrente contnua.

    9 ATENDIMENTO INDIVIDUAL AO ALUNO

    LOCAL: Sala do professor (Bloco CG)HORRIO: A definir com os alunos em funo do(s) horrio(s)definidos para a disciplina.

    Campina Grande, 25 de novembro de 2010

    Francisco das Chagas Fernandes Guerra- Professor -

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    C DEE / FCG

    1

    Filosofia da Proteo

    I ANEEL

    ()

    (). ,

    . ,

    ,

    (). I L 10.438/02,

    : , , ,

    , . C

    .

    A

    ,

    . C , ,

    . O

    .

    A

    ,

    , . I

    (

    ). A

    ,

    (,, ), ().

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    C DEE / FCG

    2

    () 0

    L L;

    ( 2010)

    C : 59,9 H 60,1H.

    O : 59,5 H 60,5H 30

    .

    C : 66 H 56,5 H,

    62 H 30 63,5 H 10 ,

    58,5 H 10 57,5

    5 .

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    C DEE / FCG

    3

    . .

    A.

    M.

    .

    . .

    .

    C.

    ().

    . D .

    D (,

    , , , ).

    D (, )

    . O .

    .

    D (, ).

    O .

    I .

    .

    E .

    E:

    ;

    ; , , .

    E ,

    , , .

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    C DEE / FCG

    4

    C: O

    , .

    : A

    .

    : O

    ,

    ( ) .

    : O

    ,

    .

    E: O

    .

    B (, F, ).

    D ( ).

    ( ).

    F ( ).

    D ( ).

    D

    (, ,

    ).

    ( ).

    ( ).

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    C DEE / UFCG

    1

    E . S . E .

    1.

    U F. 1, t = 0. A , (U ) (I ) . P , .

    F. 1. E .

    P t> 0, x .L C . A . C UxCQ= , :

    dt

    dxUC

    dt

    dQ= (1)

    S v , I:

    vUCI= (2)

    O :

    IxL= (3)

    dtdxIL

    dtd = (4)

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    C DEE / UFCG

    2

    C U = d/ dt, :vILU= (5)

    S (2) (5), :

    CLv /1= (6)A , v, , . D ,

    L C , 2:

    ( )rDlnL /2

    0

    = (7)

    ( )rDlnC //2 0= (8)A r D .S (7) (8) (6):

    812-6

    00 1031085,81026,1/1/1 xxxxv ===

    m/s (9)

    E . N , v . N ,

    , v . D (2) (6), :

    CLUCI /= (10)

    D (10), :

    CLIUZ //0 == (11)

    S (7) (8) (11):

    =r

    DlnZ

    0

    00

    2

    1 (12)

    Z0 . Z0 . , . E, , . A T 1 ,

    . P , , Z0 30 80.

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    C DEE / UFCG

    3

    T 1. Z0 .

    CONDUTORES POR FASE IMPEDNCIA DE SURTO,Z0()1 4002 320

    3 2804 240

    2.

    U F. 2, :

    R , / . L , H / .

    G , S / . C , F / .

    F. 2. E .

    P , :

    ),(),(

    ),(),( txxixRt

    txxixLtxutxxu ++

    =+ (13)

    ttxuxCtxuxGtxitxxi =+ ),(),(),(),( (14)

    E i(x + x, t) T, :

    ...),(

    ),(),( +++ x

    x

    txitxitxxi (15)

    ...),(),(),(

    2

    +

    +

    +x

    xt

    txi

    t

    txi

    t

    txxi (16)

    D (x)n n > 1 (15) (16) (13):

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    C DEE / UFCG

    4

    t

    txixRtxixR

    xt

    txixL

    t

    txixLtxutxxu

    =+

    ),(),(

    ),(),(),(),(

    2

    22

    (17)

    T x0:

    ),(),(),(),(),(

    lim 0 txiRt

    txiL

    x

    txu

    x

    txutxxux

    =

    =

    += (18)

    C (14), :

    t

    txuCtxuG

    x

    txi

    x

    txitxxix

    =

    =

    +

    =),(

    ),(),(),(),(

    lim 0 (19)

    A, u = u(x,t) i = i(x,t), :

    t

    iLiR

    x

    u

    +=

    (20)

    t

    uCuG

    x

    i

    +=

    (21)

    D (20) (21) x:

    tx

    iL

    x

    iR

    x

    u

    +=

    2

    2

    2

    (22)

    txuC

    xuG

    xi

    +

    =

    2

    2

    2

    (23)

    S (21) (22) (20) (23), :

    2

    2

    2

    2

    )(t

    uCL

    t

    uGLCRuGR

    x

    u

    +

    ++=

    (24)

    2

    2

    2

    2

    )(t

    iCL

    t

    iGLCRiGR

    x

    i

    +

    ++=

    (25)

    D ,Zc, :

    CjG

    LjRZc +

    += (26)

    SR= G= 0, Zc= Z0= (L/C)1/2,

    , . A, .A (24) (25) ,

    .

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    C DEE / UFCG

    5

    E, , (24) (25) . P , , .

    3.

    FR= G= 0 (24) (25), :

    2

    2

    2

    2

    t

    uCL

    x

    u

    =

    (27)

    2

    2

    2

    2

    t

    iCL

    x

    i

    =

    (28)

    P L. A, U (x,s)= L [u(x, t)]I (x,s) = L [i(x, t)],

    :

    ),(),( 2

    2

    2

    sxUCLsdx

    sxUd= (29)

    ),(),( 2

    2

    2

    sxICLsdx

    sxId= (30)

    D (6),LC= 1 / v2. S (29), :

    ),(),(2

    2

    2

    2

    sxUv

    s

    dx

    sxUd = (31)

    vsxvsx esFesFsxU /2

    /1 )()(),( += (32)

    P :

    )()(])([ 11

    atfatusFe sa =L (33)

    a u1 .

    T (32) , :)/()/()/()/(),( 1211 vxtuvxtfvxtuvxtftxu +++= (34)

    P , R= 0 (20); , :

    t

    txiL

    x

    txu

    =

    ),(),( (35)

    U L:

    ),(),(

    sxILsdx

    sxdU= (36)

    A (32) (36):

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    C DEE / UFCG

    6

    [ ]vsxvsx esFesFLv

    sxI /2/

    1 )()(1

    ),( = (37)

    [ ]vsxvsx esFesFZ

    sxI /2/

    1

    0

    )()(1

    ),( = (38)

    Z0 , . A Z0= v L C (6) (11). N :

    [ ])/()/()/()/(1

    ),( 12110

    vxtuvxtfvxtuvxtfZ

    txi ++= (39)

    A, (34) (39), :

    )/()/(),( 21 vxtgvxtgtxu ++= (40)

    [ ] 021 /)/()/(),( Zvxtgvxtgtxi += (41)N (40), t = 0,g1( tx / v )

    g1( x/v ). Ex= a, g1(a / v ). E , g1(x / v), g1( a / v) x = a + v . I g1 x. D , g2 .O

    . N , x , F. 3.

    F. 3. S u i.

    O : F. 3. A, x ,

    , .

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    C DEE / UFCG

    7

    A , (40) (41) :

    ri uuu += (42)

    riri iiZuZui +== 00 // (43)O i , . O r , .

    4.

    Q ( ), . A

    , . A , .

    4.1 .

    S F. 4, . A Z1 Z2. P, .

    F. 4. M .

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    C DEE / UFCG

    8

    A, (42) (43), :

    ii= ui/Z1, ir= - ur/Z1, i= u /Z2 (44)

    S (44) (43):

    112 Z

    u

    Z

    u

    Z

    uri = (45)

    C (45) (42), :

    irir uKuZZ

    ZZu =+=

    21

    12 (46)

    ii uKuZZ

    Zu =+=

    21

    22 (47)

    D :

    21

    12

    ZZ

    ZZKr +

    = (48)

    21

    22

    ZZ

    ZK+= (49)

    C (44) (46) (47):

    irir iKiZZ

    ZZi =+=

    21

    21

    (50)

    ii iKiZZ

    Zi =+=

    21

    12 (51)

    SZ1=Z2, Kr= 0,K= 1, ur= 0, u= ui , ir= 0, i= ii. D , . A , .

    N (47) (51), Z1> Z2. A , . O Z1< Z2, F. 4.

    4.2

    N ,Z2= 0. D (46), (47), (50) (51), :

    ur= - ui, u= 0, ir= ii, i= 2 ii (52)

    A F. 5 .

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    C DEE / UFCG

    9

    F. 5. L .

    4.3

    D (46), (47), (50) (51) Z2= ,:

    ur= ui, u= 2 ui, ir= - ii, i= 0 (53)

    U .I F. 6.

    F. 6. L .

    4.4

    F. 7 . N , :

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    C DEE / UFCG

    10

    dt

    duCi= (54)

    F. 7. L .

    A L, :

    )()( sUCssI = (55)

    D :CssIsUsZ /1)(/)()( == (56)

    A ui = U0 u1(t), u1(t) . A L ui:

    sUsui /)( 0= (57)S (57) (46), Z1=Z0eZ2= 1 /s C, :

    +

    =

    +

    =

    sZC

    sZC

    s

    U

    ZCs

    ZCs

    s

    UsUr

    0

    00

    0

    00

    /1

    /1

    /1

    /1)( (58)

    C , Z0 . A,CZ0 . P, :

    0/1 ZC= (59)

    L, (58) :

    ++

    =

    sssUsUr

    1

    )()( 0 (60)

    :

    ( )tr eUu = 210 (61)

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    C DEE / UFCG

    11

    D (42), :

    ( )tri eUtuUuuu +=+= 21)( 010 (62)P t0, :

    ( )t

    eUu

    = 12 0 (63)A F. 7 . , , , . A i .

    4.

    F. 8 .

    N , :

    dt

    diLu= (64)

    F. 8. L .

    A L:

    )()( sILssU = (65)A :

    LssIsUsZ == )(/)()( (66)

    C ui= U0u1(t), (46), :

    +

    =

    +

    =

    LZs

    LZs

    s

    U

    ZLs

    ZLs

    s

    UsUr

    /

    /)(

    0

    00

    0

    00 (67)

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    C DEE / UFCG

    12

    A L /Z0 , :

    0//1 ZL= (68)

    A:

    ++= )(

    1)( 0

    sss

    UsUr (69)

    N :

    ( )tr eUu = 210 (70)( )tri eUtuUuuu =+= 21)( 010 (71)

    P t0, :teUu = 02 (72)

    A F. 8 . P , , , . A i .

    4.

    Q , . U Z1 F. 9,

    n 1 Z2,Z3, ...,Zn.

    F. 9. J .

    C ,

    . A, :

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    C DEE / UFCG

    13

    ii= ui/Z1, i2= u/Z2, i3= u/Z3, in= u/Zn (73)

    1

    1Z

    uuiiZuuuu irriri==+= (74)

    nri iiiii +++=+ ...32 (75)

    S (73) (74) (75), :

    n

    ii

    Z

    u

    Z

    u

    Z

    u

    Z

    uu

    Z

    u+++=

    + ...

    3211

    (76)

    i

    n

    uZZZZ

    Zu

    /1.../1/1/1

    /2

    321

    1

    ++++= (77)

    A (77) . SZ1=Z2=Z3= ... =Zn ui= r (t), :

    )(

    2

    trnu = (78) , u. A, .

    .

    A

    . N , , . N , .E 1930, L. . B , , . F. 10 Z0. N

    R u= U0u1( t).I : , . , , . O , , , t= d/ v, d

    v (v= 300 m/s).

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    C DEE / UFCG

    14

    F. 10. D .

    N , . S

    x( ), + 1/v. S x () 1 / v.D (48), :

    RZ

    RZ

    ZR

    ZRKr

    /1

    /1

    0

    0

    0

    0

    +=+= (79)

    , , . L, (48), Kre= - 1.

    N . N t= 0, (x = 0) , , t= 2 d/ v. I , .P , , , , .D F. 10, x :

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    23/344

    C DEE / UFCG

    15

    ...]/)4([

    ]/)4([]/)2([

    ]/)2([)/(),(

    10

    2

    10

    2

    10

    1010

    +++

    +

    +=

    vxdtuUK

    vxdtuUKvxdtuUK

    vxdtuUKvxtuUtxu

    r

    rr

    r

    (80)

    S ,R= . D (79),Kr= 1. Px= dx= d/ 2 , :

    ...)/5(2)/3(2)/(2),(

    111

    0

    ++= vdtuvdtuvdtuU

    tdu (81)

    ...)/5,4()/5,3(

    )/5,2()/5,1()/5,0(),2/(

    11

    111

    0

    ++

    +=

    vdtuvdtu

    vdtuvdtuvdtuU

    tdu

    (82)

    S F. 11 x= dx= d/ 2.

    F. 11. E .

    .

    .1

    A . D . E :

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    24/344

    C DEE / UFCG

    16

    , , .

    A :

    , , , , , .

    A :

    , ( , .),

    .A :

    , , .

    A , .

    .2 U , u, F. 12.

    F. 12. O .

    L Z0= u / i = (L/C )1/2

    , dx :

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    25/344

    C DEE / UFCG

    17

    dxuCdxiLdxuCw 222

    2

    1

    2

    1=+= (83)

    A v, , v= dx/dt. Cu x t, :

    t

    u

    x

    uv

    t

    u

    dt

    dxu

    dt

    du

    +=

    +

    = (84)

    L:

    +

    ==t

    u

    x

    uvdxuC

    dt

    dudxuC

    dt

    dw22 (85)

    C (u) , dx:

    dxudt

    dw)(= (86)

    I ; , :

    +

    =t

    u

    x

    uvuCu 2)( (87)

    N F. 12, y=D, y= v tx, u/x ; , :

    tuuCu=

    2)( (88)

    A u= U0 t = 0.S L, C, R e G,

    ( u):

    22222)( uL

    LGCRuGu

    L

    CRuGiRu +

    =+=+= (89)

    C (88) (89):

    tuuCu

    LLGCR

    =+ 22 (90)

    2

    u

    C

    G

    L

    R

    t

    u

    +=

    (91)

    tt

    C

    G

    L

    R

    eUeUu

    +

    == 02

    1

    0 (92)

    += C

    G

    L

    R

    2

    1 (93)

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    26/344

    C DEE / UFCG

    18

    A :

    ueUdt

    du t == 0 (94)

    A F. 13 .

    F. 13. A .

    .3

    O , . I F. 14, , C1, C2, ..., Cn.

    F. 14. A .

    A :

    kk CLv /1= (95)

    k . C C1< C2< ...< Cn, v1> v2> ...> vn. I , F. 14.

    F. 15 d1< d2< d3< d4.

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    27/344

    C DEE / UFCG

    19

    F. 15. A d1< d2< d3< d4.

    1.

    B, L. . ,

    . .; DP, 1963.

    2.F, R. D. , LTC/EFEI,1977.

    3. G, A. , /I,1971.

    4. H, D. E. , ELETROBRS/UFSM,1978.

    5. N, S. R. , E.G, 1985.

    6. , M. , E. P, 1973.

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    28/344

    C DEE / FCG

    1

    .

    , .

    D , L

    .

    .

    D . H

    ,

    . A 30 /, . H 15

    50 , . O ,

    .

    , , ,

    .

    .

    N, . C 80%

    2 20% 3 5. H

    40 . F,

    .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    29/344

    C DEE / FCG

    2

    .

    I 200 A,

    1 10 .

    . C

    : ( ) 6 ,

    90% . E

    , .

    E ,

    ,

    ,

    . N ,

    ,

    , .N , ,

    , .

    .

    : N

    .

    C : L () . A, B .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    30/344

    C DEE / FCG

    3

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    31/344

    C DEE / FCG

    4

    .

    A ABN NB 6936:1992 (

    )

    .

    S , .

    R , .

    M , .

    Up , .

    Tn I .

    Ts 30% 90% .

    Ts D , 1,67Ts.

    Td 50 % , .

    O 1,2 50 .

    A

    ().

    A ABN NB 6939:2000 (C

    ) () .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    32/344

    C DEE / FCG

    5

    .

    ()

    NBI ( )

    (1,2 50 )

    . A . O

    ,

    .

    TENSO NOMINALDO SISTEMA (kV, RMS)

    NBIPADRO

    (kV, PICO)

    NBIREDUZIDO

    (kV, PICO)

    15 110

    34,5 20069 350

    138 650 550

    230 1050 825-900

    345 1550 1175-1300

    500 1300-1800

    .

    A

    :

    H ( F).

    G F.

    C ( ).

    D ().

    E .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    33/344

    C DEE / FCG

    1

    1.

    O

    ,

    / ( ,

    , , .).

    2.

    ,

    H, ,

    4 . A 345 ,

    .

    . ()

    .1

    ( H),

    .

    .2

    , (

    ) .

    L I .

    C C (, C,

    ). E 60 H, C .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    34/344

    C DEE / FCG

    2

    C : A . N

    , ,

    . A

    ( ).

    F : O . C .

    H LC (0= 1/LC).

    E

    tUudt

    diL

    mC =+ cos ,

    dt

    duCi

    C=

    tLC

    U

    LC

    u

    dt

    udmCC =+ cos

    2

    2

    , 0)0( Cu

    S

    ( )ttUtumC 022

    0

    2

    0 coscos)(

    =

    ( ) 1Hz60,kHz220

    2

    000

    >>

    ( )ttUtumC 0coscos)( =

    S i =0 uC= Um( ), 60 H ( 1).

    ( )tUtumC 0cos1)( =

    : ( ) mmaxCC Uuu 2,0 ==/

    S 0 , , , .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    35/344

    C DEE / FCG

    3

    .

    E

    S ( ).

    A .

    H ,

    (

    ).

    O (,

    , ),

    .

    O .

    D

    , .

    E

    S . P, .

    P , : A .P , : A ().

    S > . S , ,

    . S

    , .

    : C

    . D : 2 4 .

    D : 8 .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    36/344

    C DEE / FCG

    4

    .

    C, , , . P :

    . F :

    . F (): (.

    . ()

    A

    . H ()

    , () , .

    .

    ABN NBR IEC 62271100:2006 (E P 100:

    D ).

    .

    C: D .

    P

    ( ).

    Lm I .

    C C .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    37/344

    C DEE / FCG

    5

    P : P .

    P : P

    (. ., ).

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    38/344

    C DEE / FCG

    6

    H

    , :

    CLm

    /1=0 , H.

    D , ,

    :

    2

    0

    2

    0 ILUCW mT2

    1+

    2

    1=

    O uC

    C, , , :

    2

    0

    2

    0

    2ILUCUCW

    mCmCm

    21+

    21=

    21=

    2

    0

    2

    0 IC

    LUU m

    Cm +=

    C ,

    , . C

    , . A,

    .

    A ,

    ,

    .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    39/344

    C DEE / FCG

    7

    E: P 1 MA, 13,8 ,

    3,5%, :

    )(A5,1

    8,133

    1000

    100

    5,3RMS

    x

    xIm

    =

    HxI

    UL

    m 14

    5,1377

    3/138000

    ==

    )pico(A5,20 =I ( ).

    C 5 F ( : 1 7 F).

    S :

    6,1322875,2105140 2922020 +=+= xx

    IC

    LUU mCm

    N , , ,

    ,

    , .

    N id> 0.

    N id< 0.

    C I0: OBB: E

    .

    BBC: E

    .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    40/344

    C DEE / FCG

    8

    .

    C: D

    .

    A ,

    , uD= 2Um.

    LCdt

    duCitUu

    dt

    diL

    C

    mC

    1,,cos 0 ===+

    tUudt

    udmC

    C =+ 2020 cos2

    2

    mC

    CUu

    dt

    ud 20

    20 +2

    2

    J: O (0 >> ). A , Um, t0 0.

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    41/344

    C DEE / FCG

    9

    C : mC Uu =)0(

    0/)0()0(' == CiuC

    S: ( )tUtu mC 0= cos21)(

    O ,

    .

    .

    P , :

    D ().

    R :

    . D

    , , 6 10 ,

    .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    42/344

    C DEE / FCG

    10

    .

    A H. N

    6, MH

    ( ).

    E: O L C 6

    ,

    . , 6 2,5

    . D 3 5 (

    ), 10 . I

    (, , C, P,

    , ).A , ( )

    ,

    .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    43/344

    C DEE / UFCG

    1

    1.

    A :

    C .

    P .

    E F.

    R .

    F.

    2.

    O ,

    , 1,5 .

    O ; ,

    . O

    , .

    3.

    P ,

    : ,

    .

    3.1

    R : A

    (

    ). O .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    44/344

    C DEE / UFCG

    2

    D : H

    , 3. D

    , .

    F ( ).

    (A) O . A ,

    ( ,

    ).

    (B) O Uan .

    A, I= 0. A

    , .(C) A ,

    180. N , 0 2

    , . A,

    .

    D , + 2Uan

    2Uan, 20 100 60 H. O

    ,

    .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    45/344

    C DEE / UFCG

    3

    3.2

    A . N ,

    . O

    , .

    C .

    T . A,

    .

    A ,

    .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    46/344

    C DEE / UFCG

    4

    3.3

    P T , :

    021 ZZZZ ++=

    ,

    =

    Z

    UI 0a

    UZ

    ZZU

    += 021a

    UZ

    ZIZU

    == 2022 aa

    UZ

    ZIZU

    == 2000 aa

    O F: a=1 ej120

    021

    021

    aaac

    aaab

    UUaUaU

    UUaUaU

    2 ++=

    ++= 2

    CZ1Z2. C :

    UZZ

    ZZaU

    10

    10

    /2/1

    +

    += 2b

    UZZ

    ZZaU10

    10

    /2/1

    ++=c

    S: 221100 XjXjXj Z,Z,Z

    M Ub Uc, U:

    10

    10

    /2/1XX

    XXU pub, +

    += 2a

    10

    10/2 /1 XX XXU puc, ++=

    a

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    47/344

    C DEE / UFCG

    5

    11

    0 =X

    X , Ub,pu = Uc,pu= 1 N .

    N

    21

    0 >>XX , Ub,pu = Uc,pu 3 S .

    3.4

    C : R, ,

    ,

    .

    S : X0/X1 3 , R0/X1 1

    C : .

    Tambm podem estar includos sistemas onde h resistncias ou reatnciasentre neutro e terra.

    E ,

    80% ( < 80%). O pra-raios podem ser especificados para 85% . A orrentes de defeito fase-terra tm valores apreciveis, sensibilizando a

    proteo de sobrecorrente. As correntes de defeito fase-terra prximos aos pontos de aterramento podem

    atingir valores superiores s correntes de defeito trifsico.

    Em um sistema efetivamente aterrado, para um defeito fase a - terra:

    0,8

    Tomando como base a tenso fase-neutro nominal do sistema:

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    48/344

    C DEE / UFCG

    6

    pux 4,138,0

    Assim, a sobretenso nas fases ss no ultrapassa 40%.

    S : X0/X1> 3, R0/X1> 1.

    C : .

    A orrente fase-terra so menores que as de defeito trifsico. medida que R0/X1 X0/X1 ,

    . O .

    O 100%. O pra-raios devem ser especificados para mais de 100%

    .

    3.

    P , h grficos que fornecem os coeficiente deaterramento para sistemas com neutro aterrado por impedncia.

    R1=R2= 0

    H R1=R2= 0,1X1,R1=R2= 0,2X1, .

    3.

    N ,

    . O , ,

    P.

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    49/344

    C DEE / UFCG

    7

    O

    .

    E , . E (2,4 15 V),

    .

    4.

    Q ( ),

    . I :

    A , (

    , ). I

    , .

    A ,

    . A,

    .

    I . C

    .

    A ,

    . O

    , . A,

    , .

    E , 10%, 1.

    E , 40%, 3 4 . I

    .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    50/344

    C DEE / UFCG

    8

    .

    E LT. A

    ,

    . I . N (, )

    ,

    ( ).

    E :

    cldx

    d 2=2

    2U

    F .l I .

    c C .S: )()()( xasenZjxacosx += R0R IUU

    clZ /=0 I .

    cl= C .

    C :

    )()( xacosUxU = R N , x =0:

    acosUU RS

    = ,acos

    xacosUxU

    )(

    )(

    = S

    A (=

    x). U 2 , :

    f/c

    =

    ==

    222

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    51/344

    C DEE / UFCG

    9

    V : c300000 km /s. Pf= 60 Hz:

    kmrad/x

    /00126,060103

    25

    =

    =

    E LT 230 kV 1100 kV, (0,00127 a 0,00130 rad/km).

    [ ]( )acos

    xacos

    U

    xU

    0,00126)(0,00126

    )( =

    S

    O 600

    . A 37,4% ( ).

    L ( / ).

    O 60 H :

    kmfc 500060/300000/ ===

    U LT a= /4 = 1250 km . E: a= 1246 km:

    [ ]( ) )!(7,119512460,00126

    )12461246(0,00126 puxcoscos

    U

    U

    =

    =S

    R

    0.00 200.00 400.00 600.00Distncia ao Emissor, x ( km )

    0.90

    1.00

    1.10

    1.20

    1.30

    1.40

    Te

    nso,U

    (pudeU

    )s

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    52/344

    C DEE / UFCG

    10

    A ,

    . C

    (UR) .

    ( ) S L UR US.

    ( ) S R UR>> US.

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    53/344

    C DEE / UFCG

    11

    .

    H

    , 0 = 1/LC (L C ).

    I ,

    0 H, 60 H.

    E ,

    . F

    ,

    . A .

    A AT EAT

    ,

    . Q

    , .

    O

    .

    .

    .1

    A

    . H

    ,

    .

    F: CL UUU +=

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    54/344

    C DEE / UFCG

    12

    P :

    IC

    UUUU CL +=+=

    1

    C : P1(

    f UL). O (>).

    C U C, P1

    . C P1

    , 1. A,

    P3, 3.

    C:

    O ,

    (, UC> UL).

    A I I1I3.

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    55/344

    C DEE / UFCG

    13

    A UL UC , .

    O UL ,

    , .

    C ,

    .

    .2

    F T P

    A

    , .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    56/344

    C DEE / UFCG

    14

    A

    . A ,

    ,

    ,

    , .

    F T P

    P

    (TPI), .

    A ,

    TPI . P

    TPI.

    O .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    57/344

    C DEE / UFCG

    15

    O AT ,

    . P

    , (

    ). A, TPI,

    B.

    O

    .

    Cd C .

    Cb C .

    R R TPI.

    L I TPI.

    Rd R TPI.Lm I TPI.

    .3

    RLC ,

    ,

    . O :

    N , . P : 3 kVA. T /: 77 / 127 V. N /: 48 /88. : 44,4x10-4m2. C : 0,57 m. F : 0,95. V :R= 0,5 , C = 0,2mF.

    T : 77 V.

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    58/344

    C DEE / UFCG

    16

    O JA.

    O .

    S

    , :

    V9,108772, == xU MAXL

    A36,177

    3000100

    5,3= xIRMS

    IMAX2x1,36 = 2,72 A

    MAX = UL, MAX/ = 108,9 / 377 = 0,29 V.s

    A

    :

    UL, MAX =183,3 V

    IMAX = 149,9 A

    MAX = 0,43 V.s

    -8000.00 -4000.00 0.00 4000.00 8000.00

    Campo Magntico, ( A / m )

    -4.00

    -2.00

    0.00

    2.00

    4.00

    Induo,

    (T)

    H

    B

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    59/344

    C DEE / UFCG

    17

    0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20Tempo ( s )

    -400.00

    -200.00

    0.00

    200.00

    400.00

    TensonoTransformador,u

    (V

    )

    L

    0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20Tempo ( s )

    -400.00

    -200.00

    0.00

    200.00

    400.00

    TensonoC

    apacitor,u

    (V)

    C

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    60/344

    C DEE / UFCG

    18

    0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20Tempo ( s )

    -200.00

    -100.00

    0.00

    100.00

    200.00

    Corrente,i(A)

    0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20Tempo ( s )

    -0.80

    -0.40

    0.00

    0.40

    0.80

    FluxodeE

    nlace,

    (V.s)

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    61/344

    C DEE / UFCG

    19

    .4

    M : C

    . U , ,

    , . , . S ,

    . S

    , .

    M : U F

    ,

    .

    .

    M . O

    ,

    , T. O ,

    , f 1/T , 2f, 3f,

    .O .

    M . O . O

    (nT, n),

    , n ( 1/n). O

    . O .

    0.12 0.16 0.20 0.24

    Tempo ( s )

    -2.00

    -1.00

    0.00

    1.00

    2.00

    Tenso

    (p.u.

    )

    -2.00 -1.00 0.00 1.00 2.00

    Fluxo de Enlace ( p.u. )

    -2.00

    -1.00

    0.00

    1.00

    2.00

    Tenso

    (p.u.

    )

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    62/344

    C DEE / UFCG

    20

    M . O .E . T .

    N

    ,

    , .

    .

    A

    ,

    . A,

    . E

    , ,

    .

    0.12 0.16 0.20 0.24 0.28 0.32

    Tempo ( s )

    -4.00

    -2.00

    0.00

    2.00

    4.00

    Tenso(p.u.

    )

    -2.00 -1.00 0.00 1.00 2.00

    Fluxo de Enlace ( p.u. )

    -4.00

    -2.00

    0.00

    2.00

    4.00

    Tenso(p.u.

    )

    0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20

    Tempo ( s )

    -4.00

    -2.00

    0.00

    2.00

    4.00

    Tenso(p.u.

    )

    -2.00 -1.00 0.00 1.00 2.00

    Fluxo de Enlace ( p.u. )

    -4.00

    -2.00

    0.00

    2.00

    4.00

    Tenso(p.u.

    )

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    63/344

    C DEE / UFCG

    1

    Sobrecorrentes

    A ,

    ,

    , ().

    O

    . C: J

    , .

    A ,

    ,

    . I

    . A, .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    64/344

    C DEE / UFCG

    2

    C: C

    ( , , , ).

    F : C CA 60 H

    CC . A

    X/R (/ ).

    C

    E ,

    . T

    , .

    E ,

    .

    P

    ,

    (,

    , ). E ,

    ( FP 0,92). P .

    0.00 0.05 0.10 0.15 0.20

    Tempo ( s )

    -40.00

    -20.00

    0.00

    20.00

    40.00

    60.00

    Corrente

    (kA)

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    65/344

    C DEE / UFCG

    3

    O

    N

    . E: ,

    30 . P, ,

    ,

    ( ). C :

    ; ;

    ,

    . O

    , .

    U n

    , .

    021

    021

    021

    cccc

    bbbb

    aaaa

    IIII

    IIII

    IIII

    ++=

    ++=

    ++=

    021

    021

    021

    aaac

    aaab

    aaaa

    IIaIaI

    IIaIaI

    IIII

    2 ++=

    ++=

    ++=2

    ( )

    ( )( ) 3/

    3/

    3/

    2

    1

    0

    cbaa

    cbaa

    cbaa

    IaIaII

    IaIaII

    IIII

    2 ++=

    ++=

    ++=2

    C S

    E T T .

    Z1,Z2,Z0 I T , , .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    66/344

    C DEE / UFCG

    4

    D T: F a b c.

    11

    ,Z

    EIIII cbaFF ===== 33

    Z

    EI

    D M: F a .

    0021,0,0 IIIIUII ====== aaaacb

    10

    1

    01021

    01/2

    3

    2

    333

    ZZ

    Z/E

    ZZ

    E

    ZZZ

    EIII

    +=

    +

    ++=== aF

    FF 3

    10

    1/2

    3I

    ZZI

    +=

    SZ0=Z1 I1F=I3F

    SZ0I3F,

    .

    SZ0>Z1 I1F

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    67/344

    C DEE / UFCG

    5

    D B: F b F c.

    21021 ,0,,0, aaaaacbacb III,UUIIIUU ======

    ( ) FjjajaaabF eee 32/1

    2/

    1

    2/

    12122

    3

    233 I

    Z

    EIIaaIaIaII

    ===+== 22

    FFF III 332 866,02

    3=

    A,I2F

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    68/344

    C DEE / UFCG

    6

    13

    11

    01

    011

    02

    021

    1Z

    K

    IKKZI

    ZZ

    ZZI

    ZZ

    ZZIU

    +==

    +

    += Faaa

    K

    IK

    Z

    U

    Z

    UI

    +

    ==1

    3

    12

    2F

    a

    0

    13

    0

    01 Z

    Z

    K

    IK

    Z

    UI

    += Fa

    021 aaab IIaIaI ++= 2

    +

    +=

    +==

    01

    123

    0

    1232

    11 ZZ

    ZKaa

    K

    I

    Z

    ZKKaa

    K

    III FFbFT

    Z0=Z1 , K = 1/2 , :

    ( ) ( ) FFFT 32232 5,05,03/2 IaaaII ==

    FFT II 32 =

    Z00 , K 0 , :

    ( ) FjFbFT e 36/5232 31 IaIII ===

    FFT II 32 3=

    C: E ,

    .

    P , :

    L : 50%

    C : 9%

    T 10%

    G: 7%

    D: 12%

    E , TP TC: 12%

    N , :

    F : 85%

    F : 8%

    F : 5%

    F : 2%

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    69/344

    C DEE / UFCG

    7

    ()

    D F

    Q ,

    (H). N , :

    A .

    A , U0.

    O .

    C H (>> 60 H),

    , , u Um.

    mC Utudt

    tdiL + )()( , +=

    t

    C dttiC

    Utu0

    0 )(1

    )(

    m

    t

    UdttiC

    Udt

    tdiL =++ 00 )(

    1)( , 0)0( i

    S

    C

    LZ

    LC

    tsen

    Z

    UUti m ==

    = 000

    0

    0 ,1

    ,)(

    0 F .Z0 I .

    V : P 15

    (). A

    .

    D: A . O

    .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    70/344

    C DEE / UFCG

    8

    E 1: S

    30 MVA, 69 V. C: 4074,5 A (); = 528,8 H.

    E , :

    A350693

    300002==

    x

    xINP

    A, 12 .

    E 2: U 40 MVA

    230 V, 60 H, 20 A.

    C .

    S: A

    mH17,6203773230/

    3/

    xIUL

    CC

    N ===

    A

    F2230377

    40

    22 ===

    xU

    QC

    N

    A

    Hz3,8482

    5330

    ,rad/s5330102106,17

    1

    0630 ==== fxxx

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    71/344

    C DEE / UFCG

    9

    ( ) ( ) === 8,93102/106,17/ 630 xxCLZ

    A , , ,

    . A 50V.S , U0= 0. A, :

    kA28,93

    3/2302

    0

    === x

    Z

    UI mMAX

    E , :

    A1422303

    400002==

    x

    xINP

    A, 14

    .

    E

    Q ,

    ( ),

    , ,

    L2, ,L1.

    C L1>> L2,

    , .

    A, ().

    ()

    ()

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    72/344

    C DEE / UFCG

    10

    uC1(0) = Um uC2(0) = 0; :

    0)()()(

    21 =++ tutudt

    tdiL CC

    =+= t

    Ct

    mC dttiC

    tudttiC

    Utu0

    2

    20

    1

    1 )(1)(,)(1)(

    C L, :

    21

    21

    2

    00

    2

    ,1

    ,/

    )(CC

    CCC

    CLtsen

    CL

    Uti m

    +==

    =

    C L2 ,

    , 20

    250 .N

    100 .

    F : U

    , ,

    , .

    E 3: S

    30 MVA 69 V, 30 MVA . C = 9431,8 A (); = 2341,9 H.

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    73/344

    C DEE / UFCG

    11

    E , 350 A (

    ). A,

    27 .

    D F

    E ,

    0,5% 2% . P,

    , :

    V 30

    , , (, 6 10). D .

    A , .

    E . S :

    A .

    A ( ).

    S

    , . S

    , CCAT.

    A :

    V .

    M .

    R .

    I . C .

    V .

    I .

    V .

    O

    .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    74/344

    C DEE / UFCG

    12

    O im=f (). S . A ,

    :

    tsenUiRdt

    dmm =+

    A im=f() . L, . P,

    ,

    . I im=

    f() = / Lm, Lm ,

    - im.A, :

    tsenUL

    R

    dt

    dm

    m

    =+

    S (0) 0 (); , :

    +

    +

    +

    = tcostsen

    L

    R

    LR

    ULe

    LR

    ULt

    mm

    mmtLR

    m

    mm m

    22

    2)/(

    22

    2

    )()()(

    CR

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    75/344

    C DEE / UFCG

    13

    O

    . N

    , u = Um sen t, u(0) = 0.P, u(0) 0.

    A, u = Umsen (t+ ). A, u(0) = Umsen , ( ), .

    S , . FR= 0, :

    )( += tsenUdt

    dm

    C (0) = R m= Um/ , :

    [ ])++= tcoscosmR ( A t=

    k( k= 1, 3,.5,...) = 0. N ,

    . A, R+ 2 m.

    P , R= 0

    = /2. A Um t= 0. E , ,

    .

    D ,

    . P

    , , (). I .

    N, i

    ( ), .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    76/344

    C DEE / UFCG

    14

    A R,

    . N , im

    . O m ,

    , .

    S

    , ,

    . S , .

    D ,

    . N ,

    , .

    E: O , ()

    3 VA, 70/127 V, 70 V, (0)= 0 = 0. ( ).

    P , .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    77/344

    C DEE / UFCG

    15

    0.00 0.10 0.20 0.30

    Tempo ( s )

    -40.00

    0.00

    40.00

    80.00

    120.00

    Corrente

    (A)

    0.00 0.01 0.02 0.03

    Tempo ( s )

    -200.00

    -100.00

    0.00

    100.00

    200.00

    Tens

    o(V)

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    78/344

    C DEE / UFCG

    16

    P

    (T2) (T1).

    S T2 1. A

    1

    (

    ,

    ). I

    , ,

    T2 . P,

    T1

    . A, . O

    .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    79/344

    C DEE / UFCG

    17

    N ,

    , ,

    , . I .

    O

    ,

    .

    C A

    A

    . P ,

    .

    O

    . U

    , .

    C .

    HARMNICA% EM RELAO FUNDAMENTAL

    2 63,0

    3 26,8

    4 5,15 4,16 3,7

    7 2,4

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    80/344

    C DEE / UFCG

    18

    Q ,

    ,

    .

    P ,

    ,

    .

    A, .

    F M

    A

    : U .

    C ( ),

    .

    E ,

    . I

    ,

    , .

    Q (, , ,

    , , .),

    , ,

    . A

    ,

    . A ,

    .

    A 4 10

    .

    S

    ,

    .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    81/344

    C DEE / UFCG

    19

    F M

    N , :

    C .

    C .

    .

    C .

    R . P .

    O

    . O

    .

    O

    M

    E, I E E P.

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    82/344

    C DEE / UFCG

    20

    C

    , ,

    . I , .

    A, ,

    ,

    .

    E

    , /

    .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    83/344

    C DEE / UFCG

    1

    Distores de Ondas

    1.

    1.1

    U f (t) T

    =

    ++=1

    0 )()(k

    kk tksenFFtf

    Tf ==22 k= 1, 2, 3,... F0 CC ( ).

    A

    1 .

    1.2

    O f(t) :

    dttfT

    F T

    = 0 )(1

    =F

    Sf(- t) =f(t)( ), F .

    Sf(-t) = -f(t) ( ) f(t) = -f(t+ T/2) (

    ), F= 0.

    O i(t),

    T, , Ie,

    R

    i(t), T, :

    dttiRTIR T

    e = 022 )( dtti

    TI

    T

    e = 02 )(

    1

    D i(t) F, :

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    84/344

    C DEE / UFCG

    2

    =

    =

    +=+=1

    22

    0

    1

    22

    0 2k

    ekk

    ke IIIII

    Ik k.

    Iek=Ik/ 2 .

    E

    , :

    1

    2

    22

    0

    e

    kek

    I

    II

    TD

    =

    +

    =

    E ,

    .

    1

    2

    2

    e

    kek

    I

    I

    TDH

    ==

    1.3

    A , (W),

    ,p(t), :

    dttituT

    dttpT

    P TT

    == 00 )()(1

    )(1

    E u(t) i(t) F, :

    ( )

    =

    ++=1

    0)(k

    kk tksenUUtu

    ( )

    =

    ++=1

    0)(k

    kk tksenIIti

    D i(t) i(t) F,

    kkkkekekk

    cosIUIUP =+=

    =

    ,1

    00

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    85/344

    C DEE / UFCG

    3

    D , (VA),

    , :

    +

    +==

    =

    = 1

    22

    0

    1

    22

    0

    kek

    kekee IIUUIUS

    D

    ,P, , S, :

    S

    P

    APARENTEPOTNCIA

    ATIVAPOTNCIAFP ==

    C 1: u(t) i(t).

    cosIU

    cosIUFP

    ee

    ee ==

    O 0 1. O

    , . N

    ( ),

    0,92. E

    , . A

    ,

    , .

    C 2: u(t) i(t) .

    +

    +

    +==

    =

    =

    =

    1

    22

    0

    1

    22

    0

    1

    000

    )()(1

    kek

    kek

    kekekk

    ee

    T

    IIUU

    cosIUIU

    IU

    dttituTFP

    O: S

    , ,

    . T

    .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    86/344

    C DEE / UFCG

    4

    C 3: C .

    N , ,

    e

    e

    kek

    e

    keke

    ee

    I

    Icos

    II

    cosI

    IIU

    cosIUFP 1

    1

    1

    22

    0

    11

    1

    22

    01

    111

    =

    +

    =

    +

    =

    =

    =

    O : A

    . P, ,

    .

    P, , :

    =

    = ==2

    222

    1

    1

    12

    2

    keke

    e

    kek

    ITDHII

    ITDH

    SI12 :

    ( )2

    12

    1

    222

    1

    1

    11

    TDHI

    IIITDHI

    e

    ee

    keke

    +===+

    =

    S :

    DISDESFPFPTDH

    cosFP =+

    =2

    1

    1

    1

    O FPDES= cos1 .

    O FPDES=1/(1+TDH2) .

    O: O

    . A

    FPDES, FPDIS. T ,

    .

    S u(t) = 2 Ucost i (t)= 2Icos(t+ ),

    :

    ( ) ( ) tsenQtcosPtsenUItcoscosUItp 221221)( +=+=

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    87/344

    C DEE / UFCG

    5

    A Q= UIsen ,

    (VA). E

    ,

    .

    E, Q

    . R, .

    E , .

    1.

    A

    . P,

    , .

    A , ,

    , . A,

    .

    E ,

    , f (t+T/2)= f (t).

    F, .

    P k a, b c :

    uka= Uksen(kt+ k)

    ukb= Uksen(kt 120 k+ k)

    ukc= Uksen (kt 240 k + k)= Uksen (kt + 120 k + k)

    I :

    P k= 1, 7, 13, ..., k ub 120

    ua k uc 120 ua.

    P k= 5, 11, 17..., k ub 120

    ua k uc 120 ua.

    P k= 3, 9, 15, ..., k ub uc

    ua; .

    A

    1, 3, 5. C

    . V 6 6.

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    88/344

    C DEE / UFCG

    6

    U

    a b c 1, 7,

    13, ..., a c b 5,

    11,.17,.... D

    .

    A

    .

    A :

    uab= uan ubn

    ubc= ubn ucnuca= ucn uan

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    89/344

    C DEE / UFCG

    7

    E

    , . I

    ,

    .

    A K n , :

    ia+ ib+ ic= in

    S S (Zn = ),

    . A, ( in= 0 ).

    C

    ,

    . E, , . A,

    ,

    K . M ,

    n

    , n( ).

    S S, nn

    . A,

    :

    3/= 3333 ncba IIII ==

    A

    :

    Uan3= Ubn3= Ucn3= U3

    A K

    , :

    3/33333 nnn IZIZU '+=

    A :

    3/33

    3

    3 'ZZ

    UI

    +=

    nn

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    90/344

    C DEE / UFCG

    8

    O . A,

    ,

    .

    O .I () ,

    . P, ,

    ,

    5% .

    A .

    P K, :

    uab+ ubc+ uca= 0

    A . A :

    eab+ ebc+ eca= 3E3sen( 3t+ 3) + 3E9sen( 9t+ 9) + ...

    E

    . C

    ,

    ,

    .

    N , :

    iab=I1sen(t+ 1) +I3sen(3t+ 3) +I5sen(5t+ 5) + ...

    ibc=I1sen(t120 + 1) +I3sen(3t+ 3) +I5sen(5t240 + 5) + ...

    ica=I1sen(t240 + 1) +I3sen(3t+ 3) +I5sen(5t120 + 5) + ...

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    91/344

    C DEE / UFCG

    9

    A , :

    ia= iab ica

    ib= ibc iab

    ic= ica ibc

    A,

    ,

    .

    A :

    3

    3

    3

    33

    3

    3

    Z

    U

    Z

    UI ==

    D , :

    9

    9

    9

    99

    3

    3

    Z

    U

    Z

    UI ==

    . O :

    ...2152

    9

    2

    3 +++= eeee IIII

    A ,

    . A,

    , .

    1.

    O

    .

    P,

    .

    A

    ( 1%). P,

    . I ,

    (, , ). E

    ,

    .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    92/344

    C DEE / UFCG

    10

    A

    ( , , .)

    .C , :

    C ,

    , ,

    , , , .

    E (,

    , , , , ),

    , () .

    ,

    .

    N ,

    .

    C , u1:

    dt

    idL

    dt

    id

    di

    d

    dt

    du m=

    =

    =1

    O

    . I

    Lm . M

    ,

    im ,

    , . I .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    93/344

    C DEE / UFCG

    11

    I

    , . Q ,

    .

    N ,

    , , .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    94/344

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    95/344

    C DEE / UFCG

    13

    1.

    O :

    A

    (, , ),

    ( F). E

    .

    A

    , ,

    ( ),

    ,

    . A .

    S ,

    .

    S .

    R .

    P .

    M ,

    () .

    I ,

    . A ,

    . I

    ,

    , .

    N ,

    . I .

    O

    , .

    I , ,

    , , .

    O

    .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    96/344

    C DEE / UFCG

    14

    1.

    P ,

    / .

    O ,

    . P .

    O

    . E

    . O

    . O

    .

    O .

    A , ,

    . P,

    ,

    . Q

    , .O 90. S

    . A ,

    . E

    .

    O .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    97/344

    C DEE / UFCG

    15

    2.

    O

    .

    O :

    E ,

    .

    C ,

    (

    PWM).

    C ( , ). G .

    C .

    C .

    3.

    U / k,

    , k> 1 .A ,

    1/3 ,

    ,

    .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    98/344

    C DEE / UFCG

    16

    S

    ,

    . D

    . O

    20% 70%. A,

    60 H. E ,

    60 H. P ,

    10 40 H. C

    ,

    ,

    . E .

    C .

    U ,

    0,0010,1 H 200 A. E

    ,

    .

    .

    .1

    O (

    50 60 H ) ,

    . O

    ,

    , ,

    , , , . E

    .P, .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    99/344

    C DEE / UFCG

    17

    N 10 V, 4,5 H

    220 V, 60 H.

    .2

    O , .

    0.00 0.02 0.04 0.06

    TEMPO ( s )

    -400.00

    -200.00

    0.00

    200.00

    400.00

    TENSO(

    V)

    0.00 0.02 0.04 0.06

    TEMPO ( s )

    -400.00

    -200.00

    0.00

    200.00

    400.00

    TENSO(

    V)

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    100/344

    C DEE / UFCG

    18

    E

    , ,

    . E

    ( ), ,

    . N ,

    , .

    .3

    O

    () , .

    A

    () (). D

    ,

    .

    N , ( ) .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    101/344

    C DEE / UFCG

    19

    D , ,

    . A

    . O

    .

    .

    ,

    , . I .

    A 11591195

    10% 90% ,

    1/2 1 . A 10% 80%

    , 1/2 .

    A ANEEL (A N E E), R 505,

    26/11/2001, , I IX:

    A M T: E

    , ,

    90% , 3 .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    102/344

    C DEE / UFCG

    20

    E M T: E

    , , 110%

    , 3 .

    O : , ,

    . Q

    , (3 6 )

    ( 6 20 ,

    600 ).

    ,

    , 30 .

    ,

    , 3 .

    .

    ,

    .

    O ,

    .

    .

    0 30 H, ,

    , . O

    . S

    , , , .

    N 8,8 H

    ,

    0,1%.

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    103/344

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    104/344

    C DEE / UFCG

    22

    O

    ( ,

    , ,

    , ).

    U

    .

    U , ,

    , .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    105/344

    C DEE / FCG

    1

    Outros Distrbios

    A ( )

    . A

    .

    F

    ,

    .

    ,

    , U, , U0, U, :

    U

    U-UR%

    0100=

    .

    a b

    ;

    a b(UN); UN

    a b.

    A ,

    ; :

    N

    CCCCCCNCC

    U

    SIIUS

    33 ==

    CC

    NTH

    CC

    NTH S

    UZ

    IU

    Z23/

    ==

    (UB= UN):

    ( )B

    N

    B

    BB S

    U

    S

    UZ

    22

    3/

    3/==

    CC

    B

    B

    THPUTH,

    S

    S

    Z

    ZZ ==

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    106/344

    C DEE / FCG

    2

    , ,

    . ,

    ,

    .

    ( , ).

    A :

    (, ).

    .

    () .

    B .

    A .

    .

    .

    D

    E E.

    , .

    , :

    , / .

    E

    , ( ).

    ( ,

    .

    E ,

    . ,

    ,

    .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    107/344

    C DEE / FCG

    3

    E ,

    . D

    , ,

    .

    :

    POSITIVASEQUNCIADECOMPONENTE

    NEGATIVASEQUNCIADECOMPONENTEFD 100=

    FD :

    2% E ;

    2% EC 5552,

    100022 (1990).

    3% C84.1 (1995).

    C D

    D

    , ,

    . , :

    .

    .

    ,

    .

    ,

    : , , ,

    ,

    .

    .

    ,

    .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    108/344

    C DEE / UFCG

    1

    1.

    A

    :

    F ();

    F ();

    ( );

    (, ).

    1.1

    F .

    S

    ();

    (, ); ( ).

    O

    , .

    1.2

    P : P . U 60 .

    R ABNT NBR 5419:2001 (P

    ).

    C (, 35

    2

    ) 20 , , .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    109/344

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    110/344

    C DEE / UFCG

    3

    O

    ,

    . A,

    .

    S

    . A

    . A

    ( , , , ).

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    111/344

    C DEE / UFCG

    4

    1.

    S ,

    . T :

    A

    , .

    A ,

    .

    D .

    R , 60 H

    .

    O :

    P .

    P (). P ().

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    112/344

    C DEE / UFCG

    5

    S . A

    ,

    .

    P :

    Q ,

    . O

    , .

    A (, )

    .

    E . A,

    C

    , ().

    M . E

    .

    A .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    113/344

    C DEE / UFCG

    6

    F:

    E , . A

    .

    O ,

    , ( ).

    Q , ,

    60 H ( 250 A),

    , .

    A, .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    114/344

    C DEE / UFCG

    7

    uS S .

    uI T .

    uR T .

    iD C .

    iS C .

    tD I .tD I .

    D ( ., J,

    1977). N . S

    (

    ). U .

    P:

    S , .

    N ,

    .

    V 60 H .

    M .

    E , ,

    A .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    115/344

    C DEE / UFCG

    8

    1.

    ABNT NBR 5287:1988 P

    (SC) .

    ABNT NBR 5424:2011 G

    P.

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    116/344

    C DEE / UFCG

    9

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    117/344

    C DEE / UFCG

    10

    2.

    A

    ().

    T .

    3.

    3.1

    S :

    F ( ). D ( ).

    D (,

    , ).

    R ( ).

    S ( ).

    3.2

    C : E , , .

    ()E .

    ()

    C , . A .()A . O . A .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    118/344

    C DEE / UFCG

    11

    C .

    F

    A . S , .

    O ,

    . Q , . .

    TEMPO(s)

    CORRENTE ( A )

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    119/344

    C DEE / UFCG

    12

    LMINA

    AREIATUBO

    ELEMENTO

    BASE

    VISTA LATERAL

    VISTA

    SUPERIOR

    CORRENTE ( A )

    TEMPO(s)

    TEMPO TOTALDE INTERRUPO

    TEMPO MNIMODE FUSO

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    120/344

    C DEE / UFCG

    13

    N , 100 A. P

    22

    A, 50 A ( A).C , 9 A ( B).

    O ,

    .

    E ( 2,5 x ). P ,

    . I

    , .

    PICO DE CORRENTE NO LIMITADO SEM COMPONENTE CC

    COM A MAIOR COMPONENTE CC

    CORRENTE D CURTO-CIRCUITO SIMTRICA - RMS ( kA

    CORRENTE

    LIMITADA-PICO(kA)

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    121/344

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

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  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    123/344

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    124/344

    C DEE / UFCG

    17

    3.

    N , ,

    :

    T (TP),

    115 V 115/ 3 V.

    T (TC),

    5 A 1 A.

    R TP / TC. U

    TC; ,

    TC; , TC TP.

    D ,

    . O

    . O

    .

    C , . P

    ,

    ,

    ( ),

    . N,

    115 V (CC).

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    125/344

    C DEE / UFCG

    18

    3.

    A , .

    A

    ( ), .

    R : R .

    E: (50);

    (51); (59); (27);

    (37); (81).

    R : R ,

    . E:

    (67);

    (32);

    (40).

    R : R . E:

    (21),

    ; (24),

    .

    R : R

    . E: ,

    (87).

    A , ,

    . E: (74), (79),

    (85), (86), .

    3.

    D

    S ABNT NBR 5459:1987 M P

    C, ,

    ,

    , ,

    ,

    .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    126/344

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    127/344

    C DEE / UFCG

    20

    C B

    M

    , , . O

    : ; ; (SF6). N , .

    D ,

    TC,

    (50) (51),

    (79). N , .

    F

    O ,

    , , .

    S , ,

    . G, 3

    4 , .

    A , ,

    ().

    O () ().

    A ,

    ,

    .

    P ,

    ,

    .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    128/344

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    129/344

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    130/344

    C DEE / FCG

    1

    Coordenao da Proteo

    D: C

    ( , , .).

    , .

    E:

    A.

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    131/344

    C DEE / FCG

    2

    A 345 ,

    . A ,

    .

    D: A

    ,

    .

    E: A

    , . ,

    1< 2< 3< 4< ....

    : E ,

    .

    ,

    , .

    A

    .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    132/344

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    133/344

    C DEE / FCG

    4

    :

    .

    .

    C ,

    .

    :

    ,

    .

    . A,

    , .

    H . A,

    E:

    1 2. , 3, 4 5

    ( , ).

    3, 4 5 .

    ,

    .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    134/344

    C DEE / FCG

    5

    :

    ;

    .

    ;

    .

    A

    . E: (

    > 5 A) (87).

    (51).

    :

    A .

    ,

    (C, , .).A

    . E:

    .

    , 1> 2> 3...

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    135/344

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    136/344

    C DEE / UFCG

    1

    T (TC) , . R , , . T .

    1.

    A TC F. 1.

    F. 1. T .

    N, , (3,2% S) . E . O N1 . O N2 ( ). P , :

    F1 F= R (1) F1 F2 , ,

    , R . S , R 0. C , :

    N1I1 N2I2= 0 (2)

    1

    2

    2

    1

    N

    N

    I

    I= (3)

    N, TC ; ,N1N2.

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    137/344

    C DEE / UFCG

    2

    A NBR 6856 ABNT [2 5A . P, TC 1 A, .

    2.

    N F. 2, TC. A F. 3 TC . N, . E TC, .N, .

    F. 2. TC ; .

    F. 3. TC ; .

    O TC F. 4, , . .

    F. 4. TC .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    138/344

    C DEE / UFCG

    3

    3.

    O TC . A F. 5 , , TC ( ). N , , , . .A F. 6 TC, .

    F. 5. TC . F. 6. TC .

    4.

    E TC , . F. 7 A l, x. P ,

    N2 , .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    139/344

    C DEE / UFCG

    4

    CHfHa , , A:

    2N

    xHlHi

    af += (4)

    F. 7. N .

    P , B-H FS ,

    F. 8, Hf Ha. P , B :

    =N2A B (5)

    I ; , ;

    i ;

    .

    F. 8. C FS ; i .

    5.

    H TC , F. 9. E (), :P1P2;P3P4;P1P2 P3P4;P1P2 P3

    P4. E () (), , , . E () . O .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    140/344

    C DEE / UFCG

    5

    ( ) ( )

    ( ) ( )

    F. 9. TC .

    6.

    U TC , TC . A F. 10 , . E . C , .

    F. 10. TC .

    7.

    7.1

    A NBR 6856 ABNT [2 : TC TC . E TC A, TC B, . N, ,

    .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    141/344

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    142/344

    C DEE / UFCG

    7

    R1 R .X1 R .R2 R .X2 R .

    Rp R .Xm R .Rc R .Xc R .

    A Ue . Ie , : Ip ( , Ue), Im( , 90).I, I1

    , I1

    P, Rp Xm;, :

    ee II

    III ==NK

    1'

    12 (9)

    O TC F. 12. A , .

    F. 12. D TC.

    .

    .1

    E , :

    1

    12

    I

    IIKN = (10)

    E , :

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    143/344

    C DEE / UFCG

    8

    1

    12% 100

    I

    IIKN = (11)

    P :

    '

    1

    2

    '

    1

    '12

    1

    12% 100100

    /

    /100

    I

    I

    I

    II

    KI

    KII

    N

    N === (12)

    N, , I1 I2.C I2

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    144/344

    C DEE / UFCG

    9

    A : 0,1.A : 0,3.A : 0,6.A : 1,2.

    A : 3.A 3 , . TC

    % ( FCRC%) F. 13, F. 14 F. 15.

    F. 13. P TC ; 0,3[2.

    F. 14. P TC ; 0,6[2.

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    145/344

    C DEE / UFCG

    10

    F. 15. P TC ; 1,2[2.

    10.

    10.1

    O TC . S NBR 6856 ABNT [2 :

    2

    % 100I

    Ie= (19)

    O % , ,I2= 20I2N.

    10.2

    O Ue Ie ( , ), ,

    F. 16 [3. C F. 11, ,I2 , :

    : C Ue (20), , 2 , I2= 20I2N.

    ( ) 2222 cce XRRIU ++= (20)

    : C Ue,

    Ie .

    : C (19).

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    146/344

    C DEE / UFCG

    11

    C E, ( A )

    F. 16. C TC [3.

    C , , F. 17. O UeIe() , ,

    , , .

    F. 17. D .

    C F. 18, ( ) [5, [6 Ue-Ie 45.A ( ) [4, E, 10% Ue 50%Ie.N, ,

    F. 18.

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    147/344

    C DEE / UFCG

    12

    ( ) ( )

    F. 18. D ; () IEEE [5, [6; () IEC [4.

    10.3

    A NBR 6856 ABNT [2 2,5 10 TC . C TC , I2N 20I2N, .

    11.

    A (13), (18) (19) Ie . N (TP), . P, TC, , , I2 Ie. A, Ie .

    A , .O TC : , . P, . N , , . I F. 19.

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    148/344

    C DEE / UFCG

    13

    F. 19. C FN, FS GNO FS GO.A (80%N) , . A (0,4 0,5 T) , TC .A (3,2% S) (GNO) (0,8 1,0 T). N TC.

    A (GO) TC, . S (1,2 a 1,7 T). S 0,1 T, 20 , .A, ( ),

    .

    C TC , I1 .C I1= I2 + Ie, , , . L, . P ,

    ie, , , F. 20.

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    149/344

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    150/344

    C DEE / UFCG

    15

    O TC . N , ( ),

    . C , TC , , .

    12.

    S TC F. 11 , :

    N

    NNe

    K

    ZIZU 12== (21)

    ZN TC. A, I1, UeIe . C , , Ue Ue-Ie, ( ) .

    P = msent , :

    tcosdt

    d

    u me =

    = (22)F = 2f m=N2ABm, :

    me BfANU 244,4= (23)

    A (21) Ue .P , TC , N2. N , , , BS, , Bm

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    151/344

    C DEE / UFCG

    16

    O TC , , FN (BS= 0,4 a 0,5 T, F. 19). E ,

    . A, Ie , .D TC , . A 2,5 10, 0,3, 0,6, 1,2 3 .E , TC , . I F. 21 [8.

    F. 21. I TC [8.

    N A, TC. P, 4I1N 20I1N, (IB

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    152/344

    C DEE / UFCG

    17

    F. 22. I TC .

    13.

    C F. 23, P1 S1 P1 P2, , S1 S2.O , F. 23.

    F. 23. C .

    Q TC (, ),

    . P, , , , .O TC, F. 24. A TC ( ), ( ), :

    0IIIII cban 3=++= (23)

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    153/344

    C DEE / UFCG

    18

    F. 24. L TC .

    A I0 . E . A,

    .O F. 25, TC , . E , .

    F. 25. TC ; 0.

    N F. 26, . .

    F. 26. L TC .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    154/344

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    155/344

    C DEE / UFCG

    20

    T 1. C TC

    CARGA RESISTNCIA

    ( )INDUTNCIA

    ( H )

    POTNCIAAPARENTE

    ( VA )FATOR DEPOTNCIA

    IMPEDNCIA

    ( )

    C 2,5 0,09 0,116 2,5 0,90 0,1C 5,0 0,18 0,232 5,0 0,90 0,2

    C 12,5 0,45 0,580 12,5 0,90 0,5C 25 0,50 2,3 25 0,50 1,0

    C 50 1,0 4,6 50 0,50 2,0

    C 100 2,0 9,2 100 0,50 4,0

    C 200 4,0 18,4 200 0,50 8,0

    E 11 12.3.

    TC (2,5% 10%). E TC , 20.

    TC 20 , TC. TC . P

    5 A T 1, : 10, 20, 50, 100, 200, 400, 800 V.

    TC , . P ABNT [2, : 1,0 1,2 1,3 1,5 - 2,0.

    (I1) TC (, 1s), , . D , :

    KtI =21 (24)

    K TC, .N, .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    156/344

    C DEE / UFCG

    21

    TC , , . N,

    2,5 . E , , [2.A TC 72,5 kV.

    15.

    F TC . O , . P, , , .A TC .N ,

    , :

    N

    k

    N

    k

    kIK

    iK

    i

    2

    21

    ..100

    = , k= 1, 2, ...,Na (25)

    A i1k i2k , ;KN TC;

    I2N ;Na ; K 1 TC TC ( 20).P TC , :

    N

    N

    k

    k

    N

    k

    a

    cIK

    iK

    i

    N

    a

    2

    1

    2

    21

    .

    1

    .100

    =

    = (26)

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

    157/344

    C DEE / UFCG

    22

    16.

    U TC 10B400. O ?

    R S

    ( ) , 10, , 10% 20 (20x5 = 100 A),

    4 . P , 400 V (4x5x20 = 400 V). A C100 (4x52= 100 VA).

    U 520

    A 11 kA. C TC .

    S E , TC 1,0, 500 - 5. P , 1,2, TC 1,2x500 = 600 A. E, :

    ICC20I1N= 20x500 = 10000 A.V . E TC 600 - 5 A,:

    ICC20x600 = 12000 A.A, .

    O TC F. 24

    0,1 . O A 2,5 mm2 80 m. O 4 VA,

    0,9 . () E TC (AB) . () Q ABNT [2 ?

    S () C 60 Hz, CA CC. A

    . C , = 1,72 x10

    -8, l = 80 m:

    RF= l /A= 1,72x10-8

    x80 / (2,5x10-6

    ) = 0,55 .

    P , : cos = 0,9, = 25,80,sen= 0,43.ZR= 4 / 5

    2= 0,16 ZR= 0,16x0,9 +j0,16x0,43 = 0,14 +j0,07 .

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

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    C DEE / UFCG

    23

    A TC , ; , :Z= 0,1 + 2x(0,55 + 0,14 +j0,07) = 1,48 +j0,14 = 1,49 e

    j56.

    A TC , I1= 20I1N, :

    Ue= 1,49x20x5 = 149 V.P ABNT, TC 10B200.() A :

    ZN= 200 / (20x5) = 2 , cos = 0,5, C50( T 3.1).

    U 10 A TC 200-5 A, F. 3.16. D

    : () 1,0 +j1,0 ;

    (b) 4,0 +j1,0 ; (c) 5,0 +j1,0 .S () A Z= 1,0 +j1,0 = 1,42e j 45. F Ue= Uee

    j0, : I2= 10 e j 45. A, Ue= 1,42x 10

    = 14,2 V. P 200 5 A F. 3.17, Ie -j0,2 A( ,Rp); , :

    I1= ( 200 / 5 )x(-j0,2 + 10 e j 45) = 404 e j 45,8 I1= 404 A.

    O 400 A.

    D (21), : %= 100x0,2 / 10 = 2 %.A I1I2 0,8.() Z= 4,0 +j1,0 = 4,1e j 14; I2= 10 e

    j 14. A, Ue= 4,1x 10 = 41 V; , Ie -j1,0 A, :

    I1= ( 200 / 5 )x( -j1,0 + 10 e j 14

    ) = 412,8 e j52

    I1= 412,8 A.O : %= 100x1,0 / 10 = 10 %.A I1I2 5214= 38.()= 5,0 +j1,0 = 5,1e j 11,3; I2= 10 e

    j 11,3; Ue= 5,1x 10 = 51 V; ,

    Ie-j40 A, :

    I1= ( 200 / 5 )x( -j40 + 10 e j11,3) = 1720 e j76,8 I1= 1720 A.

    O : %= 100 x40 / 10 = 400 % ( ! ). A I1I2 76,8 - 11,3 = 65,5.O : , TC Ue-Ie. A, 10 A , Ie . E , TC. E

    TC.

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

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    F. 27 TC 72,5 kV, 31,5 kA.

    F. 3.27. C TC E 5.

    E TC : : 900 - 5 A; : Fe-Si (3,2 % Si) GO, ; : 1,915x10-3 m2; : 0,5 m;

    : 0,25 .

    A 800 A. A 15 kA. O 2 s( ). () D TC Ue Ie I2 ; () TC , ABNT [2; ()

    ; () B - H TC; () TC, ,

    2,0 +j0,5 .

    S () P , Lm .E : UeN 105 V,IeN 0,05 A.

    ()ICC= 15000 20I1N= 20x900 = 18000 A( 10% ).

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

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    25

    () C 31,5 kA, :I1

    2t=K K= 31500 2x1 9,9x108

    P t= 2 s, :

    = 2/109,9 81 xI 22,2 kAI , TC 22,2 kA ( > 15 kA) 2 s .A 2,5 .

    635,315,21 == xIDN kA.() A 180 : 1; TC , : N1 = 1 N2 = 180. A, 0,95 , :

    T2,110x1,91595,06018044,4

    105

    44,43-

    2

    ===xxxxAfN

    UB eNmS

    P A, H:

    A.esp/m4,250,5

    05,0218022 ==xx

    l

    INH eNmS .

    V B - H Fe-Si GO:BmS= 1,5 THmS= 40 A.esp/m.() A :

    =++= 3,25,0)0,225,0( 22Z .A :

    2,10900/80053,2 == xxUe V.A :

    Bm= (10,2 / 105)x1,2 = 0,12 T.V , , TC B - H.

    A F. 28 TC 500 5 A

    ( ) 0,5 . C , , .

    ()2,50 +j0,10 , 500 A( ).()

    2,50 +j0,10 , 1200 A( ).()11,5 +j0,10 , 500 A( ).()

    11,5 +j0,10 , 1200 A( ).

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

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    F. 28. C TC E 6.

    S D F. 28, :

    ee IU 100= , 0,0 Ie0,550)5,0(6,8 += ee IU , 0,5 Ie4,0

    80)0,4(2 += ee IU , 4,0 Ie9,0

    ()

    A =+=++= 9,131,031,05,25,0 jejjZ . P, , Ie I1

    ( F. 3.12 ); , TC.

    )/( 12 eNe IKIZIZU = = )100/500(3 eI ee IU 315=

    TC ( Ue - Ie) ; , :

    ee II 315100 = 14,0103/15 ==eI A.I2=I1/KN-Ie= 500 / 100 - 0,14 = 4,86 A.

    O :%9,286,4/14,0100/100 2% === xIIe .

    () )100/1200(3 ee IU = ee IU 336= .

    O TC Ue-Ie.

    ee II 336100 = 35,0103/36 ==eI AI2= 1200 / 100 - 0,35 = 11,6 A.

    %0,36,11/35,0100% == x .

    () A :=+=++= 5,0121,0121,05,115,0 jejjZ .

    )100/500(12 ee IU = ee IU 1260= .O TC Ue-

    Ie.

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

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    C DEE / UFCG

    27

    ee II 126050)5,0(6,8 =+ 69,06,20/3,14 ==eI A.I2= 500 / 100 - 0,69 = 4,3 A.

    %163,4/69,0100/100 2% === xIIe .

    ())100/1200(12

    eeIU =

    eeIU 12144=

    .O TC Ue-Ie.

    ee II 1214480)4(2 =+ 1,514/72 ==eI A.I2= 1200 / 100 5,1 = 6,9 A.

    %9,739,6/1,5100% == x .E TC. N (),

    , (3 ) , TC (10%). J (), , TC , .U : TC 8 A, , (). I , .

    A , .D . A , , . U .

    1. ABNT (1992) NBR 6821. T C M E.

    2. ABNT (1992) NBR 6856. T C E.3. G, J. D. ; S, M. S. (2001). ,

    . 1, 3. ., B / C, P G, USA.4. IEC S. 600441 (1996). I T P I: C

    T.5. IEEE S. C57.13 (1993). IEEE S R I

    T.

  • 7/24/2019 Proteo de Sistemas Eltricos - Notas de Aula

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    C DEE / UFCG

    28

    6. IEEE S. C37.110 (1996). IEEE G A CT U P R P.

    7. L, T. (2001). D 100 H

    , , 3: 4754.

    8. M F, S. (1980). 2. ., E.U UFPE / E, R PE, B.

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    1

    S

    F. 1, u(t)= Umsen (t + ). P t= 0, u(0)= Umsen ; O , .

    F. 1. R .

    A :

    1= jeZ11Z (1)

    ( )212

    11 LRZ += (2)

    LS RRR +=1 (3)

    LS LLL +=1 (4)

    = 1

    1

    11

    R

    Ltan (5)

    A , T1, :

    1

    11

    R

    LT = (6)

    A, :

    ( )+=+ tsenUiRdt

    diL mF

    F11

    11 (7)

    S F. 1 t= 0

    i1F(0) =I0, (7) :

    ( ) ( )1/

    11

    011

    1

    Ttmm

    F esenZ

    U

    ItsenZ

    U

    i

    ++=

    (8)

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    C DEE / UFCG

    2

    A i1F : , ,

    , , F. 2.

    F. 2. C .

    S 1= /2 i1 .E ,

    1 90

    0

    . C

    ( )

    u(t) .

    P , I0= 0 1= / 2 (8). SI1F i1F, :

    ( ) ( )tcoseItcoseZ

    Ui

    Tt

    F

    TtmF ==

    11 /1

    /

    1

    1 2 (9)

    S ,

    . A F. 3 .

    () ()

    F. 3. ( ) T ; ( ) .

    O

    N1 N2, ; R2 L2 , ,

    ; Lm

    .

    O

    , F. 4.

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    C DEE / UFCG

    3

    F. 4 C .

    E F. 3(), (F. 4), :

    dt

    diLiR

    dt

    d 2222 +=

    (10)

    S H , l , B

    , A , :

    N1 i1F-N2i2 =H l (11)

    AN

    BH

    2

    =

    = (12)

    S (12) (11):

    =

    AN

    li

    N

    Ni F 2

    2

    1

    2

    12 (13)

    A :

    l

    ANLm

    2

    2= (14)

    FKN=N2/N1, (13) (14):

    = mNF

    LK

    i

    i

    112 (15)

    D (15) (10), :

    dt

    d

    L

    L

    dt

    di

    KL

    L

    R

    K

    iR

    dt

    d

    m

    F

    NmN

    F += 2122121

    (16)

    A L (9) (16):

    +

    +=

    22

    11

    1/1

    1)(

    s

    s

    TsZ

    UsI mF (17)

    )()( 12222

    sIK

    LsR

    sL

    R

    sL

    LLF

    Nmm

    m +=+

    +

    (18)

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    C DEE / UFCG

    5

    ( ) ( )

    = 2

    2

    +

    tsencos

    eeTT

    TT

    K

    RI TtTt

    N

    F 1212 //

    12

    2121 (32)

    A (32) F. 5,

    ,

    i1F, . A, TC

    . O

    i1F :

    . N

    , ,

    T1 T2 .

    F. 5. F TC .

    N F. 6, TC N1=N2.

    F. 6. F 1, 2 .

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