Exercícios Resolvidos Sistemas de Potência e Proteção - Cálculo de Impedância e Curto Circuito

1 Calcular a impedância PU R e X do seguinte transformador nas bases 138 kV e 100 MVA 2 Determinar o tempo máximo e quantidade de ciclos que a proteção deve atuar quando determinado circuito com condutor de cobre de seção 185mm2 tipo de isolação XLPE é atravessado por uma corrente de curto circuito de valor igual a 50 kA 3 Inserindose uma barra E na proteção lógica abaixo como ficaria a analise de atuação considerando uma falta em E P5 1 Para o sistema da Figura calcule a impedância equivalente Thevenin em pu na barra 2 4 e 7 2 Considerando a instalação abaixo determine a corrente de curto circuito e de capacidade de interrupção dos disjuntores na saída do transformador de 50 e 40 MVA quando ocorre um curto circuito no barramento D e C 3 Desenhe o circuito de sequencia positiva negativa e zero para o sistema apresentado 4 Desenhe o circuito de sequencia positiva negativa e zero para o sistema apresentado 5 2 Para a instalação considere que o CCM alimenta vários motores de pequeno porte que resulta em uma demanda máxima de 80 do transformador com FP igual a 09 Considerando a contribuição da carga determine as correntes de curto circuito trifásica e de faseterra a ser utilizada para a proteção do primário do transformador do alimentador do QGD e do alimentador do CCM Para este estudo considerar o transformador ΔY aterrado no secundário Realize um segundo estudo com o objetivo de reduzir a corrente de curto circuito no primário do transformador quando ocorrer um curto circuito fase terra no QGD para o estudo considere o transformador YY aterrado tanto no primário como no secundário No primário deverá conter uma impedância no aterramento dimensione a impedância para que resulte em uma redução de 50 da corrente de curto circuito fase terra ATIVIDADE 1 ESTAÇÃO DE PRENSAGEM Observe as ilustrações de uma planta industrial para prensagem de peças e dos documentos contendo os diagramas pneumático hidráulico e elétrico e descreva as variáveis do processo conforme exemplo citado na tabela abaixo Os diagramas encontramse nos documentos anexos VARIÁVEL DESCRIÇÃO DA FUNÇÃO TIPO DE VARIÁVEL Botão de emergência Desliga o sistema de separação quando pressionado Entrada Binária Entregar a tabela em documento enviandoa ao email jsanchesbr2003gmailcom Anexo 1 Diagrama Hidráulico Anexo 2 Diagrama pneumático Anexo 3 Diagrama elétrico SUBESTAÇÕES DE ENERGIA ELÉTRICA 1 Da planilha com a relação de carga informada calcule Carga total instalada Demanda prevista da instalação Fator de Demanda Corrente Nominal da instalação Corrente demandada Qual será o Grupo Subgrupo e a tensão de fornecimento desta instalação 2 Conforme ABNT NBR 14039 quando a subestação fizer parte integrante da edificação somente é permitido o emprego de transformadores à seco porque 3 Qual tipo de proteção que pode ser utilizada em instalações com capacidade instalada até 300 kVA em alternativa a proteção indireta 50 51 Para esta alternativa como deve ser a proteção na Baixa Tensão 4 O que é proteção indireta com as funções 50 51 e 50N e 51N Resumidamente explique como deve ser este sistema 5 O que é uma chave disjuntora e para que serve Quais os tipos quanto a isolação mais utilizados 6 Quais os códigos ANSI que indicam as proteções de sobretensão subtensão falta de fase e sequencia de fase Qual o rele que executa estas funções 7 Dimensionar a seção dos condutores e o diâmetro do eletroduto para um sistema trifásico 138kV instalado em eletroduto único ao lado de outro circuito similar Justapostos de material não condutor enterrado no solo que alimenta um transformador de 5000kVA Fd06 sabendose que Solo com resistividade térmica de 19 KmW utilizar condutores de cobre com isolação XLPE temperatura do solo 23º C 8 Calcular a corrente de curto circuito máxima para o condutor da questão 6 utilizando o método gráfico para tempo de 500ms 9 Dimensionar e especificar tecnicamente os transformadores conforme Transformador 1 Setor administrativo Trifásico 138kV 220127V Transformador a ser instalado em subestação ao tempo Prever ampliação futura de 15 Calcular as correntes nominais no 1o e 2o Calcular as correntes demandadas no 1o e 2o Especificar tecnicamente acessórios Calcular o carregamento final e o rendimento do transformador Transformador 2 Produção Trifásico 138kV 380220V Transformador a ser instalado em subestação abrigada dentro do galpão Prever ampliação futura de 25 Calcular as correntes nominais no 1o e 2o Calcular as correntes demandadas no 1o e 2o Especificar tecnicamente acessórios Calcular o carregamento final e o rendimento do transformador 10 Para os transformadores dimensionados no exercício 9 Especificar o tipo de cabine primaria entrada completa Localizar na planta fornecida Especificar as subestações de transformação completa Localizar na planta fornecida Dimensionar os condutores Encaminhar mostrando detalhes e caixas de passagem Elaborar diagrama unifilar MT 11 Elaborar diagrama unifilar MT ponto de entrega ate as Subestações utilizando os modelos em Auto Cad fornecidos como exemplo 12 Desenvolver o estudo de seletividade para proteção indireta da disjuntora geral MTutilizar a corrente demandada total calculada anteriormente e preencher a tabela de parâmetros do rele microprocessado abaixo Correntes de curto circuito fornecidas pela concessionária Adotar Ztotal Z reléZ fiaçãoZTC Ztotal210 m Após cálculos prever Icc de 8kA Simétrica 13 Simule através da planilha fornecida atualizar valores de tarifa para sua Concessionária local para os valores de demanda calculados anteriormente a melhor tarifa prevendo os valores abaixo relacionados Bandeira Tarifária Vigente na Data de Faturamento VERMELHA Patamar 2 Caso a empresa opte por não ter atividades no horário de ponta deslocar consumo qual seria a economia e qual modalidade tarifária mais adequada 0605 TUSD Consumo Ativo Ponta 114297540 0605 TUSD Cons Ativo FPonta Ind 641638620 0605 TUSD Cons Ativo FPonta Cap 79152780 0601 TE Consumo Ativo Ponta 114297540 0601 TE Cons Ativo FPonta Ind 641638620 0601 TE Cons Ativo FPonta Cap 79152780 UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ PÓSGRADUAÇÃO EM INSTALAÇÕES ELÉTRICAS DE MÉDIA E BAIXA TENSÃO ANÁLISE DE SISTEMAS DE ENERGIA ELÉTRICA PROF JOÃO LUIS SANCHES EXERCÍCIOS 1 Determine as correntes e tensões do circuito a seguir IA IB IC VAN VBN VCN e VNN Dados V AB220 0 oV ZA10Ω ZB2 j10 Ω ZCj 10Ω 2 Determine as correntes e tensões do circuito e represente o diagrama de fasores Dados V AB220 0 oV Z10Ω j 3Ω UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ PÓSGRADUAÇÃO EM INSTALAÇÕES ELÉTRICAS DE MÉDIA E BAIXA TENSÃO ANÁLISE DE SISTEMAS DE ENERGIA ELÉTRICA PROF JOÃO LUIS SANCHES 3 Determine as correntes e tensões do circuito e represente o diagrama de fasores Dados V AB220 0 oV ZA10Ω ZB j20 Ω ZCj 10Ω ZNj 15Ω 4 Dado o circuito a seguir mostre que as leituras dos dois wattímetros podem medir a potência total do circuito UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ PÓSGRADUAÇÃO EM INSTALAÇÕES ELÉTRICAS DE MÉDIA E BAIXA TENSÃO ANÁLISE DE SISTEMAS DE ENERGIA ELÉTRICA PROF JOÃO LUIS SANCHES 5 Uma instalação elétrica alimentada por uma tensão de linha de 440V opera em regime permanente com uma carga consumindo uma potência de 150kVA sob fator de potência 08 indutivo onde a somatória das impedâncias série das linhas elétricas dos alimentadores à carga somam o valor de Z50j100 mΩ Sabendose que a reatância subtransitória de curtocircuito do gerador X é de j40 mΩ determine as correntes de curtocircuito fasefase faseterra e dupla fase para terra considerando que as impedâncias sequenciais possuem o mesmo valor Z0Z1Z2 Para a construção dos diagramas sequenciais a impedância equivalente deve ser obtida por meio do Thevenin equivalente no ponto da falta