Dimensionamento de TCs de Cabinas Primárias

Objetivo do Artigo desta Coluna

O objetivo desta matéria é auxiliar tanto as concessionárias como as empresas de projeto e instaladoras de média tensão.

Vou começar a abordagem deste assunto fazendo uma indagação: será que o pessoal ainda acredita que para dimensionar a corrente nominal primária de um TC é necessário dividir a corrente de curto-circuito por 20? O motivo da pergunta é que ainda se encontra algumas concessionárias que adotam este critério para cabines primárias, e pior, reprovam um projeto que não tenha sido feito neste formato. Na verdade, atualmente, isso é INCONCEBÍVEL!

Objetivo do Engenheiro de Proteção em Relação ao TC

O objetivo do engenheiro de proteção em relação ao TC de proteção não é saber se o TC vai ou não saturar, mas sim garantir que a proteção vai atuar adequadamente, com ou sem saturação. Caso sature e a proteção não atue adequadamente, aí sim, teremos que tomar alguma medida mitigatória.

Na maior parte das cabinas de entrada o elemento instantâneo é ajustado. A única coisa que o Engenheiro tem que garantir é que o valor RMS da corrente que chega no relé/IED seja maior do que o ajuste do elemento de sobrecorrente instantâneo. Lembrem-se: somos engenheiros e não cientistas!

O valor exato da corrente primária referida ao secundário não irá mudar em nada a atuação do relé. Certa vez um cliente me falou: “mas eu quero saber o valor correto da corrente de falta no primário”. Eu respondi a ele, “Então o seu projeto está errado, você deveria ter usado uma bobina de Rogowski ao invés de um TC”.

De onde vem esse valor de 20 que divide a corrente de curto-circuito?

Provavelmente, quem adota este padrão não irá conseguir explicar. O fator 20 da norma NBR-6856 (já não está mais em vigor) é conhecido como Fator de Sobrecorrente (FS). A norma brasileira segue agora a IEC-61869-2, e nesta norma corresponde ao ALF (Accuracy Limit Factor). 

Nesta norma o ALF pode ser especificado como sendo 5, 10, 20 ou 30. Este fator representa até quantas vezes a corrente nominal secundária o TC mantém o erro (10% na NBR-6156, ou 5% (5P) ou 10% (10P) na norma IEC)

Nesta norma é apresentada uma equação que mostra como ALF deve ser alterado, quando o burden imposto ao secundário é menor que o nominal.

Quando o burden imposto no secundário do TC for menor do que o burden nominal, deve-se utilizar a equação abaixo, pois o TC irá conseguir manter o erro para fatores maiores do que o ALF nominal:

O exemplo seguinte esclarece a utilização desta equação:

Exemplo

Numa cabina de entrada o nível de curto-circuito é de 10 kA e tem um TC com ALF (ou FS) de 20 e uma exatidão de 10B50 (ABNT), que corresponde a um Z_BN = 0.5 Ω. Admitindo uma impedância do TC igual Z2TC = 0.2 Ω, calcular o novo ALF ou fator de sobrecorrente. Admita a impedância da fiação igual a 0.0532 Ω e a do relé de faze 8 m Ω e a terra mais 8 m Ω. Assim o burden total imposto no secundário do TC é de 0.0692 Ω.

O novo ALF será:

Num caso como este onde o TC mínimo deveria ser de 500-5 A, pode-se utilizar agora um TC de 200-5 A, que é muito mais próximo das correntes demandadas destas cabinas.

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Sobre o autor:

Cláudio Mardegan é CEO da EngePower Engenharia, Membro Sêniordo IEEE, Membro do Cigrè | [email protected]