16 setembro 2009

Estudo de Seletividade - Grupos Geradores

Estudo de Seletividade é a eliminação imediata de uma falha de curto-circuito em todos os níveis de corrente de falha pelo dispositivo de sobrecorrente (disjuntores) no lado de linha da falha e somente por esse dispositivo. “A eliminação incômoda” de uma falha por dispositivos de sobrecorrente após o dispositivo mais próximo à falha causa a interrupção desnecessária de ramificações sem falha no sistema de distribuição e pode causar a partida desnecessária do sistema de emergência (Grupo Gerador). As falhas de energia elétrica incluem falhas externas, tais como corte total ou parcial da energia da concessionária e falhas internas dentro no sistema de distribuição de um edifício, tais como uma falha de curto-circuito ou sobrecarga que faz com que um dispositivo de proteção contra corrente excessiva abra o circuito. Como os sistemas de emergência e standby destinam-se a manter a energia para certas cargas críticas, o sistema de distribuição elétrica deve ser projetado para maximizar a continuidade da energia na eventualidade de uma falha dentro do sistema. Portanto, o sistema de proteção contra sobrecorrente deverá ser coordenado seletivamente (Estudo de Seletividade).
A proteção contra sobrecorrente para o equipamento e os condutores que fazem parte do sistema de energia de emergência ou standby, inclusive o grupo gerador local, deverão atender as normas elétricas aplicáveis. Contudo, em aplicações onde o grupo gerador de emergência alimenta cargas críticas para a segurança à vida, como em hospitais ou grandes edifícios, deve ser dada maior prioridade à manutenção da continuidade da energia do que à proteção do sistema de emergência. Por exemplo, seria mais apropriado apenas uma indicação de alarme de sobrecarga ou de falha de terra do que abrir um disjuntor para proteger o equipamento se o resultado fosse a perda da energia de emergência para cargas críticas de segurança à vida.

Para fins de coordenação, a corrente de curto-circuito disponível nos primeiros ciclos de um grupo gerador é importante. Ela independe do sistema de excitação e depende somente das características magnéticas e elétricas do gerador. A corrente máxima no primeiro ciclo trifásico de curto-circuito simétrico (Isc) disponível de um gerador em seus terminais é:

Ou, considerando-se uma unidade:

ECA é a voltagem do circuito aberto e X”d é a reatância subtransiente direta por unidade do eixo do gerador. O valor X”d para um grupo gerador típico de mercado fornecerá 8 a12 vezes sua corrente nominal em uma falha trifásica, independentemente do tipo de sistema de excitação. (Consulte as especificações do grupo gerador e os dados do alternador para obter os valores de X”d). As reatâncias do gerador são indicadas por unidade para a classificação básica específica de um alternador. Todavia, os grupos geradores possuem várias classificações básicas. Conseqüentemente, para converter reatâncias em unidades a partir de um alternador básico para o grupo gerador básico, utilize a seguinte fórmula:


Exemplo de Cálculo: Calcule X”d (reatância subtransiente do alternador) para o grupo gerador a diesel classificado para 288 kVA em 277/480 VCA. A folha de dados deste grupo gerador indica que X”d = 0,13 para o alternador no ponto de classificação de plena carga de 499 kVA e 277/480 VCA (125º C de elevação de temperatura). Substituindo-se estes valores na equação anterior:
 
Recomendações sobre a Localização do Equipamento: Para um estudo de seletividade, recomenda-se que as chaves de transferência estejam localizados no lado de carga do dispositivo de sobrecorrente do circuito de ramificação, onde for possível no lado da linha de um painel de comando do circuito de ramificação. Com a chave de transferência no lado da carga do dispositivo de sobrecorrente do circuito de ramificação, as falhas no lado da carga da chave de transferência não resultarão na transferência das ramificações sem falha do sistema de emergência para o gerador juntamente com a ramificação com falha.
Esta recomendação é consistente com as recomendações de confiabilidade geral para a instalação de chaves de transferência o mais próximo possível do equipamento de carga, e para dividir as cargas do sistema de emergência nos menores circuitos possíveis utilizando-se várias chaves de transferência.
Uma segunda recomendação é usar um gerador de sustentação (excitação PMG) para liberar positivamente os disjuntores de ramificação de carcaça moldada. Um gerador de sustentação pode oferecer uma vantagem na liberação dos disjuntores de carcaça moldada de mesma classificação de corrente, porém características de tempo corrente diferentes.

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