Curto-circuito e verificação de equipamento
Níveis de defeito IEC 60909, graduação por nó e verificações de suportabilidade
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Os cálculos desta coluna correm no motor real a partir do «esquema do seu projeto»; ainda não existe nenhum, por isso os botões de cálculo não são mostrados agora — não estão avariados. Comece por uma das vias abaixo; a mais rápida é o esquema de exemplo (um clique, parâmetros reais).
Entrada de 10 kV (200 MVA de curto-circuito) → transformador de 1250 kVA (Dyn11) → quadro geral de BT → barramento → 5 saídas e um ramal ATS de incêndio/emergência. Carga calculada 1000 kW, cosφ 0,85, fator de potência alvo 0,95.
Carregar o esquema de exemplo e começar a calcular →O esquema e os seus parâmetros são carregados no seu navegador; pode substituir os dados pelos seus a qualquer momento.
O modo calculadora calcula as poucas saídas que dependem somente dos parâmetros que você mesmo digita. Tudo o que realmente precisa do sistema completo (fluxo de carga de toda a rede, acoplamento com outros equipamentos) é mostrado como «precisa de esquema» e nenhum número é fornecido.
O modo calculadora ainda não está disponível para esta coluna — use um dos caminhos abaixo.
Nada é preenchido previamente e nada é inventado: deixe um campo obrigatório vazio e a área de resultados diz «indisponível».
No atelier: coloque equipamentos, ligue-os e escolha modelos — isso passa a ser o esquema do seu projeto (desenhos / BOM / relatório exportáveis).
Abrir o atelier →Use o balão de conversa no canto inferior direito, ou Contacte-nos — adaptamos o exemplo aos parâmetros do seu local.
Nota: cada número vem do motor. Sem esquema, aqui não se inventa nada.
Definições, unidades e porque o número é importante para a seleção e o orçamento. Pesquisável, agrupado por tópico, recolhido por predefinição.
Cada marca ? nesta página abre a mesma explicação no local — sem mudar de página.
15 termo(s) apresentado(s) de 15
Corrente de curto-circuito simétrica inicial no ponto de defeito (IEC 60909-0): a corrente eficaz que a rede impõe num defeito trifásico franco, com a fonte de tensão substituída pelo equivalente c·Un/√3.
Porque é importante: É o valor com que todas as características dos dispositivos são comparadas — Icw, capacidade de interrupção e verificação térmica dos cabos são todas avaliadas em relação a Ik. Subestime Ik e o quadro que cota será destruído no primeiro defeito; sobrestime-o e o cliente paga por quadro de manobra de que não necessita.
Corrente de curto-circuito monofásico à terra (IEC 60909-0), calculada a partir da impedância homopolar Z0, além de Z1 e Z2.
Porque é importante: Dimensiona a proteção de falta à terra e a resistência nominal do caminho do neutro / de aterramento. Dependendo do grupo vetorial do transformador e do esquema de aterramento, Ik1 pode ser menor ou maior do que o Ik trifásico, pelo que nunca deve ser assumido igual a este.
Corrente de curto-circuito de pico ip = κ·√2·I″k (IEC 60909-0): o valor instantâneo mais elevado da corrente de falta, atingido cerca de meio ciclo após o início.
Porque é importante: É o valor que gera o esforço eletrodinâmico nas barras coletoras, nas abraçadeiras dos cabos e nos terminais dos aparelhos. Compare-o com a resistência de pico nominal Ipk — indicar apenas Ik deixa a resistência mecânica do quadro de manobra por verificar.
Fator de pico κ = ip / (√2·I″k): o rácio entre o primeiro pico e o valor eficaz, calculado na IEC 60909-0 a partir do rácio R/X da impedância equivalente.
Porque é importante: É o que converte uma corrente de curto-circuito numa força mecânica. Uma rede indutiva (cabos de BT, transformadores) empurra κ para 2,0 e aumenta a força de pico, razão pela qual ip não pode ser derivado apenas de Ik.
Rácio entre a reatância equivalente e a resistência equivalente vistas do ponto de defeito (IEC 60909-0).
Porque é importante: Fixa duas coisas ao mesmo tempo: o fator de pico κ (logo ip) e a taxa de decaimento da componente DC. Um X/R elevado (alimentadores BT indutivos, fontes geradoras) origina simultaneamente um pico mais elevado e um transitório DC mais longo, que o disjuntor tem de interromper.
Fator de tensão c para o cálculo de curto-circuito (IEC 60909-0 Tabela 1): o rácio entre a tensão assumida no local da falta e a tensão nominal — c > 1 para correntes máximas, c < 1 para correntes mínimas (para BT: 1,05 / 0,95; para MT/AT: 1,10 / 1,00).
Porque é importante: É a margem de segurança explícita do cálculo. O fator de corrente máxima determina as características nominais dos dispositivos que indica; o fator de corrente mínima determina a sensibilidade da proteção. Utilizar o fator errado desloca Ik em vários por cento de uma forma que é invisível no relatório, a menos que o fator seja impresso.
Componente aperiódica (CC) da corrente de curto-circuito, i_dc = √2·I″k·e^(−ωt·R/X) (IEC 60909-0): o desvio decrescente que se sobrepõe à componente simétrica.
Porque é importante: É a corrente adicional que o disjuntor tem de interromper no momento da separação dos contactos, e é a razão pela qual a capacidade de interrupção necessária é superior a I″k para defeitos rápidos (próximos do gerador). Numa cotação aparece como a capacidade de interrupção nominal nessa % de componente CC.
Tempo de eliminação da proteção: o tempo total desde o início do defeito até à extinção do arco — deteção pelo relé + atraso intencional + tempo de operação do disjuntor.
Porque é importante: Num estudo de arco elétrico, a energia incidente é quase proporcional ao tempo de eliminação, e a categoria de EPI é selecionada a partir dele. Reduzir o tempo de eliminação para metade normalmente reduz a energia para metade e pode baixar o EPI exigido em um nível — o que é um item direto de custo operacional.
Potência aparente de curto-circuito da rede a montante no ponto de ligação, Ssc = √3·Un·I″k, ou a impedância equivalente da fonte a montante.
Porque é importante: É o único dado de entrada que indica quão "rígida" é a rede. Sem ele, nenhum valor de corrente de curto-circuito pode ser calculado, pelo que tem de ser solicitado à concessionária (ou retirado de uma premissa declarada) antes de qualquer quadro de manobra poder ser orçamentado.
Corrente nominal de curta duração admissível: a corrente eficaz que um conjunto de quadro de manobra pode suportar durante um curto tempo declarado (habitualmente 1 s ou 3 s) sem danos (IEC 61439-1 / IEC 62271-1).
Porque é importante: É o critério de aceitação do painel: a regra de projeto é Icw ≥ Ik no mesmo ponto. Um painel oferecido com Icw inferior ao Ik calculado simplesmente não pode ser utilizado, qualquer que seja o preço.
Corrente de resistência de pico nominal: a corrente de pico que o conjunto e as suas barras coletoras suportam sem deformação (IEC 61439-1). A norma relaciona Ipk com Icw através de um multiplicador que depende da corrente de curta duração nominal — utilize o valor da tabela da norma, não uma estimativa.
Porque é importante: É a contrapartida dinâmica de Icw e deve ser ≥ ip. Uma vez que os dois são indicados em conjunto e são fáceis de confundir, uma cotação que apresente apenas um deles está incompleta.
Duas classificações de resistência diferentes do mesmo quadro. Icw é uma classificação TÉRMICA: a corrente eficaz que o conjunto suporta durante 1 s (ou 3 s) sem sobreaquecimento. Ipk é uma classificação MECÂNICA: a corrente de pico que as barras e os apoios suportam sem se deformarem.
Porque é importante: São comparados com duas grandezas calculadas diferentes — Icw com Ik, Ipk com ip. Comparar Icw com ip (ou Ipk com Ik) é um erro frequente e dispendioso: ou sobredimensiona o quadro ou deixa-o subdimensionado.
Tensão de impedância de curto-circuito de um transformador: a tensão primária, em percentagem da tensão nominal, que impõe a corrente nominal através do enrolamento secundário em curto-circuito (IEC 60076-1).
Porque é importante: Fixa o nível de defeito em BT (aproximadamente I″k ≈ In / uk) e, ao mesmo tempo, a queda de tensão em carga. Trata-se de um verdadeiro compromisso de cotação: um uk maior reduz o nível de defeito (quadro de manobra a jusante mais barato), mas aumenta a queda de tensão e as perdas. Cote sempre o uk em conjunto com a potência do transformador.
Valor por unidade: uma grandeza expressa como fração de um valor de base escolhido (1,00 pu = tensão nominal ou potência nominal), a linguagem padrão dos estudos de sistemas de potência.
Porque é importante: Permite comparar um quadro de BT de 0,4 kV e uma rede de 110 kV num único eixo e num único gráfico. A tensão de 0,95–1,05 pu é a banda de aceitação habitual, pelo que qualquer valor por unidade num relatório pode ser lido diretamente face ao critério.
Desequilíbrio de tensão: o afastamento de um conjunto de tensões trifásicas da simetria, expresso como o rácio da componente de sequência negativa (ou de sequência homopolar) em relação à componente de sequência positiva.
Porque é importante: Os motores e os conversores sofrem desclassificação e sobreaquecimento com alimentação desequilibrada — os limites são fixados por norma ou pelo fabricante da máquina (para referência: a IEC 61000-2-2 indica 2 % para redes de BT), pelo que o limite aplicável deve ser indicado. Reduzi-lo significa normalmente redistribuir as cargas monofásicas ou redimensionar o neutro.
Perguntas frequentes
- O que esta calculadora pode fazer?
- Informe as condições externas (Ssc e X/R), a potência Sn e a impedância uk do transformador, o comprimento, a seção e o material de cada trecho desde a fonte até o ponto de falta, a capacidade dos motores (maior motor e total de motores), o tipo de falta e o tempo de eliminação. A página executa o estudo de curto-circuito conforme a IEC 60909 do esquema — método da fonte de tensão equivalente, motor engines/shortcircuit-60909.js — e converte o resultado por nó em vereditos de seleção para quatro tipos de falta (trifásica, bifásica, bifásica-terra e monofásica-terra) tanto no lado de MT quanto no lado de BT. Usos típicos: fixar a corrente nominal de curta duração e a capacidade de interrupção para encomenda, encontrar a seção mínima de cabo que suporta o esforço térmico até a proteção atuar e verificar se os ajustes de proteção ainda permanecem seletivos. Dados ausentes são mostrados como ausentes, nunca como zero.
- Como a impedância da rede é construída?
- Z_Q vem da potência de curto-circuito externa Ssc com a relação X/R decomposta em R e X, depois refletida para o lado de BT através da potência Sn e da impedância uk do transformador, e os trechos no caminho até o ponto de falta somam sua própria impedância a partir do comprimento, da seção e do material. A contribuição dos motores (maior motor e total de motores) é incluída, o que faz o valor diferir de uma estimativa simples apenas com o transformador.
- O que os quatro tipos de falta alteram?
- Alteram tanto a magnitude quanto qual decisão de seleção é vinculante: a falta trifásica define o esforço de interrupção no painel de manobra, os casos bifásicos fornecem a comparação exigida pelas normas, e o caso monofásico-terra é o que dimensiona a proteção de falta à terra e o caminho de neutro. A tabela por nó é o que permite rastrear cada veredito até o caso de falta que o produziu.