A operação de sistemas industriais é diretamente impactada pela condição de aterramento do neutro do transformador. Existem basicamente algumas topologias para se realizar o aterramento da estrela, sendo as mais comuns:
- Solidamente Aterrado
- Aterrado por Resistência de Baixo Valor Ôhmico (RBV)
- Aterrado por Resistência de Alto Valor Ôhmico (RAV)
- Aterrado por Bobina de Peterson
No artigo de hoje vamos comentar como dimensionar um RBV para uma instalação de média tensão.
Resistência de Baixo Valor Ôhmico (RBV)
Essa topologia é bastante utilizada em sistemas industriais para limitar a corrente de curto-circuito fase-terra do sistema. A utilização dessa topologia traz diversas vantagens, nas quais podemos destacar:
- Redução do Valor de curto-circuito;
- Redução das Sobretensões Transitórias nas fases sãs;
- Redução das Tensões de Toque e Passo na Malha de Aterramento;
Foi constatado que a sobretensão transitória que aparece em um sistema com neutro isolado, está associada com a corrente que circula pelas capacitâncias internas dos equipamentos presentes na instalação. Sendo assim, o dimensionamento do resistor de aterramento deve ser feito de tal forma que a corrente do resistor seja maior que essas correntes capacitivas no momento da falta. Mas como mensurar essa corrente? Quais equipamentos contribuem significativamente para o aumento dessa capacitância do sistema? É isso que vamos ver a seguir.
Dimensionamento do RVB
Como foi dito, o dimensionamento da resistência está relacionado a capacitância presente na instalação. Sendo assim deve-se realizar um levantamento de todos os equipamentos que possuem capacitância significativa para o cálculo, que são:
– Cabos de Média Tensão
– Motores de Indução
– Bancos de Capacitores
– Geradores
– Transformadores
Dentre todos envolvidos citados acimas, pode-se dizer que aqueles que mais contribuem para o aumento da capacitância do sistema são os cabos de média tensão e os bancos de capacitores. O valor significativo da capacitância dos cabos de média isolados está associado com as blindagens presentes nesse tipo de condutor, diferentemente dos cabos de baixa tensão, onde esse valor não é significativo. Os cabos nus também devem ter seu valor de capacitância em relação ao solo calculado de forma adequada.
Depois que levantar todos os equipamentos mencionados acima, deve-se seguir um passo a passo de cálculo para chegar num valor de corrente capacitiva, conforme mostrado a seguir:
1) Calcular ou pegar a informação da capacitância de cada equipamento listado anteriormente: Deve-se calcular o valor de capacitância (C) de cada equipamento listado.
2) Calcular com base na soma da capacitância obtida, o valor de Xc. Lembrando que Xc é calculado da seguinte forma:
3) Depois que obter o valor do Xc equivalente resultado da soma da reatância de todos os equipamentos considerados, deve-se obter o valor de Ic, utilizando a seguinte fórmula:
Onde Vn é a tensão fase-neutro do sistema.
4) Após obter a corrente capacitiva presente no sistema no momento de uma falta monofásica, devemos multiplica-la por 3, obtendo assim 3Ic.
5) O resistor a ser escolhido, deverá ter uma corrente igual ou maior que a corrente 3Ic encontrada anteriormente. Daqui você achará o menor valor de RBV que pode ser aplicado para aterrar o neutro do seu transformador.
No caso dos resistores de baixo valor ohmico aplicado em média tensão, existe alguns valores comerciais padronizados de resitores, como por exemplo 100A,150A,200A, 400A. etc. Normalmente esses resistores são fabricados para limitação da corrente por um tempo de até 10s.
Conclusão
A utilização de resistor de aterramento de baixo valor ohmico (RBV) traz diversas vantagens para proteção contra faltas a terra. Esse equipamento deve ser dimensionado com base na corrente capacitiva total calculada e quando utilizado ajuda na redução de estresses elétricos, mecânicos e térmicos o que dimunui os risco de danos a equipamentos causado por faltas monofásicas.
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Um abraço e até a próxima,
Equipe Mesh Engenharia
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