Calculo de malha de terra

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1.0 – INTRODUÇÃO

O objetivo deste estudo é definir a malha de aterramento a ser implantada na subestação de 500 kV.

Malhas de aterramento são constituídas por uma rede de eletrodos enterrados e por condutores de interligação desta rede com os elementos a serem aterrados, e tem por objetivo:

• Prover a instalação de um meio de escoamento de correntes elétricas para o solo, quandoda ocorrência de faltas para a terra na rede de energia ou de descargas atmosféricas;
• Estabelecer um referencial de baixa impedância para a terra, tendo em vista a descarga de cargas estáticas e a operação de equipamentos eletrônicos e de dispositivos de proteção;
• Garantir a segurança humana quando da ocorrência de faltas para a terra ou de falhas de isolamento na rede deenergia.


As seguintes considerações devem ser feitas no dimensionamento de malhas de aterramento:

• O dimensionamento da malha para projeto, aí se incluindo a bitola do condutor, a configuração do reticulado e a profundidade da malha;
• Os critérios de segurança estabelecidos, considerando faltas para a terra, e os resultados das simulações realizadas, onde sedestacam a resistência de aterramento da malha, a fração de corrente de falta dissipada pela malha para o solo, os perfis de potencial na superfície do solo, e os potencias de passo e toque máximos previstos.

A interação malha/solo determina a resistência de aterramento da malha, que é função da geometria da malha, de estruturas metálicas eventualmente enterradas no solo dentro de sua área deinfluência, e da estratificação do solo na região onde a mesma se encontra.

O processo de dissipação no solo de uma parcela da corrente de falta fase-terra resultará em gradientes de potencial no solo, que devem ser controlados para que não dêem origem a potenciais de passo e toque perigosos.

Tem-se, portanto, que o conhecimento do desempenho da malha de aterramento, considerando a magnitude dafração da corrente de falta dissipada pela mesma para o solo, vem a ser um parâmetro fundamental para a avaliação do seu dimensionamento, tendo em vista o compromisso custo x segurança de pessoas e equipamentos.

2.0 – METODOLOGIA

Serão calculados neste relatório, entre outros:

• Modelo equivalente do solo uniforme;
• Máximos potenciais de toque e passo permitidos;
•Corrente de falta à terra;
• Seção dos cabos e hastes da malha;
• Dimensões da malha;
• Gradientes de potencial na subestação.

O dimensionamento será realizado com o auxílio do software CymGrd 6.3 Rev. 7 for Windows, desenvolvido pela Cyme International Inc. especificamente para este fim.

Demais cálculos auxiliares seguirão a metodologia contida na ANSI/IEEE Std 80-2000: “IEEEGuide for Safety in AC Substation Grounding”.

3.0 – REFERÊNCIAS E SOFTWARES

• NBR-7117 – Medição da Resistividade do Solo pelo Método dos Quatro Pontos (Wenner) – Procedimento;
• IEEE-Std 80 - 2000 – Guide for Safety in AC Substation Grounding;
• Aterramento Elétrico - Geraldo Kindermann e Jorge Mario Campagnolo;
• IEEE-Std 81 – Guide Measuring Earth Resistivity, GroundImpedance and Earth Potential of a Ground System;
• CymGrd 6.3 Rev. 7 for Windows.

4.0 – DESCRIÇÃO DO SISTEMA ELÉTRICO

A Subestação é alimentada por varias linhas de 500 kV, 220 kV e 66 kV.

5.0 – CÁLCULO DOS PARÂMETROS DO SOLO

Resistividade do solo:

ρ: 400 Ω.m

Resistividade da capa superficial com uma camada de brita de 10 cm:

ρs: 3000 Ω.m

6.0 –DIMENSIONAMENTO DA MALHA DE TERRA

6.1 – Corrente de Curto Circuito

Os níveis de curto-circuito.

|I1(T = 50 kA |
|[pic] |

6.2 – Impedância do Circuito de Neutro das Linhas de Transmissão

O cabo guarda da linha de transmissão que chega à subestação deverá ser aterrado à malha, sendo interligado a todas as torres do circuito....
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