Estudo de Seletividade e Coordenação da Proteção

O que o estudo de seletividade responde

Quando acontece um curto-circuito num painel de andar, quem deve abrir é o disjuntor daquele painel. Se abre o disjuntor geral, ou o relé da cabine primária, o prédio ou a fábrica inteira fica sem energia por causa de uma falta que poderia ter derrubado um só circuito. É isso que o estudo de coordenação e seletividade evita.

O estudo responde a três perguntas, nesta ordem: qual é a corrente de curto em cada ponto da instalação, que ajuste cada relé e cada disjuntor deve ter, e se as curvas tempo-corrente de proteções em série mantêm uma margem de tempo entre si em toda a faixa de corrente em que as duas atuam.

Exemplo: o mesmo sistema, antes e depois do estudo

No quadro da esquerda, o relé da cabine está com o multiplicador de tempo em 0,15. Para um curto de 25,7 kA no quadro geral, ele atua em 0,12 s, antes dos 0,20 s do disjuntor geral. Resultado: uma falta na baixa tensão abre a proteção da média tensão e desliga tudo o que está ligado ao transformador. É um ajuste comum em cabines comissionadas sem estudo, porque "rápido" parece mais seguro.

No quadro da direita, depois do estudo, o multiplicador passa a 0,8. O relé atua em 0,66 s nessa corrente, com margem de 0,46 s sobre o disjuntor geral, e as três curvas não se cruzam. O disjuntor do alimentador abre primeiro, o geral fica como retaguarda e o relé da cabine só atua se os dois falharem ou se a falta for na própria média tensão.

Os tipos de seletividade

Tipo	Como funciona	Onde se usa
Amperimétrica	A proteção de montante tem ajuste de corrente acima do curto máximo no ponto de jusante.	Circuitos com cabos longos ou transformador entre as proteções.
Cronológica	As proteções enxergam a mesma corrente e se diferenciam pelo tempo.	Relés em cascata na média tensão e disjuntores com unidade de tempo curto.
Lógica (intertravamento por zona)	O disjuntor de jusante que vê a falta manda um sinal de bloqueio ao de montante, que só atrasa se receber o sinal.	Quadros gerais grandes, onde o atraso aumentaria demais a energia de arco.
Energética	O disjuntor de jusante limita a corrente tão rápido que a energia não chega para disparar o de montante.	Disjuntores limitadores em baixa tensão, com tabela do fabricante.

A margem entre duas curvas em cascata costuma ficar entre 0,2 s e 0,4 s, como descreve a IEEE 242, conforme o tipo de relé e o tempo de abertura do disjuntor. Entre disjuntores de baixa tensão, o estudo confere as tabelas de seletividade do fabricante, que dizem até que corrente o par é seletivo.

Quando o estudo é exigido ou necessário

• Cabine primária na área da Enel SP. A ET 0004 pede o memorial de ajuste da proteção geral com o estudo de coordenação com a proteção da Enel (item 7.16 f), também em reforma e ampliação. Veja o estudo de proteção para a Enel.
• Troca ou aumento do transformador. A corrente de curto muda, e os ajustes antigos deixam de valer.
• Desligamentos gerais sem explicação. Quando uma falta pequena derruba a cabine, quase sempre há curvas cruzadas.
• Gerador, usina solar ou baterias. Uma fonte nova muda o sentido e o valor das correntes de falta. Usinas acima de 75 kW pedem estudo próprio na Enel (estudo de proteção de minigeração).
• Nova NR-10, a partir de 1º de junho de 2027. O estudo de energia incidente usa os tempos de atuação que saem da coordenação. Sem coordenação, o tempo do cálculo de arco é chute.

Seletividade e arco elétrico precisam ser estudados juntos

Há um conflito real entre as duas coisas. Para ser seletivo, o disjuntor geral espera os disjuntores de jusante abrirem; enquanto espera, um arco no barramento do quadro geral continua queimando. Como a energia incidente cresce quase na proporção do tempo, um ajuste de 0,4 s no tempo curto pode dobrar a vestimenta exigida em relação a 0,2 s.

O estudo resolve o conflito com ferramentas conhecidas: seletividade lógica entre o disjuntor geral e os de saída, um ajuste de manutenção que o eletricista liga antes de intervir no quadro, ou um relé de proteção contra arco, que atua por luz e corrente em poucos milissegundos sem mexer na coordenação. A escolha aparece no relatório com a energia incidente de cada alternativa. Veja o estudo de arco elétrico e energia incidente.

Como a IFELL faz o estudo

1. Levantamento de campo. Dados de placa de transformadores, disjuntores, relés, fusíveis e cabos, ajustes atuais lidos nos equipamentos e conferência do unifilar.
2. Curto-circuito. Correntes máximas e mínimas em cada barra, a partir do nível de curto informado pela concessionária (estudo de curto-circuito).
3. Coordenograma no PTW. Curvas de todos os dispositivos no módulo CAPTOR, trecho por trecho, da proteção da concessionária até o maior circuito terminal.
4. Ajustes. Tabela com cada função de cada relé (50, 51, 50N, 51N, 27, 59, 67 quando houver) e cada disjuntor (longo, curto e instantâneo), pronta para quem vai parametrizar.
5. Relatório e ART. Premissas, resultados, pontos sem seletividade e o que fazer com cada um, em português.

O que o cliente recebe

• Unifilar atualizado com o que foi encontrado em campo.
• Correntes de curto máximas e mínimas por barra.
• Coordenogramas por trecho, com as margens de tempo indicadas.
• Tabela de ajustes por dispositivo, com o ajuste atual e o recomendado lado a lado.
• Lista de equipamentos que precisam de troca, quando um disjuntor não permite a seletividade.
• ART do estudo e, se pedido, a parametrização e o ensaio dos relés com mala de teste (parametrização de relés).

Casos

Club Athletico Paulistano (São Paulo). No retrofit de uma cabine de 1.500 kVA, com troca de disjuntores a óleo e relés eletromecânicos e um quadro geral novo de 4.000 A, o estudo definiu os ajustes dos relés digitais da média tensão e dos disjuntores eletrônicos da baixa, para que nenhuma falta num dos mais de 50 circuitos desligue o clube.

LANXESS (Jarinu, SP). O estudo encontrou conflitos de seletividade entre disjuntores fixos e uma zona de energia incidente extrema, de 353,7 cal/cm², no primário do transformador T1, numa instalação com gerador de 289,8 kW. Outros casos em obras e projetos.

Quem assina o estudo

Os estudos da IFELL são feitos e assinados pelo Eng. Raphael Olivati Modesto, engenheiro eletricista registrado no CREA-SP sob o nº 5069031027 e responsável técnico da empresa, com ART em todos os trabalhos. O modelo é montado no PTW, da SKM, com licença original em nome da IFELL, e o relatório é entregue em português.

Perguntas Frequentes