Calculos de Curtos-circuitos em Sistema de Distribuição

Calculos de Curtos-circuitos em Sistema de Distribuição

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Universidade Estadual de Campinas

Faculdade de Engenharia El etrica e de Computa c~ao Departamento de Sistemas de Energia El etrica

C alculos de Curtos-circuitos em Sistema de Distribui c~ao Interligado com um Co-gerador

Prof. Fujio Sato Campinas, julho de 2006

1.1 Preparac~ao dos dados1
1.1.1 Equivalente da fonte1
1.1.2 Linhas de transmiss~ao/distribuic~ao2
1.1.3 Transformadores2
1.2 Calculos das impedancias em valores porcentuais2
1.2.1 Equivalente da fonte2
1.2.2 Linha de transmiss~ao - LT3
1.2.3 Transfomador de potencia - TR14
1.2.4 Linha de distribuic~ao - LD4
1.2.5 Transfomador de interligac~ao - TR24
1.2.6 Gerador - GER5
1.3 Calculos de curtos-circuitos num sistema-exemplo5
1.3.1 Curto-circuito trifasico5
1.3.2 Curto-circuito bifasico7
1.3.3 Curto-circuito monofasico (fase-terra)9
1 Diagrama uni lar de um sistema com cogerador3
2 Diagrama uni lar de sequencia positiva em %5
3 Diagrama uni lar de sequencia zero em %5
bifasico na barra A8

Lista de Figuras 4 Liga c~ao da rede de seq uencia positiva para curto-circuito trif asico na barra A 6 5 Liga c~ao das redes de seq uencias positiva e negativa para curto-circuito 6 Liga c~oes das redes de seq uencias para curto-circuito monof asico na barra A 10

1 An alises de curtos-circuitos

A seguir s~ao mostrados, de forma detalhada, os c alculos de curtos-circuitos num sistema com cogerador no lado de m edia tens~ao.

1.1 Prepara c~ao dos dados

Os dados fornecidos devem ser convertidos em valor porcentual (valor pu x 100%), tomando- se uma potencia base SB conveniente. Voce pode escolher este valor, mas no sistema de potencia adota-se SB = 100 MVA. A impedancia porcentual e calculada pela equa c~ao (1):

A impedancia base e calculada pela equa c~ao (2)

Sendo

VB em kV SB em MVA

1.1.1 Equivalente da fonte

Este dado deve ser fornecido pela empresa concession aria referido ao ponto de entrega. Existem tres maneiras deles fornecerem:

1. Correntes de curtos-circuitos em A. 2. Impedancias em . 3. Potencias de curtos-circuitos em MVA.

Obs.: Estes valores devem ser fornecidos nas formas retangular ou polar, conforme se segue: Forma retangular:

A = Ar + jAr (3) Forma polar:

Transforma c~ao da corrente em impedancia Para esta transforma c~ao aplicam-se as equa c~oes (5) e (6), respectivamente para a seq uencia positiva e seq uencia zero:

p 3Vl

Para transformar estas impedancias em valores porcentuais aplica-se a equa c~ao (1), ou seja:

Por motivos obvios, quando os dados fornecidos forem em impedancias basta transform a-las em valores porcentuais aplicando-se a equa c~ao (1).

Transforma c~ao da potencia de curto-circuito em impedancia Para esta transforma c~ao utilizam-se as equa c~oes (9) e (10), respectivamente para a seq uencia positiva e seq uencia zero.:

S 3fcc

S 1fcc

S 3fcc

1.1.2 Linhas de transmiss~ao/distribui c~ao

Geralmente estes valores s~ao fornecidos em /km. Assim sendo, as equa c~oes (1) e (12) s~ao utilizadas, respectivamente para a seq uencia positiva e seq uencia zero.:

Z+ =kmkm

Z0 =kmkm

Os fabricantes fornecem a impedancia porcentual, que e determinada a partir dos valores nominais do transformador. Assim sendo ela precisa passar por uma mudan ca de base, conforme a equa c~ao (13):

1.2 C alculos das impedancias em valores porcentuais Os c alculos ser~ao baseados no sistema-exemplo da Figura 1:

138 kV

10 km LT

TR2Curto−circuito monofásico = 4.109 MVA −80 z+ = 0,1902 + j0,4808 ohm/km zo = 0,4414 + j1,7452 ohm/km

138,0/1,95 kV − 15 MVA − j8,68 % z+ = 0,1903 + j0,3922 ohm/km zo = 0,4359 + j1,8540 ohm/km

1,95/1,95 kV − 2,5 MVA − j5,0 %

LT TR1 C#3

GER TR2

Curto−circuito trifásico = 4.808 MVA −80o o

TR1

1,95 kV E

C#3 C#2

C#1

Sb = 100 MVA138 kV 1,95 kV

1,95 kV − 10,0 MVA − xd’ = j20,0 %

EQ Sistema

Figura 1: Diagrama uni lar de um sistema com cogerador

1.2.1 Equivalente da fonte

Aplicando-se as equa c~oes (9) e (10) tem-se respectivamente as impedancias das sequencias positiva e zero:

tendo como resultado, na forma polar,

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