Cálculo de. curto-circuito monofásico. (emprego de circuitos de sequência) (revisão em 2016)

Transcrição

1 Universidade Federal de Goiás Escola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação Cálculo de curto-circuito monofásico (emprego de circuitos de sequência) (revisão em 216) Por: Prof. Dr. ntônio César Baleeiro lves

2 Formulação do problema: gerador e linha Sejam um gerador e uma linha de transmissão. Ocorre um curto-circuito em uma das fases da linha e a corrente flui através de uma resistência de falta, R f. Obtenha a corrente de curto-circuito conhecendo-se os parâmetros do gerador e da linha. Curto-circuito na fase

3 Circuitos de componentes de fase: gerador e linha

4 a a a a Primeiramente deve-se impor às equações as condições do curto-circuito que está sob análise: f C B R V R V R V f f Falta monofásica Obtenção dos circuitos de componentes de sequência

5 Obtenção dos circuitos de componentes de sequência O fato das componentes de sequência da corrente serem iguais, quer dizer que os circuitos de sequência positiva, negativa e zero podem ser interligados em série.

6 Circuito de componentes de sequência Circuitos de sequência positiva, negativa e zero interligados em série para cálculo da corrente de curto-circuito fase-terra através de R f : z Î ˆ pré falta V z Î R f z Î z n

7 Circuito de componentes de sequência Circuitos de sequência positiva, negativa e zero interligados em série para cálculo da corrente de curto-circuito fase-terra através de R f : z Î z Î z n z Î R f ˆ pré falta V

8 Cálculo da corrente de sequência de curto-circuito Com base no circuito de sequências, extrai-se a corrente de sequência positiva: ˆ z z Vˆ z pré falta zn R f Mas, ˆ ˆ Então, a corrente de curto-circuito é: ˆ ˆ ˆ z z Vˆ z pré falta zn R f ˆ V ˆ z pré falta eq

9 Caso em que os dados são na forma de Potências de Curto-circuito Dada a Potência de Curto-circuito de seq. + numa barra k em MV, proceda assim: S cc Vll cc ˆ ˆ p. u. cc 1 z z 1 p. u. * S cc S p. u. p. u. cc S Dada a Potência de Curto-circuito de seq. numa barra k em MV, proceda assim: S S cc BSE S cc1 Vll cc 1 ˆ ˆ p. u. cc1 1 z eq z eq p. u. S * cc1 S p. u. cc1 S S cc1 BSE z z z z R eq zn f z S S BSE MV cc1 2S S BSE MV cc *

10 Exemplo de cálculo de curto-circuito a partir de dados de Potências de Curto-circuito: Exemplo numérico de cálculo de curto-circuito fase-terra, pág. 2

11 Exemplo 1: Cálculo de curto-circuito fase-terra Sejam um gerador, um transformador e uma linha de transmissão como mostra o diagrama. Suponha que o transformador é um banco de transformadores monofásicos. nalise as ocorrências de curtos-circuitos nas barras1, 2 e. Obtenha as correntes de curtos-circuitos conhecendo-se os parâmetros do gerador, do transformador e da linha. Z = 2 + j1% X d = 6Ω X n = Ω milhas Matriz impedância de fase [Z abc ] Conexão usual de GD à rede

12 Exemplo 1: Dados e obtenção de [Z 12 ] da linha de distribuição Configuração a fios matriz impedância de fase:,41 j1,41,95 j,8515,95 j,7266 [ Z abc ],95 j,8515,41 j1,41,95 j,782 / mi,95 j,7266,95 j,782,41 j1,41 zd pos j zd zero j /mile /mile Resultado extraído do arquivo EEE 4 bus Matriz impedância de seqüência:,59 + j, , j,6, j,167 [ Z 12 ], j,6,59 + j, , j,167 / mi, j,167, j,167, j2, Gera a matriz impedância de fase Vide programas em Scilab: calcula matrizes de sequencia.sce matrizes de sequencia.sce Entra com a matriz impedância de fase Phase Conductor: 6,4 26/7 GMR =.244 ft., Resistance =.6 Ω/mile, Diameter =.721 inch Neutral Conductor: 4/ 6/1 CSR GMR =.814 ft., Resistance =.592 Ω/mile, Diameter =.56 inch

13 Exemplo 1: Dados e obtenção de [Z 12 ] da linha de distribuição Configuração a fios matriz impedância de fase:,41 j1,41,95 j,8515,95 j,7266 [ Z abc ],95 j,8515,41 j1,41,95 j,782 / mi,95 j,7266,95 j,782,41 j1,41,412 j1,41,95 j,7866,95 j,7866 [ Zabc, sym ],95 j,7866,41 j1,41,95 j,7866 / mi,95 j,7866,95 j,7866,41 j1,41 zd pos j zd zero j /mile /mile Matriz impedância de seqüência: Obtido por uma média (Kersting). Resultado extraído do arquivo EEE 4 bus,59+ j, , + j,, + j, [ Z 12 ], + j,,59+ j, , + j, / mi, + j,, + j,,5918+ j2, Phase Conductor: 6,4 26/7 GMR =.244 ft., Resistance =.6 Ω/mile, Diameter =.721 inch Neutral Conductor: 4/ 6/1 CSR GMR =.814 ft., Resistance =.592 Ω/mile, Diameter =.56 inch

14 Exemplo 1: Solução corrente de cc na barra (1) Z j6 Barra (1) V j25, j27 22 j75, 65 Z j6 Z f mpedâncias em Ω referidas j6 do lado de 11kV. j j9 Z j15

15 Exemplo 1: Solução corrente de cc na barra (2) 11. Barra (1) Barra (2) j (,2 j,1),484 j2, 42 5 V j6,484 j2, 42 mpedâncias em Ω referidas do lado de 11kV. j9 j6,484 j2, 42 Circuito de sequência zero de transformador de núcleo envolvido.

16 Exemplo 1: Solução corrente de cc na barra () Barra (1) Barra (2) Barra () V ,8 j6 j9, 44 (,6 j,6272),918 j1, ,8 (,484 j2,42),762 j, 89 11,918 j1, 882 mpedâncias em Ω (,5919 j2,9855) 1,776 j8, 957 referidas do lado de 1,8kV.

17 Exemplo 2: falta monofásica e influência da conexão do trafo Sejam um gerador, um transformador e uma linha de transmissão como mostra o diagrama. Suponha que o transformador é um banco de transformadores monofásicos. nalise as ocorrências de curtos-circuitos nas barras 1, 2 e. Obtenha as correntes de curtos-circuitos conhecendo-se os parâmetros do gerador, do transformador e da linha. Determine também as tensões pós-falta. Os dados são os mesmos do Exemplo 1. Z = 2 + j1% X d = 6Ω X n = Ω milhas Matriz impedância de fase [Z abc ]

18 Exemplo 2: Solução corrente de cc na barra (1) Z j6 Barra (1) V j25, j27 22 j75, 65 Z j6 Z f Essa corrente independe da j6 conexão do transformador. j j9 Z j15 mpedâncias em Ω referidas do lado de 11kV.

19 Exemplo 2: Solução corrente de cc na barra (2) 1.8 Barra (1) Barra (2) V j9,44,762 j, ,95 85, 687 j18,886 (,762 j,89) 788,61 85, 687 j9,44,762 j, 89 j9,44 j14,165,762 j, 89 mpedâncias em Ω referidas do lado de 1,8kV.

20 Exemplo 2: Solução corrente de cc na barra () Barra (1) Barra (2) Barra () j9,44,762 j, 89,918 j1, V j9,44,762 j, 89,918 j1, 882 mpedâncias j9,44,762 j, 89 1,776 j8, 957 em Ω referidas j14,165 do lado de 1,8kV.

21 Exemplo 2: Solução corrente de cc na barra () ,428 82, 196 j18,886 (,762 j,89) 2 (,918 j1,882) 1,776 j8,957 55,284 82, 196