Medidas Corretivas. As medidas corriqueiras são: (i) para redução da potência de curto circuito trifásico ( Pcc3 3 V

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Leonor Vilanova Gorjão
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1 Medidas Corretivas Quando os estudos de curto-circuito, para uma dada configuração de sistema mostram que os níveis de defeito, quer sejam valores de sobretensão ou corrente, se situam acima dos valores máximos permissíveis, é necessário realizar medidas corretivas para reconduzir os níveis de defeitos a valores compatíveis com as características dos equipamentos instalados. As medidas corriqueiras são: (i) para redução da potência de curto circuito trifásico ( Pcc3 3 V I cc3 ) (ii) para redução da potência de curto circuitos fase-terra ( PccT 3 V I cc T ) (iii) para redução de sobretensão nas fases sãs. Redução da potência de curto circuito trifásico Não é tarefa simples, pois qualquer aumento de impedância na sequência positiva, irá refletir como um aumento de impedância também para a corrente de, assim opta-se por medidas tais como: - operação com determinadas linhas abertas (deteriora a confiabilidade, ação restrita a sistemas de subtransmisssão e distribuição). - operação com barramento seccionado, quando for possível (dificulta a distribuição das s). Exemplo: Uma subestação de transmissão em 38 kv alimenta um barramento de 3,8 kv através de três transformadores de MVA. A potência de curto-circuito trifásico no barramento de alta- tensão é de 0 MVA. Estudar medidas corretivas de tal forma que se mantenha o nível de defeito trifásico no barramento de distribuição não maior que 700 MVA. A reatância dos transformadores é de %. Adotar potência base 00 MVA. 38 kv 3,8 kv 0 Pcc3,8 5 Pcc3,8 Zeq 0, Zeq Pcc 00 MVA Zeq Xt 833 3,8 00 / 3 0, 00 0,04 / 3

2 Medidas Corretivas: Barramento Seccionado 38 kv 3,8 kv A solicitação mais severa será agora no barramento com os dois transformadores: Pcc 00 MVA Zeq Xt 65 3,8 00 / 0, 00 0,04 / Pcc 00 MVA Zeq Xt 0, ,8 00 0,04 Medidas Corretivas: Reator de barramento (caso a) 38 kv 3,8 kv X Os cálculos serão realizados supondo um curto no barramento central (ponto X)que é o ponto que drenará maior corrente de curto. O valor de Xreator será calculado com base na Potência de curto admissível. 700 Pcc3,8 7 ZeqX 0, ZeqX ZeqX ( Zeq Xeq) 0,43 Xeq 0,03 Xt Xreator Xeq // Xt 0,03 0,4 Xreator // 0,4 0,03 Xreator 0,09

3 Medidas Corretivas: Reator de barramento (caso b) 38 kv 3,8 kv X 700 Pcc3,8 7 ZeqX 0, ZeqX ZeqX ( Zeq Xeq) 0,43 Xeq 0,03 Xeq 0,4 Xt //( Xt Xreator ) 0,03 //(0,4 Xreator ) 0,03 Xreator 0,487 A reatância é duas vezes superior à impedância de um transformador, o que torna impraticável esta solução, devido à excessiva queda de tensão que resultaria no reator ao ser percorrido pela corrente de. Redução da potência de curto circuito fase-terra Medidas anteriores podem ser cogitadas, mas existem outras mais eficazes que não afetam a seqüência positiva e portanto não interferem na corrente normal de. Medidas usualmente utilizadas para redução do nível de falta monofásica: impedância de aterramento e reator no terciário de transformador. Impedância de aterramento A utilização de impedância de aterramento de neutro diminui os valores de sobretensão oriundos de curto fase-terra. No aterramento de geradores a resistência empregada é elevada, de modo a se conseguir uma corrente de defeito monofásico da ordem de.5 da corrente nominal. Para os transformadores, o aterramento por resistência é utilizado nas indústrias, cujo objetivo é obter uma substancial redução da corrente de defeito por razões de segurança pessoal. O aterramento sólido é o mais difundido para os transformadores.

4 Reator no terciário A interligação entre subsistemas de tensões diferentes é normalmente feita por transformadores cujos enrolamentos estão ligados em estrela com neutro solidamente aterrado. Para evitar a propagação pelo sistema da corrente de terceiro harmônico correspondente ao espectro do fluxo de magnetização, esses transformadores, em geral, possuem um enrolamento terciário ligado em triângulo, com a única finalidade de fornecer um caminho de baixa impedância para a circulação da corrente de terceiro harmônico. Além disso, o enrolamento em triângulo, inoperante para as correntes de seqüência positiva e negativa, por estar em vazio, é um caminho de baixa impedância para a corrente de sequência zero, resultando em uma ligação para a terra, cuja consequência é o aumento do nível de defeito fase-terra quer na barra primária quer na barra secundária. Se por necessidade ditada pelas características dos equipamentos, imser-se a redução dos níveis de defeito fase-terra em algum dos barramentos da interligação, uma possível alternativa é a utilização de um reator em série com o enrolamento terciário de forma a reduzir a contribuição deste enrolamento na corrente de seqüência zero de defeito. Para tanto, o reator de terciário entra em série com o enrolamento terciário no diagrama de seqüência zero. No sistema abaixo, quer-se verificar se a potência de curto-circuito fase-terra ( Sft = Sbase x Iccft) no barramento de 34,5 kv não ultrapassa o valor de 000 MVA. Em caso afirmativo, dimensionar a impedância de um reator de terciário que permita obter-se a redução citada, ou seja, uma potência de curto-circuito fase-terra igual a 000 MVA. Dados: Sbase MVA= 00 MVA - Potência de curto-circuito trifásico em 34,5 kv igual a 9 MVA. (Scctrifásico MVA =Sbase MVA / Zth ). - impedância equivalente de seqüência zero igual a j 0,5 (base 00 MVA) do sistema 34,5 kv. - impedância equivalente de seqüência zero igual a j 0,60 (base 00 MVA) do sistema 38 kv. - e transformadores em paralelo com xps=9%, xst=-7% e xpt= 0% (base MVA) 38 kv 34,5 kv Solução: A potência de curto trifásico da barra 34,5 kv já fornece a impedânica de Thevenin equivalente vista desta barra, levando em conta a presença tanto dos transformadores quanto dos dois subsistemas. j Zth Zth j0, 05 9 /00 Zth=0,05j Zth=0,05j Zth0 Vth + - Ia Va Ia Va Ia0 Va0 O equivalente em estrela de cada unidade transformadora, já na base 00 MVA é:

5 00 xp ( xps xpt xst) % 00 xs ( xps xst xpt) 4% 00 xt ( xpt xst xps) 8% Levando m conta que são três unidades em paralelo: xp xs xt eq eq eq Seqüência Zero 0,5j 0.073j -0.03j 0.060j 0,60j Ztho {[( j0.073 j0.5) // j0.06] 0.03 j}//(0.60 j) j0. 03 Zth0=j0.03 Ia Ia Ia0 4.3 ( ) j Iaf 3Ia j.39 Pcc Pbase Icc MVA Valor de potência é maior que a admissível: 000 MVA. O reator terciário entra em série com o enrolamento de mesmo nome: 0,5j 0.073j -0.03j 0,60j 0.060j Lxr/3 Impondo uma potência de 000MVA:

6 Pcc Icc 000 Pbase Icc 0 j 0 Iao 3.33 j 3 Ia j (0. Ztho') j Ztho' j0.09 Para esse valor de Zth o valor de Xr dever ser: Xr=0.94. O valor de reatância é muito elevado, impondo o estudo de outra alternativa como por exemplo, o aterramento dos centroestrela dos enrolamentos principais. Redução de Sobretensões Sustentadas em s Mal-Aterrados A potência de curto-circuito trifásico no enrolamento terciário é 700 MVA. Dimensionar a impedância de um transformador de aterramento a ser conectado na barra terciária de modo a limitar o fator de sobretensão nesta barra ao valor máximo aceito para sistema aterrados que é de, kv 34,5 kv A impedância de seqüência positiva vista pelo terciário vale: Xth 0. Pcc 700 /00 43 Zth=0,43j Zth=0,43j Zth0=Xt Vth + - Ia Va Ia Va Ia0 Va0 FSTb Vb Vth a ( Zth j Zth Zth j 0 ).38 Rearranjando: Xt Xt ohms

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