Análise de Curtocircuitos no Gerador Síncrono

Capítulo 6 CurtoCircuito no Gerador Síncrono 61 Introdução Nesse capítulo serão analisados os curtocircuitos equilibrados e desequilibrados nos terminais do gerador síncrono Propõese que todos os disjuntores interconectados ao sistema elétrico potenciais podem ser considerados o único elemento obidiano Os terminais do gerador síncrono serão os mesmos para o ponto de desliga Os circuitos serão estudados de forma que contenham componentes equilíbrio entre fases de sequência positiva a determinação dos curtocircuitos é feita a vácuo na velocidade zero será misto levar em consideração os circuitos equivalentes 117 62 CurtoCircuitos no Gerador Síncrono Os curtocircuitos serão efetuados no gerador síncrono com valor conectado ao eixo de mundo Será haver tensões nominais nas bobinas de armadura sem referências suficientemente aderentes dos disjuntores os curtocircuitos pretendidos serão 118 63 CurtoCircuito Trifásico no Gerador Síncrono A condição é 631 O curtocircuito trifásico nos terminais do gerador síncrono girando à vácuo não possui fases normais Como indicado os ilustrações refletem as tensões de forma que neutro N igual ao da terra 119 CAPÍTULO 60 CURTOCIRCUITO NO GERADOR SINCRO A corrente base é 64 CURTOCIRCUITO MONOFÁSICO À TERRA NO GERADOR SINCRO Exemplo 641 gerador síncrono o mesmo do Exemplo 631 o gerador síncrono está à vazão com tensão nominal nos seus terminais e conserte um curtocircuito Determinar a as correntes de sequência positiva negativa e zero b as correntes verdadeiras nas fases do gerador síncrono c a corrente que passa no neutro do gerador síncrono d a tensão do ponto neutro terra e as tensões de sequência positiva negativa e zero Viterm 03375 pu90circ Ve 138 kV e as tensões de sequência positiva negativa e zero no ponto do defeito 65 CurtoCircuito Bifásico no Gerador Síncrono Este curtocircuito é obtido com fechamento do disjuntor B do gerador síncrono Acontece entre as fases b e c evidenciada na figura 651 Este curtocircuito implica nas seguintes condições i b 0 v b 0 i a i b i c 0 v a v b v c 0 j a j b j c 0 Figura 651 CurtoCircuito 2Φ no Gerador Síncrono A corrente de sequência zero i 0 é igual a zero porque o curtocircuito não envolve a terra isto é não tem condições de deitar o circuito pela terra Comparando as expressões 652 e 653 obtémse Figura 652 Modelos Conectados em Paralelo no CurtoCircuito Bifásico Por consequência considerando em relação a zero isto é um curtocircuito temos Portanto 0 13 v a 2 v b v b 2 v a v 0 13 v a v b v c 13 v a 2 v b A expressões 6510 e mais uma condição do curtocircuito bísico ou seja a tensão da fase é e o dobro da tensão da fase vb v0 v1 020 pu v2 026 pu v0 0 66 CurtoCircuito Bísico à Terra no Gerador Sincrono As condições do defeito curtocircuito bísico à terra são CAPÍTULO 60 CIRCUITO CIRCUITO NO GERADOR SINCRONO Figura 665 Redução do Circuito e as tensões de sequência 67 Considerações Finais O estado aqui abordado foi relativo ao gerador síncrono onde a velocidade nominal é representada Inicialmente essa posição pode ser incorporada na análise proposta Capítulo 7 CurtoCircuito no Sistema Elétrico 71 Introdução Este capítulo destinase ao estudo do curtocircuito no sistema elétrico A análise do mesmo é essencial para uma extensão 72 Causas das Falhas na Rede Elétrica b Problemas Mecânicos São originados da natureza que provocam ação mecânica no sistema elétrico f Problemas de Manutenção 74 Ocorrências dos Tipos de CurtoCircuito no Sistema de Energia Elétrica 76 CurtoCircuito Temporário Tabela 71 Correspondência do Gerador Sincrono com Sistema Elétrico Figura 782 Circuito de Thévenin da Sequência Positiva A condições de defeito são Tabela 71 Ocorrência de CurtosCircuitos Permanente e Temporário A condições de defeito são CAPÍTULO 7 CURTOCIRCUITO NO SISTEMA ELÉTRICO CAPÍTULO 2 CURTOCIRCUITO NO SISTEMA ELÉTRICO 79 Cargas CAPÍTULO 7 CURTOCIRCUITO NO SISTEMA ELÉTRICO ao nível de fiação do local do defeito É esta a tensão da Thevenin ou seja a tensão da fonte ideal calculada pela técnica de circuitos equivalentes De modo a facilitar o entendimento deste vamos focar a tensão de faseneutro Diagrama assinalado da superposição está na figura 791 786 Modelos em Paralelo no CurtoBásico 710 Exemplo de Cálculo de CurtoCircuito no Sistema Elétrico Exemplo 7101 No sistema elétrico da figura 7101 opera uma carga P para um curtocircuito e terra corrente de curtocircuito considerado Transformador Figura 71012 Modelos em Série Considerando Transformador de Núcleo Envolvente Para considerar pela figura 7102 que o circuito está aberto devido ao bloqueio do sequencial zero no transformador Figura 7103 Modelos em Série Considerando o Transformador do Núcleo Enrolido Figura 7104 Diagrama Unifilar Figura 7105 Diagrama de Impedância por Fase de Sequência Positiva Figura 7106 Esclarecimento de Fontes Figura 7108 Diagrama de Impedância por Fase da Sequência Zero Figura 71019 Modelos Conectados em Série Figura 71010 Redução do Circuito Figura 71011 Redução do Circuito Figura 71012 Redução do Circuito Figura 71013 Redução do Circuito A corrente base no nível de tensão do local do circuito é ja 57611 12005 66941 A jbac 316497 pu Figura 71014 Correntes de CurtoCircuito que Fluem do Sistema para O Defeito CAPÍTULO 7 CIRCULADOR NO SISTEMA ELÉTRICO j Calcular as correntes verdadeiras na linha de transmissão bc correspondendo ao trecho do ponto de déficit barra e que é indicado na fig A corrente iG1 está indicada na figura 7109 e 71010 Pelas figuras 7109 e 71010 temse ic0 1857 14475 0412pu C2 temse ic1 30 cdot 04112 12369pu ic0 12369 cdot 92032 115331A S2 sqrt3ic2 sqrt3 cdot 92023A h Calcular a corrente que sobe pelo terra do transformador T2 pelo lado da AT Esta corrente é o complemento da corrente que sobe pelo terra do transformador T1 iA2 ic1sistema ceteris paribus ic2 iA2 66994 521317 ic2 ic2 148093A j Calcular as correntes verdadeiras de curtocircuito que fluem do motor síncrono As correntes de sequência relativas no motor síncrono são indicadas nas fig 7109 e 71010 ia1 03099 030pu ia2 0 ib1 0 ib2 03090 030pu ic1 06820 180pu ic2 0 Substituindo as correntes de sequência na expressão matricial 291 ia 1 1 1 1 03090 180 03090 180 1 a2 06829pu ic 0 k Calcular as correntes verdadeiras que passam pela linha de transmissão da passagem pelo gerador síncrono C2 Essas correntes são indicadas nas figuras 7109 e 71010 icG 1857 0848 03090 0617pu ic1 0688 03090 85598 180A ic1 85598A ic2 0 D Fazer diagrama triar com as correntes em todos os trechos O diagrama tiçtular apresentando todas as correntes está na figura 71015 Figura 71015 Diagrama Tiar com o Exemplo 7102 711 Impedância no Ponto de CurtoCircuito A impedância Z no local do curtocircuito pode ser facilmente incorporada aos modelos de circuito positiva e negativa e usando a abordagem que considera a impedância Z no local do defeito Figura 7112 Impedância de Defeito Incorporada ao Modelo de Sequência Positiva do Sistema Elétrico Figura 7113 Falha 1Terra com Impedância de Defeito Figura 7116 Impedância de Defeito no Modelo de Sequência no CurtoCircuito 29 Modelo de Sequência com a inclusão da Impedância de Defeito no Circuito 26 terra A عدم con impediância de defeito entre condutores e a terra Impedância de Defeito entre Fases e Terra Levando sistema original até a barra fictícia temse a impedância inserida nas fases O efeito do arco elétrico não é mais desfavorável devido à formação de bolhas de material fundido ao contrário da dissipação de cargas eletromagnéticas O arco tem tendência a se mover O valor da resistência pode ser determinado pela fórmula de Warrington indicada a Transformador de Aterramento YΔ mantendo contrado como indicado a figura 7131 Transformador de Aterramento YΔ O circuito equivalente de sequência zero é apresentado na figura 7132 Figura 7131 Transformador de Aterramento YΔ Figura 7132 Circuito Equivalente da Sequência Zero do Transformador de Aterramento Filtro de Corrente de Sequência Zero Filtro de corrente de sequência zero usando 3 TCs em paralelo Filtro de Sequência Zero Tercitário do TP em Delta Aberto A tensão de sequência zero é obtida através de um transformador de potencial TP em enrolamento em Delta aberto Mostrase na figura 7151 apenas o Figura 711 TP com Delta Aberto S O enrolamento terciário em Δ está operado à tensão zero única corrente que pode circular pelas bobinas a corrente de sequência zero Portanto podese utilizála como sensor de sequência ou para examinar o perfil da corrente em um registrador