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Curtos-circuitos e Abertura de Fases

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Exercícios Introdutórios a Sistemas Elétricos de Potência

SOBRE
SOBRE O AUTOR
Djalma Caselato é engenheiro eletricista, com ênfase em eletrotécnica, formado pela Escola Politécnica da
Universidade de São Paulo, com Mestrado e Doutorado em Engenharia na área de Sistema de Potência pela
Escola Politécnica da USP.
Desde sua formatura, em 1968,tem trabalhado na área de elaboração de projetos de usinas hidrelétricas e de
subestações, com atuação específica na área de equipamentos elétricos de grande porte (gerador, barramento
de fases isoladas, transformadores, disjuntores, seccionadoras, sistemas de excitação e reguladores de
tensão). Atividade profissional internacional, nas áreas indicadas, com trabalhos desenvolvidos na Suíça,França, Alemanha, Tchecoslováquia, África do Sul, República Democrática do Congo, Angola e Moçambique.
Foi pesquisador junto ao Departamento de Energia e Automação Elétricas da Escola Politécnica da USP.
Como atividade didática exerceu a função de Professor Adjunto do Departamento Elétrico da Universidade de
Mogi das Cruzes, de março de 1984 a janeiro de 1994, e desde maio de 1994 é responsávelpelas disciplinas
Sistemas de Potência I e II, Laboratório de Sistemas de Potência I e II, Subestações Elétricas e Usinas
Hidrelétricas na Escola de Engenharia Mauá para o curso de engenharia eletrotécnica.
O autor possui artigos publicados no Brasil e no exterior sobre projeto elétrico de subestação, sobre
modernização e reabilitação de usinas hidrelétricas, sobre eficiência e limitesoperacionais de turbinas com
velocidade ajustável em sistema de conexão unitária, sobre novo modelo de gestão de qualidade para o setor
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energético, sobre método para cálculo do GD de hidrogeradores e sobre aspectos técnicos no prédimensionamento de grandes hidrogeradores.

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Curtos-circuitos e Abertura de Fases

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CURTOSCURTOS
CURTOS-CIRCUITOS E ABERTURA DE FASES
Extrato da Teoria
4.1Geradores Equivalentes de Thévenin

Seja o sistema de potência genérico da figura 4.1, onde P representa o ponto de defeito ou falha do sistema. Os
diversos tipos de defeito que podem ocorrer são analisados pela teoria de componentes simétricas. Montam-se
diagramas monofásicos de seqüências positiva, negativa e zero, aplicando-se o teorema de Thévenin ao ponto
de defeito P, e considerando ascondições de contorno do defeito.
A figura 4.1 mostra o ponto P, onde ocorre o defeito, destacado do sistema. A figura 4.2 mostra os três
diagramas seqüenciais (com seqüências positiva, negativa e nula) do teorema de Thévenin aplicado ao ponto
P.

A impedância de Thévenin é a impedância no P, onde ocorre o defeito analisado. A tensão de Thévenin é a
tensão que existe antes de ocorrer odefeito. Em sistema de potência é usual utilizar os valores de vth1 = 1 p.u.,
vth2 = 0 p.u. e vth0 = 0 p.u.
Depois de montado os três diagramas colocam-se as condições de contorno do defeito, conforme apresentadas
nas figuras 4.2, 4.3 e 4.4.

4.2

Curto-circuito trifásico

A figura 4.5 representa um curto-circuito trifásico no ponto P do sistema elétrico.
As tensões no ponto de defeito sãoiguais a zero, constituindo uma solicitação simétrica, ou seja, va = vb = vc =
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Exercícios Introdutórios a Sistemas Elétricos de Potência

0. Aplicando a matriz de transformação para componentes simétricas e resolvendo a rede de seqüência nula,
resultam:
va1 = va2 = va0 = 0 , i a1 =

Donde: i a = ib = i c =

4.3

e th1
z th1

, ia2 = ia0 = 0 ,

(4.1)

e th1
.
z th1(4.2)

Curto-circuito bifásico sem contato com a terra

A figura 4.6 representa um curto-circuito bifásico sem contato com a terra no ponto P do sistema elétrico.
Seja um curto-circuito entre as fases B e C (figura 4.6).
As condições de contorno são: ib = -ic = i;

ia = 0

e

vbn = vcn = v .

Aplicando a matriz de transformação [ T ], conforme a expressão matricial (3.11), para o caso...
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