Sistema de unidades

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  • Publicado : 15 de março de 2013
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Sistema por unidade, mais conhecido pela sua abreviatura pu, é uma forma de expressar as grandezas elétricas em um circuito de forma normalizada, com base em valores pré-determinados.
Um sistema descrito em pu é baseado em uma potência base , arbitrária, e em uma tensão base , que será a tensão nominal em cada barramento. Desta forma o sistema pode ser expresso sem transformadores, pois a tensãoserá normalizada. Todas as bases das outras grandezas (corrente, resistência, impedância, reatância, admitância) serão derivadas da potência e tensão base.
Em engenharia elétrica, no campo da transmissão de energia elétrica, sistema por unidade usa a expressão das quantidades de sistema como frações de uma dada quantidade, definida como quantidade base. Os cálculos são simplificados, poisquantidades expressas por unidade apresentam sempre os mesmos valores, independentemente do nível de tensão. Assim, dispositivos semelhantes de sistema apresentarão impedâncias, quedas de tensão e perdas iguais, quando esses valores forem expressos como uma fração por unidade daquele definido como base, mesmo que o tamanho da unidade varie muito. A conversão de quantidades por unidade de volts, ohms ouampères exige um conhecimento da base de que as quantidades por unidade foram referenciados.
Um sistema por unidade fornece unidades para energia elétrica, tensão, corrente, impedância e admitância. Apenas duas dessas grandezas são independentes: a potência principal e a tensão nominal. Todas as quantidades são especificados como frações relativas do valor de base definido. Por exemplo, apotência base pode ser a potência nominal de um transformador, ou talvez uma potência arbitrariamente escolhida, que torne os valores no sistema mais convenientes. A tensão de base pode ser a tensão nominal de um barramento. Diferentes tipos de quantidades são rotulados com o mesmo símbolo (pu). Deve ficar claro, a partir do contexto, se a quantidade é uma tensão, corrente, etc..
O sistema por unidade éusado principalmente em estudos do fluxo de potência. De fato, por serem os parâmetros de transformadores e máquinas (motor elétrico e gerador elétrico) muitas vezes especificados em termos de por unidade, é importante para todos os engenheiros de energia a familiarização com o conceito.
Índice * 1 Aplicações * 2 Grandezas-base * 3 Relações entre unidades * 3.1 Sistema monofásico* 3.2 Sistema trifásico * 4 Exemplo de uso * 5 Conversão entre bases |
Aplicações
Há várias razões para se escolher e utilizar um sistema por unidade:
* Elementos de sistema similares entre si (geradores, transformadores, barramentos, linhas etc.) têm impedâncias e perdas similares se expressas em por unidade;
* Em sistemas trifásicos, o uso da constante é reduzido em boa parte doscálculos;
*
* Quantidades por unidade apresentam os mesmos valores em ambos os lados do transformador, independementemente da tensão;
* A normalização de quantidades (em por unidade) numa base unificada simplifica tanto os cálculos manuais como os automáticos.
O sistema por unidade foi desenvolvido para simplificar a análise e o cálculo manuais de sistemas de potência. Embora essasanálises sejam feitas atualmente (e já de algum tempo) por meio de computadores, ainda assim resultados em por unidade são de compreensão mais fácil.
Grandezas-base
Comumente, na construção de um sistema por unidade em sistemas de energia elétrica, escolhem-se como grandezas-base uma dada potência e uma dada tensão. A potência base pode ser:
1. a potência nominal de algum elemento primordialde sistema — gerador, motor ou transformador (o de maior potência do sistema, para os demais lhe serem referidos como fração inferior à unidade);
2. um determinado e previamente especificado valor de potência, independentemente de ser o maior, como, por exemplo, S = 10 MVA ou S = 100 MVA.
A tensão base é escolhida como a tensão nominal do sistema. Todas as demais quantidades são derivadas...
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