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Anlise de Sistemas

Eltricos de Potncia 1

5.3 Componentes Simtr icas - Transformadores

UNIVERSIDADE FEDERALDE JUIZ DE FORA

P r o f . F l v i o V a n d e r s o n G o m e sE - m a i l : f l a v i o . g o m e s @ u f j f . e d u . b r

E N E 0 0 5 - P e r o d o 2 0 1 2 - 3

1. Viso Geral do Sistema Eltrico de Potncia;

2. Representao dos Sistemas Eltricos de Potncia;

3. Reviso de Circuitos Trifsicos Equilibrados e Desequilibrados;

4. Reviso de Representao por unidade (PU);

5. Componentes Simtricas;

6. Clculo de Curto-circuito Simtrico e Assimtrico;

7. Representao Matricial da Topologia de Redes (Ybarra, Zbarra);

Ementa Base

An. de Sist. Elt. de Potncia 1 - UFJF

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Transformador Trifsico

Circuito Equivalente em PU: De Seqncia Positiva e Negativa (1 e 2):

Indutncia srie (do trafo) ligando o lado de alta ao lado de baixa.

Em transformadores Y- e -Y dever ser considerada a rotao de 30 entre primrio e secundrio.

An. de Sist. Elt. de Potncia 1 (5.3)

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Transformador Trifsico -Y

Circuito Equivalente do Trafo -Y em PU:

De Seqncia Positiva (1):

De Seqncia Negativa (2):


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I p

Vp Vs

I s

+30

R L L L

Transformador Trifsico Y-

Circuito Equivalente do Trafo Y- em PU:

De Seqncia Positiva (1):

De Seqncia Negativa (2):


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Transformador Trifsico

Circuito Equivalente em PU:

De Seqncia Zero (0):Depende de vrios fatores

Tipo: banco, ncleo envolvido, ncleo envolvente

Esquema de ligao: YY, Y, Y,

Aterramento: presente ou no


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Trafo em Banco Y aterrado-Y aterrado


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Desenvolvendo o sistema com

componentes de tenso de

seqncia zero somente (E0).

Transformador Equilibrado

Circ. Equiv. de Seq. Zero de Trafo Y-Y aterrados

Y aterrado Y aterrado: ztr : impedncia srie do transformador

znH : impedncia de aterramento do lado de alta

znL : impedncia de aterramento do lado de baixa


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Circ. Equiv. de Seq. Zero (0) de Trafo Y-Y

Neutros Aterrados: znH e znL 0

Neutros Solidamente Aterrados: znH e znL = 0


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Circ. Equiv. de Seq. Zero (0) de Trafo Y-Y

Neutros Isolados: znH e znL = infinito

Neutro Primrio Aterrado e Secundrio Isolado: znL = infinito


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Trafo em Banco -





Trafo em Banco -

Observa-se que, alimentando-se o transformador com tenso de seqncia zero, tanto pelo lado H quanto pelo lado L, no circular corrente, pois os terminais H1, H2 e H3 (L1, L2 e L3) esto no mesmo potencial.

VH1= VH2= VH2= E0An. de Sist. Elt. de Potncia 1 (5.3)

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Circ. Equiv. de Seq. Zero (0) de Trafo -

Portanto, a impedncia de seqncia zero vista tanto pelo lado H como pelo lado L INFINITA.

Z0 = E0 / IH = E0 / 0


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Trafo em Banco Y-


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Circ. Equiv. De Seq. Zero de Trafo em Y-


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Alimentando o transformador comtenso de seqncia zero pelo lado L(ligao delta), no circular corrente.Portanto, a impedncia de seqnciazero vista pelo lado L INFINITA.

Circ. Equiv. De Seq. Zero (0) de Trafo Y-

Primrio: Y com neutro solidamente aterrado

Secundrio:Delta

Primrio: Y com neutro isolado

Secundrio:Delta


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Observao

Terminal conectado em delta ou em estrela com neutro isolado no possui circulao de corrente de seqncia zero.

Portanto, trafos com estas conexes so circuitos abertos na representao em seqncia zero.


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Resumo: Circuito de sequncia zero

Transformador Y-Y


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Transformador Y-

Transformador -

Exemplo 5.3.1

Seja um gerador trifsico de 13,8kV conectado em Y (solidamente aterrado), de 100MVA alimentando o sistema abaixo, onde: Reatncia de seqncia 0 e 1 do gerador iguais a 10% e 20%, respectivamente

As impedncias de seqncia 0 e 1 da LT j foram dadas.

O motor possui os seguintes dados nominais 13,8kV, Y (solidamente aterrado), 50MVA, 18% (de reatncia interna)

O motor opera na tenso nominal (barra 4) e consome 46,5MW com FP=1.


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Exemplo 5.3.1 (continuao)

Calcule adotando como potncia base 100 MVA: Diagrama de seqncia positiva, negativa e zero em PU.

Tenso complexa na barra 2 em PU e em kV. Em componentes 012 e ABC

Corrente complexa fornecida pelo gerador em PU. Em componentes 012 e ABC

Corrente complexa que flui pela LT em PU. Em componentes 012 e ABC


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Exemplo 5.3.1 (soluo)

Identificar os trechos do circuito com mesmo nvel de tenso. So 3 trechos

Escolher a tenso base (valor e local) Adotaremos como V base a tenso de operao no barramento do motor (13,8kV).

a nica tenso que temos como dado de entrada

Calcular as impedncias em PU de todos os elementos de rede No esquecer de aplicar mudana de base quando necessria

Identificar os circuitos equivalentes de seqncia simtrica de todos os elementos de rede

Montar o diagrama de seqncia positiva, negativa e zero

Realizar os clculos de tenso e corrente. Baseado no circuito do diagrama de seqncia simtrica

Dica: a corrente consumida pelo motor facilmente calculada!


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Circuito equivalente de seqncia positiva:


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Circuito equivalente de seqncia negativa:



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Circuito equivalente de seqncia zero:



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Seqncia POSITIVA

Seqncia ZERO e NEGATIVA Correntes e Tenses NULAS

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