Relatorio_Estudos de curto-circuito para o Sistema Elétrico de Potência_REV2

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Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará 
Instituto de Geociências e Engenharias 
Faculdade de Engenharia Elétrica 
Disciplina: Proteção de Sistemas de energia elétrica (2023) 
Professor: Dione Vieira 
 
 
RELATÓRIO 
Estudos de curto-
circuito para o 
Sistema Elétrico de 
Potência 
 Proteção de Sistemas de Energia Elétrica 
Laura Luzia de Lima Franco Almeida 
Luana Carvalho Alves 
Gerlane Soares Batista 
Márcia Ariane Trindade Serra 
Walfredo Ferreira de Souza Júnior 
RELATÓRIO DE ESTUDOS 
Estudos de curto-circuito para o Sistema Elétrico de Potência 
 
1. OBJETIVO: 
Realizar estudos de curto-circuito para o Sistema Elétrico de Potência, composto de 11 
subestações conforme figura 1 abaixo: 
Figura 1: Sistema elétrico utilizado para a realização dos estudos de curtos-circuitos 
1.1 Dados: 
YN – Ligação estrela aterrada. 
YN – Ligação estrela aterrada 
D – Delta 
Potência base do Sistema: 100 MV 
 
2.1 RESULTADOS: 
Realizando a montagem do circuito no Sistema ANAFAS, obtemos o seguinte esquema: 
 
Figura 2: Diagrama do Sistema Eletrico de 11 barras (Fonte: o Autor - Captura de Tela do ANAFAS) 
2.1.1 Foram executados os estudos de curtos-circuitos trifásicos em todas as barras 
obtendo-se os resultados detalhandos abaixo: 
Figura 3: Resultados das faltas aplicadas em cada barra do circuito (Fonte: o Autor - Captura de Tela do ANAFAS) 
 Comparando-se os resultados obtidos, durante a aplicação das falhas, observou-se que 
os maiores valores de curto-circuito ocorreram nas barras proximas aos geradores, as barras 1 
– 3 – 9. Isso ocorre porque alem dos fatores de tensão do sistema e impedância das linhas e 
equipamentos, a localização do curto influencia diretamente na intensidade da corrente de 
curto-circuito, neste caso a proximidade aos geradores é uma das principais influências nesses 
valores, tendo em vista que as barras próximas a estes estão mais próximas à fonte de energia 
elétrica, a corrente de curto-circuito não precisa percorrer uma distância significativa antes de 
atingir essas barras e menor será a impedância e a resistência elétrica que a corrente deve 
superar, resultando em uma corrente de curto-circuito mais alta. 
 
2.1.2 Foram executados os estudos de curtos-circuitos monofásicos em todas as barras 
obtendo-se os resultados detalhandos abaixo: 
Figura 4: Resultados das faltas aplicadas em cada barra do circuito Fase A 
(Fonte: o Autor - Captura de Tela do ANAFAS) 
Figura 5: Resultados das faltas aplicadas em cada barra do circuito Fase B 
(Fonte: o Autor - Captura de Tela do ANAFAS) 
Figura 5: Resultados das faltas aplicadas em cada barra do circuito Fase C 
(Fonte: o Autor - Captura de Tela do ANAFAS) 
 
 Em situações de curto-circuito monofásico em um sistema elétrico, uma fase específica 
do sistema pode experimentar uma falha de curto-circuito, enquanto as outras fases 
permanecem operacionais e não afetadas. Nesse contexto, as fases que não estão afetadas pelo 
curto-circuito podem experimentar um fenômeno transitório conhecido como sobretensão. A 
sobretensão implica um aumento temporário na magnitude da tensão elétrica nessas fases, 
resultando em valores momentaneamente superiores aos níveis normais de tensão. As 
características das barras de distribuição de energia elétrica que influenciam os maiores valores 
de sobretensão nas fases não afetadas incluem: 
• Proximidade ao Ponto de Curto-Circuito: Barras de distribuição localizadas 
nas imediações do ponto onde ocorreu o curto-circuito têm maior probabilidade 
de experimentar sobretensões mais elevadas. Isso ocorre devido à menor 
resistência elétrica nesse trecho do sistema, o que facilita o aumento temporário 
da tensão elétrica. 
• Impedância do Sistema: A impedância total do sistema elétrico desempenha 
um papel fundamental. Se a impedância entre o ponto de curto-circuito e uma 
barra específica for baixa, essa barra poderá apresentar sobretensões mais 
significativas. A impedância é uma medida da resistência e da reatância dos 
elementos do sistema. 
• Presença de Geradores: A existência de geradores próximos a uma barra 
afetada pode contribuir para sobretensões mais pronunciadas. Isso ocorre porque 
os geradores têm a capacidade de fornecer uma quantidade considerável de 
energia elétrica ao sistema, o que pode resultar em um aumento notável da tensão 
nas fases não afetadas. 
Em resumo, durante um curto-circuito monofásico, a sobretensão nas fases não afetadas 
é influenciada pela proximidade ao ponto de curto-circuito, pela impedância do sistema e pela 
presença de geradores próximos. 
As barras de distribuição que atendem a essas condições podem apresentar os maiores 
valores de sobretensão, para o caso analisado podemos perceber que na Fase B (Figura 5) temos 
destacado em vermelho as maiores sobretensões apresentadas: 
Barra Tensão (V) – Fase B Tensão (V) – Fase C 
Barra 06 1,833 1,853 
Barra 08 1,830 1,849 
Barra 11 1,821 1,838 
Barra 04 1,791 1,799 
Barra 02 1,784 1,791 
Barra 10 1,786 1,791 
Barra 01 0,927 1,076 
Barra 03 0,933 1,065 
Barra 09 0,926 1,043 
Barra 07 0,993 0,978 
Barra 05 0,992 0,975 
Tabela 1: Dados das tensões nas Barras Fase B 
(Fonte: o Autor) 
 
 
 
 
 
 
2.1.3 Foram executados os estudos de curtos-circuitos bifásico, bifásico com terra, para todas 
as barras obtendo-se os resultados detalhandos abaixo: 
 Figura 6: Resultados das faltas aplicadas em cada barra do circuito Fase A – Bifasico 
 
Figura 7: Resultados das faltas aplicadas em cada barra do circuito Fase B – Bifasico 
FASE A – BIFASICO 
FASE B – BIFASICO 
Figura 8: Resultados das faltas aplicadas em cada barra do circuito Fase C – Bifasico 
Figura 9: Resultados das faltas aplicadas em cada barra do circuito Fase A – Bifasico Terra 
 
FASE C – BIFASICO 
FASE A – BIFASICO TERRA 
Figura 10: Resultados das faltas aplicadas em cada barra do circuito Fase B – Bifasico Terra 
Figura 11: Resultados das faltas aplicadas em cada barra do circuito Fase C – Bifasico Terra 
Analisando os resultados obtidos foi possivel concluir que o curto-circuito bifásico para 
terra é considerado mais prejudicial sob uma perspectiva de tensão devido a um fenômeno 
FASE B – BIFASICO TERRA 
FASE C – BIFASICO TERRA 
conhecido como elevação de tensão na fase não afetada. Isso ocorre porque, nesse tipo de curto-
circuito, os circuitos de sequência estão conectados em paralelo, assim, quando ocorre uma 
falha à terra, a tensão no circuito de sequência zero é aterrada nas fases afetadas, enquanto na 
fase não afetada, o circuito de sequência zero permanece aberto. Como resultado, a fase não 
afetada experimenta uma elevação significativa de tensão, o que pode causar danos a 
equipamentos e sistemas sensíveis. 
3 CONCLUSÃO 
O estudo dos tipos de curto-circuito e seus efeitos é de extrema importância por diversas razões: 
• Segurança do Sistema Elétrico: O conhecimento dos tipos de curto-circuito e seus 
efeitos é fundamental para garantir a segurança do sistema elétrico. Os curtos-circuitos 
podem resultar em altas correntes, quedas de tensão, sobreaquecimento de 
equipamentos e até mesmo incêndios. O entendimento desses fenômenos é crucial para 
a prevenção de acidentes graves. 
• Proteção de Equipamentos e Pessoas: Estudar os tipos de curto-circuito permite 
projetar e implementar sistemas de proteção adequados para equipamentos e sistemas 
elétricos, bem como para a segurança das pessoas que operam ou estão próximas a esses 
sistemas. 
• Continuidade do Fornecimento de Energia: Curto-circuitos podem interromper o 
fornecimento de energia elétrica, causando prejuízos significativos em termos de tempo 
de inatividade e perdas financeiras. Compreender esses eventos ajuda a desenvolver 
estratégias para minimizar interrupções e manter a continuidade do fornecimento de 
energia. 
• Projeto e Manutenção de Sistemas: No projeto de sistemas elétricos, é essencial 
considerar os efeitos dos curtos-circuitos paradimensionar os equipamentos e 
dispositivos de proteção adequadamente. Além disso, a manutenção preventiva é crucial 
para evitar curtos-circuitos, e o conhecimento das causas e efeitos desses eventos é 
fundamental para manter a confiabilidade do sistema. 
• Eficiência Energética: Compreender como os curtos-circuitos afetam o sistema elétrico 
ajuda na otimização do sistema, melhorando sua eficiência energética e minimizando 
perdas. 
• Conformidade com Normas e Regulações: Em muitos países, existem normas e 
regulamentos rigorosos relacionados à proteção elétrica e à segurança. O estudo dos 
curtos-circuitos é necessário para garantir a conformidade com essas regulamentações. 
• Desenvolvimento de Estratégias de Mitigação: Ao conhecer os efeitos dos curtos-
circuitos, é possível desenvolver estratégias de mitigação adequadas, como o uso de 
relés de proteção, dispositivos de aterramento eficazes e equipamentos de proteção 
contra sobretensão. 
Em resumo, o estudo dos tipos de curto-circuito e seus efeitos é crucial para garantir a 
segurança, a confiabilidade e a eficiência dos sistemas elétricos. 
 
4 REFERÊNCIAS 
ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR - 7117 - Medição da 
Resistividade e Determinação da Estratificação do Solo, 2012. 
OLIVEIRA, AR de. Redes Neurais Artificiais aplicadas na detecção, classificação e 
localização de defeitos em linhas de transmissão. UFJF. Juiz de Fora, 2005. 
KINDERMANN, Geraldo. Curto-circuito, 2ª . [S.l.: s.n.], 2010 
SILVA, Francisco Edenilson Cordeiro da. Estudos de fluxo de potência, curto-circuito e 
proteção para conexão de uma planta de minigeração fotovoltaica de 2,3195 MWp. 2022. 
125 f. Monografia (Bacharelado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal do Ceará, 
Fortaleza, 2022. 
TRINDADE, F. Desenvolvimento de metodologias para localização de defeitos em sistemas 
de distribuição com medidores inteligentes. 2013. Tese (Doutorado) – Tese de doutorado, 
Unicamp/Campinas. 
ZANETTA JR, Luiz Cera. Fundamentos de sistemas elétricos de potência. [S.l.]: Editora Livraria da 
Fısica, 2006