9.2 Transitórios de C.Circuito em M.Síncronas

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Transitórios de Curto Circuito em Máquinas Síncronas:
-Os transitórios nas m. síncronas são mais complexos do que em um circuito R-L linear (R e L constantes). A interação entre o estator e rotor (enrolamentos amortecedores e de campo) faz com que L seja variável.
-Além da resposta i sofrer um deslocamento (c.c.), o valor de Z na fórmula é variável, o que leva a uma onda assimétrica, do ponto de vista da componente alternada (c. a.).
-A determinação das constantes que regem o comportamento transitório de i depende da obtenção das ondas (fases a, b, c) das correntes de curto circuito da m.s., a partir da operação a vazio.
REVISÂO:
-Transitórios em Circuitos R-L, lineares, com R e L constantes:
-Excitação V = constante
-Excitação V = Vm senwt
Transitórios em Circuitos R-L, com R e L constantes, V = constante
Transitório em um circuito R-L, com R e L constantes: V = Vm senwt
(( = ângulo de fechamento da chave (chaveamento)
(( = ângulo do FP da carga R-L
-Corrente i(t) em Circuito R-L: o valor de Idc inicial depende do ângulo (inicial (chaveamento), para V = Vmsenwt 
		
Envoltórias dos valores máximos positivos
Envoltórias dos valores máximos negativos
-Os valores médios das ondas descendentes e ascendentes correspondem ao deslocamento c.c. 
Curto circuitos nas Máquinas Síncronas : influências nos curto circuitosdos enrolamentos amortecedores e de campo. 
•Em regime permanente, os enrolamentos amortecedores das msps, embutidos nas sapatas polares, não influenciam o funcionamento das m.síncronas. Seus efeitos, no entanto, são considerados nos transitórios eletromagnéticos (mudanças nas correntes de excitação, cálculo inicial de faltas, etc.) e eletromecânicos (sincronização, estabilidade, etc.); para o cálculo de faltas iniciais, o seu efeito é introduzido, sobretudo por X´´d e T´´d;
•Em regime permanente, o enrolamento de campo influencia na armadura, pela fem induzida, dependente da corrente de excitação if; em regime transitório de c. circuito seu efeito é considerado, sobretudo por X´d e T´d.
Detalhe físico: reação da Armadura -A com o Rotor –F
-Gerador Síncrono trifásico em c. ircuito. Envoltórias subtransitória, transitória e permanente (sem o deslocamento de c.c.).
Gerador Síncrono Curto-Circuitado, sem a corrente contínua (unidirecional)
oa, ob, oc = valores plotados na figura
|I´´d| = corrente subtransitória, valor eficaz, sem deslocamento c.c.
|I´d | = corrente transitória, valor eficaz, sem deslocamento c.c.
|I d | = corrente em regime permanente, valor eficaz
X´´d = reatância síncrona, subtransitória, de eixo direto
X ´d = reatância síncrona, transitória, de eixo direto
X d = reatância síncrona, de eixo direto
|Eg | = tensão em vazio, fase-neutro, valor eficaz
e, ainda,as ctes. de tempo que regem o decaimento das correntes
T´´d = Constante de tempo subtransitória de curto circuito
T´d = Constante de tempo transitória de curto circuito
Ta = Constante de tempo da armadura
-Variação do valor eficaz da corrente alternada e da corrente contínua na m. síncrona no tempo: 
-Valor instantâneo máximo da corrente de curto circuito :
-Transitório: falta 3(, t = 6,0 s e remoção, t = 6,2 s.
(, Wr, TE, Id, Iq, fase Ib, M Síncrona de Rotor Cilíndrico, 835 MVA
-Remoção da falta em um tempo tcrítico ( 6,6 s
-M.Síncronas (pu nas próprias bases, tempos em s): -Fitzgerald -1975, Máquinas Elétricas-McGraw Hill; -Kundur, P. -1994 Power System Stability and Control (EPRI).
Preparado por Prof. Dr. José Celso Borges de Andrade, PUC Minas, /2009
i
+
V
-
Circuito R-L
� EMBED Equation.3 ���
i
� EMBED Equation.3 ���
V / R
 
t
Vm senwt		 Circuito R-L
i
� EMBED Equation.3 ���
i(t)			 i(t)					
t
idc
idc
F
Entreferro
A
Enrolamento Amortecedor (gaiola), do eixo direto d, embutido na sapata polar.
Enrolamento de campo (bobina). Produz F, a partir da corrente de excitação if
Rotor
Envoltória Subtransitória
Envoltória Transitória
Envoltória Permanente
( Id ´´(t)
( Id ´ (t)
t
c
b
a
o
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
0,04
0,07
0,08
0,07
0,05
Xo
0,13
0,20
0,25
0,35
0,19
X2
0,10
0,23
0,25
0,20
0,18
X´´d
0,15
0,35
0,40
0,35
0,30
X´d
1,00
0,65
1,00
0,80
0,65
Xq
1,15
1,00
1,60
1,10
0,80
Xd
Low-speed
High-speed
Turbine Generators
Hydro Generators
(msps)
Synchronous Condensers
Synchronous Motors
Reactances
Time Constants and Ra
0,0015-0,005
0,002-0,02
 
 
 
Ra
0,15 s
0,15 s
0,15 s
0,15 s
0,15 s
Ta
0,035 s
0,035 s
0,035 s
0,035 s
0,035 s
T´´d
2,00 s
1,80 s
2,00 s
1,00 s
1,00 s
T´d
0,25
0,65
0,30
0,25
0,25
X´´q
1,00
0,65
1,00
1,00
1,00
X´q
A reação da armadura se faz, inicialmente, no entreferro. L menor...
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