Aula_5_2014-2_Falta3F

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161161Marcio Andre Ribeiro Guimaraens
ANÁLISE DE SISTEMAS ELÉTRICOS I 
TEE-00134 (9º PERÍODO)
4 – ESTUDOS DE CURTOS-CIRCUITO
UNIVERSIDADE FEDERAL 
FLUMINENSE
Departamento de Engenharia Elétrica
162162
TÓPICOS
2 – Curtos-Circuito Simétricos
3 – Curtos-Circuito Assimétricos
1 – Introdução
163
1 – INTRODUÇÃO
• Sistema Elétrico de Potência (SEP):
164
• Principais estudos nos SEP’s:
- Fluxo de Potência (Prof. Thales)
- Estabilidade
- Curto-Circuito
- Estudos relacionados
- Transitórios
165
• O que é um curto-circuito?
- Curtos-circuitos costumam ser chamados como 
faltas
Caminho de baixa 
impedância para a corrente
• Causas
- Falha mecânica
* Quebra ou corte de um condutor
* Contato acidental entre condutores
* Contato em condutores através de agentes 
externos
- Falha de isolamento
* Devido a temperatura umidade ou corrosão
* Devido a sobretensões internas ou de origem 
atmosférica
→ Ruptura do dielétrico dos isoladores
• Curtos-circuitos:
168
• Consequências:
- corrente elevada !
* Atuação da proteção
→ Ideal é isolar somente o local do defeito
→ Risco de blackout (efeito “dominó”, 
sobrecarga do sistema não desligado)
* Prejuízos materiais e risco à vida das 
pessoas
169
• Preocupações principais?
• Corrente elevada e... decaimento e duração da falta
- Desequilíbrio (se curto assimétrico) !
* Prejuízos às instalações, atuação de 
proteção...
- Possibilidade de perda da estabilidade (o curto 
é uma perturbação)
• Ex.: curto-circuito no terminal de um gerador síncrono:
- Regimes ou períodos de curto-circuito: 
I=Subtransitório; II Transitório e III=Permanente
* Corrente de curto decrescente: reatância do 
gerador varia durante o curto (reatância 
subtransitória, transitória e síncrona)
- Corrente de curto-circuito: superposição de 
componente CA com componente CC
- X e R são as reatância e resistências e 
quivalente vistas do ponto da falta
- QUANTO MAIOR A RELAÇÃO X/R MAIS 
LENTO É O DECAIMENTO DA CORRENTE
173
• Qual(is) o(s) objetivo(s) dos estudos de curto-circuito?
- Obter a corrente de falta (If)
- Correntes nos demais ramos
- Tensões nas diversas barras
Dimensionamento da proteção
Análise de contingências no SEP
- Decaimento e duração da falta
Estudos de estabilidade
Dimensionamento de condutores
Cálculo da malha de terra
Estudos no planejamento e na operação
• Porém, curtos na baixa tensão também são analisados
- Inclusive, existem normas específicas para 
curtos na baixa tensão
* ANSI/IEEE
* IEC
• Existem programas para cálculo de faltas em SEP’s
• Normalmente se associa ASP à alta tensão
- Indústrias: motores de indução. Se potências 
elevadas são considerados até para faltas no SEP.
- Ex.: ANAFAS (Análise de Faltas Simultâneas) / 
Eletrobras Cepel
175
• Tipos de curto-circuito num sistema 3φ:
FZ
&
FZ
&
FZ
&
FZ
&
FZ
&
FZ
&
FZ
&
FZ
&
gZ
&
gZ
&
a
b
c
5% 70 %15 % 10 %
Faltas Simétricas Faltas Assimétricas
176
2 – FALTAS SIMÉTRICAS
FZ
&
FZ
&
FZ
&
G
a
b
c
Y
Condições iniciais:
2
1a
b a
c
V
V a V
V a
   
   =   
     
&
& &
&
Condições da falta:
2
1a
b a
c
I
I a I
I a
   
   =   
     
&
& &
&
0nI =
&
2 '
1a
ab
c
V
V a V
V a
   
   =   
     
&
& &
&
177
• Como o a falta é simétrica, pode ser resolvida pelo 
equivalente monofásico:
aV
&
a faI I=
& &
sZ
&
fZ
&
a
a fa
s f
V
I I
Z Z
= =
+
&
& &
& &
• As correntes nas outras fase são defasadas de 1200
178
FZ
&
FZ
&
FZ
&
G
a
b
c
Y
gZ
&