AULA 1 PU E MODELAGEM DE SISTEMAS TRIFÁSICOS · Revisão Trigonometria 46 . Fator de Potência e a...

Preview:

Citation preview

AULA 1 – PU E MODELAGEM DE SISTEMAS TRIFÁSICOS

RAFAEL DE OLIVEIRA RIBEIRO 1

Revisão Números Complexos

2

Ver material enviado separadamente.

Representação Por Unidade (PU)

3

Definição de PU

4

Qual motivo para se trabalhar em PU?

5

PU

6

No sistema em PU, basta conhecermos duas grandezas (base) e assim definirmos as demais.

Sistema Trifásico

7

Sistema Trifásico

8

Exercícios

9

Exercício

10

Mudança de Base

11

Mudança de Base

12

Exercício

13

Exercício – Petrobras 2004

14

Exercício – Petrobras 2004

15

Certo ou Errado ?

Operador Alpha (α)

16

• Produz rotação de 120 ° no sentido anti-horário.

866,05,0120 je j

1201

Sistema Simétrico de Tensões Trifásicas

17

Fontes de Tensões Trifásicas

18

Cargas Trifásicas

19

Transformação Triângulo – Estrela

20

Transformação Estrela – Triângulo

21

Relação Tensões de Fase e Linha

22

Configuração Estrela – Tensões de fase e linha

23

Exercício

24

Uma carga equilibrada ligada em estrela é alimentada por um sistema trifásico simétrico e equilibrado com sequência de fase ABC (direta). Sabendo-se que VBN = 220 |58° V, pede-se determinar (desconsidere as impedâncias da linha): a) As tensões de fase na carga; b) As tensões de linha na carga.

Exercício

25

a) VAN = 220 |178° V VBN = 220 |58° V VCN = 220 |-62° V

b) a) VAB = 380 |-152° V VBC = 380 |88° V VCA = 380 |-32° V

𝑉 = 𝑉𝐵𝑁𝑉𝐶𝑁𝑉𝐴𝑁

= 𝑉𝐵𝑁 1

𝛼2

𝛼= 220|58°

1𝛼2

𝛼=

220 |58°220| − 62°220|178°

Exercício

26

Para este exercício, desenhe todos os fasores de tensões (fase e linha)

Sistema em Estrela e carga em Estrela com impedância na linha

27

Exercício

28

Um alternador trifásico alimenta por meio de uma linha equilibrada uma carga em rifásica equilibrada. Sabendo-se que: 1 – a tensão de linha do alternador é 380 V e frequência de 60Hz. 2 – o tipo de ligação do alternador é Y 3 – A impedância da linha é de 0,2 + j0,5 ohms 4 – A impedância da carga em Y é de 3 + j4 ohms.

Exercício

29

Calcular: a) As tensões de fase e de linha no gerador. b) As correntes de fase e de linha fornecidas pelo gerador; c) As tensões de fase e de linha na carga; d) A queda de tensão na linha (valores de fase e de linha). e) Desenhar os fasores de tensões e de corrente do gerador.

Exercício

30

Fórmula para circuito estrela equilibrado

31

𝑽𝑨𝑵 = 𝑰𝑨 𝑹 + 𝑹𝑪𝒂𝒓𝒈𝒂 + 𝒋 𝑿 + 𝑿𝑪𝒂𝒓𝒈𝒂

𝑰𝑨=

𝑽𝑨𝑵

𝑹+𝑹𝑪𝒂𝒓𝒈𝒂+𝒋 𝑿+𝑿𝑪𝒂𝒓𝒈𝒂

Sistema em Estrela e carga equilibrada em Triângulo

32

Sistema em Estrela e carga equilibrada em Triângulo

33

Sistema em Triângulo – Correntes de carga em um alimentador de distribuição

34

Sistema em Triângulo

O Relé/Religador que protege este circuito está ajustado com pickup de neutro de 15 A.

Tendo em vista a figura anterior (correntes de um Al. De distribuição 13,8 kV), por que o RA não atua por desequilíbrio?

35

Sistema em Estrela-aterrado

É o caso de uma carga equilibrada ou não, ou de um transformador ligado em Y aterrado;

36

cbaNIIII

Sistema em Estrela-aterrado

Assim, só poderá existir corrente de sequência zero em um sistema com neutro ou aterrado.

37

03

aNII

Sistema em Triângulo

É o caso de carga em delta desbalanceado ou em ligação de transformador em delta com uma fase aberta.

38

0 cba III

00

aI

Sistema em Triângulo

Supondo que na figura anterior seja convertido para um sistema em Y e o condutor da fase C está aberto (corrente de 25 A na fase A.

39

Sistema em Triângulo

A linha C estando aberta, toda a corrente retornará pela fase B defasada de 180°da corrente da fase A.

40

025A

I

ABII

0C

I

Sistema em Triângulo

Para este caso, não há atuação da proteção de sobrecorrente de neutro, ou seja, o circuito ficará energizado.

Existe alguma proteção para este tipo de defeito?

41

Sistema em Triângulo

Proteção por sequência negativa é uma ótima opção para circuitos com ligação em triângulo.

42

Revisão Trigonometria

43

Revisão Trigonometria

44

Revisão Trigonometria

45

Revisão Trigonometria

46

Fator de Potência e a Energia Reativa

Para fazer os motores, transformadores e outros equipamentos com enrolamentos funcionarem, são necessárias a energia ativa e a energia reativa. A energia reativa produz o fluxo magnético nas bobinas dos equipamentos, para que os eixos dos motores possam girar. Já a energia ativa é aquela que executa de fato as tarefas, fazendo os motores girarem para realizar o trabalho do dia-a-dia.

47

Fator de Potência e a Energia Reativa

Apesar de necessária, a utilização de energia reativa deve ser a menor possível. O excesso de energia reativa exige condutor de maior secção e transformador de maior capacidade, além de provocar perdas por aquecimentos e queda de tensão.

48

Fator de Potência e a Energia Reativa

49

Fator de Potência e a Energia Reativa

Fator de Potência

É um índice que relaciona a energia ativa e reativa de uma instalação elétrica, sendo um dos principais indicadores de eficiência energética. O fator de potência próximo de 1 indica pouco consumo de energia reativa em relação à energia ativa.

50

Fator de Potência e a Energia Reativa

O fator de potência é classificado em indutivo ou capacitivo.

O fator de potência indutivo significa que a instalação elétrica está absorvendo a energia reativa. A maioria dos equipamentos elétricos possui características indutivas em função das suas bobinas (ou indutores), que induzem o fluxo magnético necessário ao seu

funcionamento.

51

Fator de Potência e a Energia Reativa

O fator de potência capacitivo significa que a instalação elétrica esta fornecendo a energia reativa. São características dos capacitores que normalmente são instalados para fornecer a energia reativa que os equipamentos indutivos absorvem. O fator de potência torna-se capacitivo quando são instalados capacitores em excesso. Isso ocorre, principalmente, quando os equipamentos elétricos indutivos são desligados e os capacitores permanecem ligados na instalação elétrica.

52

Fator de Potência e a Energia Reativa

53

Fator de Potência e a Energia Reativa

54

Fator de Potência e a Energia Reativa

Potência Aparente >>> S >>> dada em VA

Potência Ativa>>> P >>> dada em W

Potência Reativa >>> Q >>> dada em VAr

55

Potência Aparente (S) e Fator de Potência (FP)

56

Exercício

57

DÚVIDAS ?

58