29.4 : Matriz de Impedância de Barramento

O cálculo de correntes de falta subtransitórias para faltas trifásicas em um sistema de energia de barramento N envolve o uso da rede de sequência positiva. Quando um curto-circuito trifásico ocorre em um barramento específico, a análise usa o método de superposição para avaliar dois circuitos separados.

No primeiro circuito, todas as fontes de tensão da máquina são curto-circuitadas, deixando apenas a fonte de tensão de pré-falta no local da falha. A matriz de impedância de barramento de sequência positiva pode ser determinada resolvendo as equações nodais, que incorporam a matriz de admitância de barramento de sequência positiva. Com uma única fonte de tensão no barramento com falha, a solução matricial das equações nodais fornece a corrente de falha e a tensão em qualquer barramento.

O segundo circuito reflete as condições de pré-falta. Ao negligenciar as correntes de carga de pré-falta, todas as tensões são consideradas iguais à tensão de pré-falta. O circuito equivalente para correntes de curto-circuito inclui impedâncias próprias e mútuas. Ao negligenciar as correntes de carga pré-falha, presume-se que todas as máquinas síncronas tenham fontes de tensão interna iguais, que podem ser representadas por uma única fonte equivalente.

Inicialmente, com o interruptor aberto, todas as correntes são zero e cada barramento tem uma tensão igual. Quando o interruptor fecha, ocorre um curto-circuito no barramento designado, fazendo com que sua tensão caia para zero.

Esta abordagem fornece um método abrangente para determinar as correntes de falha subtransitórias e seu impacto no sistema de energia. Ao focar na rede de sequência positiva e utilizar o princípio da superposição, os engenheiros podem prever com precisão o comportamento do sistema durante uma falha. Este método garante que interrupções e danos potenciais possam ser minimizados, contribuindo para a estabilidade e confiabilidade do sistema de energia.

Entender a dinâmica das correntes de falha subtransitórias é crucial para o projeto e gerenciamento eficazes do sistema de energia. Ao modelar e analisar com precisão as condições de falha, os engenheiros podem desenvolver estratégias para mitigar os efeitos das falhas, garantindo a operação contínua e estável das redes elétricas. Esta análise forma a base para projetar sistemas robustos capazes de suportar e se recuperar de falhas de forma eficiente.