Conceitos básicos de eletrotécnica aplicada – 9ª parte

Cargas das instalações e linearidade – cargas não lineares e fator de potência (continuação)

Grandezas em por unidade (pu)

Para a interpretação de informações de assuntos relacionados à qualidade de energia é importante o conhecimento do conceito das grandezas por unidade ou p.u. As normas estabelecem em seus limites, normalmente, valores nessa grandeza relativa a alguma variável na mesma dimensão de medida. Por exemplo, os limites máximos e mínimos de fornecimento da tensão eficaz em ± 10% da tensão nominal pode ser representado por tensão mínima em 0,9 pu e tensão máxima em 1,1 pu.

Potência de base: normalmente assumem-se valores convenientes de potência de base conforme a aplicação. É comum se adotar valores de 100 MVA para cálculos em sistemas de potência. Caso o sistema a ser estudado seja alimentado por um trafo de 2 MVA, esta poderá ser a potência de base escolhida.

A tensão de base é a tensão nominal do sistema que se está investigando. As outras grandezas são derivadas das duas acima. Assim, a impedância de base será a relação da tensão de base ao quadrado pela potência de base:

Em um sistema trifásico, a corrente de base será:

A representação das grandezas por unidade será sempre por minúsculas e se refere à relação entre a grandeza que se está avaliando relacionada à outra grandeza de base com a mesma dimensão (V, A, ohm ou kVA). Então:

e assim por diante.

Dessa maneira, um transformador que possui os dados de placa e que se deseja estimar a corrente de curto no barramento ou se deseja conhecer a impedância em ohms:

A tensão de base será a tensão secundária de 380 V e a estimativa da corrente de curto-circuito no secundário do trafo. A corrente de curto será:

A corrente de curto será da ordem de 16 vezes a corrente nominal.

A corrente de base é de 1521 A, portanto, a corrente de curto será de:

De forma direta calcula-se a corrente nominal do trafo (de base) que será:

A corrente de curto-circuito trifásica será a relação da corrente nominal com a impedância:

Caso seja necessário estimar a impedância do trafo em ohms para estimativa da tensão harmônica em outras frequências harmônicas: