CÁLCULO DO CURTO CIRCUITO PELO MÉTODO KVA

Paulo Eduardo Mota Pellegrino

 

Introdução

 

            Este método permite calcular os valores de curto circuito em cada ponto do Sistema de energia elétrica (SEE). Enquanto o método em pu é um pouco abstrato e apresenta uma certa dificuldade de imediata interpretação, o método das potências (KVA) fornece uma maneira fácil de visualizar o fluxo das correntes de curto circuito e tudo isso utilizando-se de uma simples calculadora de quatro (4) operações e independente da complexidade do SEE.

 

            Este método é simples porque não há necessidade de mudança de bases como aquelas exigidas pelo método pu pois as potências são iguais tanto do lado primário quanto do secundário de um trafo. Além disso não efetua cálculos com números complexos. Convém lembrar que no método pu há necessidade de efetuar cálculos separados para cada ponto do sistema, o que não ocorre com o método das potências.

 

            Num curto circuito, os KVA fornecidos pelos motores é igual àqueles produzidos pela corrente de partida dos mesmos; e os KVA fornecidos pelos geradores é igual à potência nominal dividida pela reatância subtransitória em pu. Por exemplo, um gerador de 1000 KVA com xd”= 0.15 produz uma potência de curto circuito de 1000/0.15 ou 6666 KVA. Um motor de 100 HP produz uma potência de curto circuito de 100/0.17 ou 588 KVA (fazendo 1 HP = 1 KVA). No caso de um gerador e um motor conectados ao mesmo barramento tem-se uma potência de curto circuito de 6666 + 588 = 7254 KVA. Se, por exemplo, a potência de curto circuito da concessionária de energia elétrica (CEE) for de 100 MVA temos então um total de 107254KVA naquele barramento.

 

            Comparado com os demais métodos normalmente utilizados pelos caros e complexos softwares comerciais, este método apresenta uma variação de 3% e, portanto, o método do KVA torna-se uma ferramenta útil para verificar os resultados obtidos por aqueles softwares.

 

O conceito de KVA equivalente

 

            Todos os métodos formais de cálculo da corrente de curto circuito de um sistema de potência baseia-se na manipulação das impedâncias dos elementos que compõem o sistema. Esta manipulação consiste em determinar a impedância equivalente para cada ponto do sistema para os quais pretende-se determinar a corrente de curto circuito. Uma vez determinada a impedância equivalente, a corrente de curto circuito é determinada pela equação Icc= E/Zeq.  Este procedimento significa que um SEE com 30 elementos requer o cálculo de 30 impedâncias equivalentes para determinar o curto circuito em cada um deles.

 

            O método das potências elimina a quantidade de cálculos acima e os valores de curto circuito são conhecidos num único procedimento de cálculo simplesmente manipulando-se potências equivalentes em KVA ao invés de impedâncias. Então, a potência de curto circuito será determinada numa única vez e para cada ponto do sistema e a corrente de curto será calculada pela equação Icc=KVAcc/( \/-3 * Kv ).

            Durante a operação normal, os KVA dos geradores fluem em direção às cargas através dos cabos, transformadores e reatores cujas impedâncias limitam a quantidade dos KVA que podem fluir através deles. Durante um curto circuito, motores geram KVA e nesta condição os geradores e motores fornecem os KVA através dos cabos, trafos e reatores até o ponto de curto circuito.

 

KVA equivalente dos elementos do SEE ...

 

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