Ao analisarmos o circuito elétrico observa-se que ao conectarmos uma determinada carga no sistema, a impedância de maior valor no sistema será da carga conectada, que irá determinar a corrente nominal do circuito.
Caso ocorra um curto-circuito no sistema o valor da corrente de curto será muito maior do que a corrente nominal do sistema, em consequência da baixa impedância do circuito, visto que a impedância da carga agora não irá limitar a corrente de curto-circuito. O sistema em regime permanente opera com ângulo da tensão quase em fase com o ângulo da corrente sendo este uma das principais características do circuito com impedâncias majoritariamente resistivas, porém no momento da falta a característica das impedâncias se torna predominantemente indutivas ocorrendo um deslocamento de quase 90° do ângulo da tensão com o ângulo da corrente.
Através da análise do circuito no momento do curto-circuito aplicando métodos de equações diferenciais no momento da falta, encontra-se a fórmula para calcular o valor da corrente de curto-circuito.
Através das equações obtemos 2 características de corrente no momento da falta que serão determinadas como componentes de curto-circuito AC e DC.
A componente AC é representada e descrita através da seguinte equação:
Através do gráfico a componente AC representa a parte simétrica do curto-circuito.
A componente DC é descrita através da fórmula:
Já a componente DC é responsável pelo fator de assimetria do curto-circuito, por ser uma fórmula exponencial negativa é possível observar que no início do gráfico o valor é elevado e com o passar do tempo os valores começam a tangenciar o eixo da corrente.
A partir destes 2 parâmetros conseguimos obter os valores da corrente de curto-circuito eficaz que é descrita pela seguinte formula:
Simetria do curto-circuito No momento em que realizamos a análise do curto-circuito observa-se que podem existir 2 tipos de curto-circuito, que são o simétrico e assimétrico.
O curto-circuito simétrico tem como definição a simetria do semi-ciclo positivo e negativo da corrente de curto-circuito no eixo do tempo.
Já o curto-circuito assimétrico tem como definição a assimetria do semi-ciclo positivo e negativo da corrente de curto-circuito no eixo do tempo.
Existem 2 fórmulas que podem definir o valor de assimetria do curto-circuito assimétrico, sendo que cada um deles irá determinar um parâmetro de análise:
- Fator de assimetria para valor eficaz
Em situações em que se deseja saber a relação de reatância e resistência quando só foram fornecidos os valores de curto-circuito simétrico e assimétrico pode utilizar a formula a seguir:
2. Fator de assimetria para valor de pico.
Na maioria dos casos calcula-se o valor assimétrico em ½ ciclo que é a pior condição do curto-circuito. Através das equações descritas anteriormente concluímos que o fator de assimetria do curto-circuito é caracterizado pelo ângulo no momento da falta e pela relação de reatância e resistência. Isto implica que os curto-circuito assimétricos ocorrem em regiões com um alto valor de indutância onde a reatância possuem valores muito elevados em relação a resistência, estes locais costumam estar localizados nos pontos mais próximos de geradores. É importante realizar uma análise da relação entre a reatância e a resistência para determinar a especificação de alguns equipamentos como TC’s de proteção, disjuntores, transformadores, entre outros.
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Referências Bibliográficas: Proteção e seletividade em sistemas elétricos industriais – Cláudio Mardegan
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