Sistemas de Potência, Proteção e Transmissão
Conceitos centrais
Sistemas de potência: geração, transmissão, distribuição; valores por unidade (pu); modelo de linha (resistência, reatância, capacitância, efeito Ferranti); fluxo de potência; curto-circuito (simétrico e assimétrico); estabilidade (ângulo de rotor, curva potência-ângulo P = (E·V/X)·senδ).
Proteção: relés (sobrecorrente, distância, diferencial), transformadores de corrente e de potencial, coordenação e seletividade, disjuntores, religamento, zonas de proteção, aterramento. Transmissão: níveis de tensão, perdas (P_perda = I²R, reduzidas elevando V), compensação série e paralela, subestações.
Armadilhas típicas
- Confundir curto trifásico (simétrico) com monofásico (assimétrico, usa componentes simétricas).
- Ignorar a base do sistema pu ao converter valores.
- Achar que elevar tensão reduz a potência transmitida (reduz a corrente e as perdas, não a potência).
- Trocar a função do relé diferencial (protege equipamento comparando correntes nas extremidades) com a do relé de distância (protege linhas por impedância).
- Esquecer a seletividade: a proteção mais próxima da falta deve atuar primeiro.
Regra de ouro
Em pu: escolha S_base e V_base; Z_base = V_base²/S_base. Para proteção, pense em zona, tempo e seletividade.
Exemplo trabalhado
Linha com X = 0,5 pu, E = 1,0 pu e V = 1,0 pu. Potência máxima transferível ocorre em δ = 90°: P_max = (1,0·1,0)/0,5 = 2,0 pu. Se δ = 30°, P = 2,0·sen30° = 1,0 pu. Isso mostra que a transferência cresce com senδ até 90°, fundamento da estabilidade angular. Em transmissão, dobrar a tensão reduz a corrente à metade e as perdas a um quarto (I²R).