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Estudo de seletividade ou estudo de coordenação e seletividade são realizados para otimizar o sistema de proteção elétrica de uma instalação, de maneira a garantir que os dispositivos (disjuntores, fusíveis, relés) atuem de maneira rápida e precisa para eliminar as faltas, desligamento somente os circuitos onde há o defeito ou os que são alimentados por ele, sem interromper o fornecimento para circuitos onde não haja problemas.

Para a realização de um bom estudo de coordenação e seletividade, é fundamental a realização de um estudo ou cálculo de curto circuito da instalação.

Os Estudos de Curto-Circuito realizados nos sistemas elétricos podem ter diferentes finalidades, tais como as seguintes:

- Verificação da capacidade de ruptura dos disjuntores.

- Verificação da capacidade dos disjuntores de suportarem os esforços dinâmicos produzidos pelas correntes de curto-circuito assimétricas máximas.

- Obter as contribuições subtransitórias e transitórias dos ramos ligados ao ponto de defeito, as quais servirão como subsídio para determinar os ajustes dos dispositivos de proteção.

Os estudos tem, potanto, como objetivo principal, a obtenção das contribuições subtransitórias e transitórias, visando à determinação dos ajustes dos dispositivos de proteção.

A partir do diagrama unifilar e dos dados do sistema, o programa gera a matriz admitância (Ybus). A matriz Ybus é quadrada com tamanho correspondente a quantidade de barras do sistema. As características da matriz Ybus permitem sua inversão, obtendo-se assim a matriz de impedâncias (Zbus) e com isso tornando possível o cálculo das correntes de falta nas barras, utilizando-se a Lei de Ohm.

Faltas Equilibradas

As correntes de falta em um sistema trifásico podem ser equilibradas através de todas as três fases ou desequilibradas. Faltas desequilibradas envolvem uma ou duas fases, nunca as três. A corrente de falta trifásica simétrica eficaz (falta equilibrada) é freqüentemente considerada a máxima corrente de falta na barra. Entretanto, em certas condições de sistemas, a falta desequilibrada pode apresentar maior valor de corrente que a falta trifásica.

Para que os cálculos sejam efetuados a Primeira Lei de Ohm deve ser definida:

[E] = [Z]*[I]

Onde:

E: Matriz tensão da barra

Z: Matriz impedância da barra; conhecida como a matriz Zbus

I: Matriz da corrente nodal da barra.

A impedância Z em notação complexa:

Z = R + jX

Onde:

R: Resistência

jx: Reatância

Circuito Thévenin Equivalente

O Estudo de Curto-Circuito formula as equações dos nós aplicando a Lei de Kirchoff das Correntes. Para a determinação da corrente de falta utiliza-se a impedância equivalente (reduzida) de Thévenin, para cada ponto de falta (nó).

A corrente de curto-circuito é calculada por:

[I] = [E] / [Zth]

Corrente Assimétrica

No caso subtransitório, além das correntes simétricas, o programa calcula também o fator de assimetria, a partir da relação X/R, e a seguir determina o valor da corrente assimétrica. Esses fatores de assimetria são obtidos do IEEE Std 241-1974, tabela 61, página 241.

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