Variações de tensão de longa duração abrangem desvios da raiz do valor quadrático médio (valor eficaz) por mais de 1 min. A ANSI especifica as tolerâncias de tensão em estado estacionário esperadas em um sistema de energia. Uma variação de tensão é considerada de longa duração quando os limites de ANSI são excedidos por mais de 1 minuto.
Variações de longa duração podem ser divididas em sobretensões ou subtensões. Sobretensão e subtensão geralmente não são o resultado de falhas no sistema, mas são causadas por variações de carga no sistema e nas operações de comutação do sistema. [11]
3.2.3.2.1.
Sobretensão
Uma sobretensão é um aumento na tensão eficaz superior a 1,1 na frequência fundamental por um período superior a 1 min.
Sobretensões são geralmente o resultado da mudança de carga (desenergizando uma grande carga ou energizando um banco de capacitores). As sobretensões resultam porque o sistema é fraco para a regulação de tensão desejada ou os controles de tensão
72 são inadequados. Configurações incorretas de derivação nos transformadores também podem resultar em sobretensões no sistema. [11]
3.2.3.2.2.
Subtensão
Uma subtensão é uma diminuição da tensão eficaz para valores menores que 0,9 pu na frequência fundamental por um período superior a 1 min.
As subtensões são o resultado da alternância de eventos que são o oposto dos eventos que causam sobretensões. A entrada de uma carga ou um desligamento de um banco de capacitores dos sistemas, pode causar subtensão até que a regulação de tensão no sistema possa trazer a tensão de volta aos valores toleráveis. Os circuitos sobrecarregados também podem resultar em subtensões.
3.2.3.3. Variações de Tensão de Longa Duração
Esta categoria abrange a IEC de quedas de tensão e interrupções curtas. Cada tipo de variação pode ser designado como instantâneo, momentâneo ou temporário, dependendo da sua duração, conforme apresentado na Tabela 3.
As variações de tensão de curta duração são causadas por condições de falha, pela energização de grandes cargas que exigem altas correntes de partida ou por conexões soltas intermitentes na fiação de energia. Dependendo da localização da falha e das condições do sistema, a falha pode causar quedas de tensão temporárias (afundamentos), aumentos de tensão (elevação) ou uma perda completa de tensão (interrupções). A condição de falha pode ser próxima ou afastada do ponto de interesse. Em qualquer um dos casos, o impacto na tensão durante a condição real de falha é da variação de curta duração até que os dispositivos de proteção operem para eliminar a falha. [11]
3.2.3.3.1.
Interrupção
Uma interrupção ocorre quando a tensão de alimentação ou a corrente de carga diminui para menos de 0,1 pu por um período não superior a 1 min.
As interrupções podem ser o resultado de falhas no sistema de energia, falhas no equipamento e mau funcionamento do controle. As interrupções são medidas pela sua duração, uma vez que a magnitude da tensão é sempre inferior a 10% da nominal. A duração de uma interrupção devido a uma falha no sistema da concessionária é determinada pelo tempo de operação dos dispositivos de proteção da concessionária. O religamento instantâneo geralmente limitará a interrupção causada por uma falha não
73 permanente a menos de 30 ciclos. O religamento tardio do dispositivo de proteção pode causar uma interrupção momentânea ou temporária.
Algumas interrupções podem ser precedidas por uma queda de tensão quando essas interrupções são causadas por falhas no sistema de origem. A queda de tensão ocorre entre o momento em que uma falha é iniciada e o dispositivo de proteção opera. A Figura 53 mostra uma interrupção momentânea durante a qual a tensão em uma fase diminui para cerca de 20% por cerca de 3 ciclos e depois cai para zero por cerca de 1,8 segundos até o religador fechar novamente. [11]
3.2.3.3.2.
Afundamento de Tensão
Um afundamento é uma diminuição entre 0,1 e 0,9 pu na tensão ou corrente eficaz na frequência fundamental por durações de 0,5 ciclo a 1 min.
Os afundamentos de tensão geralmente estão associados a falhas no sistema, mas também podem ser causados pela energização de cargas pesadas ou pela partida de grandes motores. A Figura 54 mostra uma queda de tensão típica que pode ser associada a uma falha fase-terra em outro alimentador da mesma subestação. Existe uma queda de 80% por cerca de 3 ciclos até que o disjuntor da subestação seja capaz de interromper a corrente de falha. Os tempos típicos de eliminação de falhas variam de 3 a 30 ciclos, dependendo da magnitude da corrente de falha e do tipo de proteção de sobrecorrente.
Figura 53 - Tensões eficazes trifásica pra um interrupção momentânea devido a uma falha e em seguida a operação do religador.
74 Figura 54 - Afundamento de tensão causado falha fase-terra. (a) Afundamento tensão eficaz. (b)
Afundamento na onda senoidal
Fonte: Electrical Power Systems Quality
3.2.3.3.3.
Elevação de Tensão
Uma elevação de tensão é definido como um aumento para entre 1,1 e 1,8 pu em tensão ou corrente eficaz na frequência fudamental por durações de 0,5 ciclo a 1 min.
Assim como as afundamentos, os aumentos de tensão são geralmente associados às condições de falha do sistema, mas não são tão comuns quanto os afundamentos de tensão. Uma maneira de ocorrer elevação é pelo aumento temporário da tensão nas fases sem falha durante uma falta fase-terra. A Figura 55 ilustra um aumento de tensão causado por uma falha fase-terra. Os aumentos também podem ser causados desligando uma carga grande ou energizando um grande banco de capacitores.
Figura 55 - Aumento instantâneo de tensão causado por falha fase-terra
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