Queda de tensão em redes de distribuição, Notas de aula de Eletrotécnica

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Rede Secundária de

distribuição: cálculo de queda

de tensão

Disciplina de Redes de Distribuição e Subestações

O que é queda de tensão?

• Em um circuito elétrico, a queda de tensão pode ser entendida como uma irregularidade em relação aos valores pré-estabelecidos de tensão que é encontrada em algum ponto deste circuito.
• A mesma pode ser definida matematicamente como: ∆𝑉 = 𝑡𝑒𝑛𝑠ã𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 − 𝑡𝑒𝑛𝑠ã𝑜 𝑑𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎
• Normalmente a queda de tensão é apresentada em % da tensão de entrada ∆𝑉(%) = 𝑡𝑒𝑛𝑠ã𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 − 𝑡𝑒𝑛𝑠ã𝑜 𝑑𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑡𝑒𝑛𝑠ã𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎

Observações importantes

Existem determinados tipos de carga que podem ocasionar flutuações de tensão na rede de distribuição tanto secundária quanto primária:

• Motores:
• máquinas de raio x
• Fornos a Arco
• máquinas de solda

Observações importantes

A “tensão de entrada” pode ser entendida como sendo a tensão a partir dos pontos em que se deseja realizar a análise desta queda de tensão. A tensão de entrada pode ser considerada, por exemplo:

• Nos terminais das fontes de geração
• Nos terminais de transformadores
• No ponto de entrega de energia por parte da concessionária
• Tensão entre barramentos de quadros de distribuição e painéis elétricos
• Para o nosso caso, a tensão de entrada será considerada a tensão dos terminais secundários dos transformadores de distribuição

Observações importantes

• Observação importante: a queda de tensão sempre existirá, por menor que seja a distância entre o ponto considerado como tensão de entrada e a carga. No entanto existem faixas de tensão permissíveis em que as mesmas podem oscilar:

Observações importantes

• Manter os níveis de tensão das redes de distribuição dentro dos seus patamares máximos e mínimos estão entre os requisitos de fundamental importância para que estas operem adequadamente.
• A COPEL recomenda as seguintes medidas para ajudar a manter os níveis de tensão dentro dos valores adequados: I. Inspeção e pequenas manutenções II. Balanceamento de cargas III. Fechamento do circuito em Anel IV. Remanejamento de cargas V. Deslocamento do Transformador VI. Aumento da bitola dos condutores VII. Divisão de circuitos secundários

Métodos para o cálculo de queda de tensão

Os métodos para cálculo de quedas de tensão variam desde as formas mais complexas ( com solução iterativa) até métodos mais simples, que podem chegar a desprezar determinados efeitos e termos matemáticos das equações que a modelam

• O método tratado neste curso será aquele que é indicado nas normas de Projetos de redes de distribuição da COPEL, para redes de distribuição secundária. O mesmo pode ser encontrado em: NTC 841001 – Projetos de Redes de Distribuição Urbana e NTC 841200 – Projeto de Redes de Distribuição Secundária Isolada. Trata-se de um método simplificado, mas que é o mais utilizado nestes tipos de projetos.

Cálculo de Queda de Tensão

• Pela NTC 841001 – Projetos de Redes de Distribuição Urbana - Considerando o método aproximado a ser trabalhado neste curso, o cálculo da queda de tensão em circuitos trifásicos é dada pela equação abaixo: ∆𝑉(%)𝑇𝑟𝑖𝑓á𝑠𝑖𝑐𝑜= 𝑅 𝑘𝑚 .𝑐𝑜𝑠∅+ 𝑥 𝑘𝑚 .𝑠𝑒𝑛∅ 𝑉𝑙𝑖𝑛ℎ𝑎^2 . L hm. 100. S % = k. L. S [%]
• O chamado Coeficiente de queda de tensão “k”, é dado por: k= 𝑅 𝑘𝑚 .𝑐𝑜𝑠∅+ 𝑥 𝑘𝑚 .𝑠𝑒𝑛∅ 𝑉𝑙𝑖𝑛ℎ𝑎 2

. 10000 [

% kVA.hm

]

Cálculo de queda de tensão

• Ilustração carga concentrada [kVA], carga distribuída [kVA] em relação a A e distância em metros :

Cálculo de queda de tensão

• O cálculo da carga total a ser considerada no trecho, segundo a norma, segue a expressão: 𝑇 =

• T é a carga total a ser considerada no trecho [ kVA]
• D é a carga distribuída [kVA]
• C é a carga concentrada [kVA]

Cálculo de Queda de tensão

Considerações importantes: o espaçamento entre condutores (rede aérea) encontra-se na tabela abaixo:

Cálculo de Queda de Tensão

• Os valores de Resistência e Reatância por km encontram-se na tabela abaixo (rede aérea):

Cálculo de queda de tensão

Observações importantes:

• As tabelas abaixo foram retiradas da NTC 841001 da Copel. Assim os padrões de condutores, espaçamentos, entre outros, valem para análises de redes de distribuição secundária aéreas da COPEL. Para outras concessionárias, consultar normas especificas;
• Os valores de coeficientes de queda de tensão da tabela 01 do slide anterior, valem para cargas com fator de potência considerado 0,85. Para outros fatores de potência, deve-se realizar o cálculo com base nas expressões de queda de tensão apresentadas anteriormente;
• Foram apresentadas apenas as tabelas que serão necessárias as atividades em sala de aula. Para consultar todas as possibilidades, consultar a norma na integra;

Referencias

• NTC 841001 – Projetos de Redes de Distribuição Urbana
• NTC 841200 – Projeto de Redes de Distribuição Secundária Isolada
• Notas de aula da disciplina de distribuição de energia elétrica. Professor Fernando Monteiro de Figueiredo. Universidade de Brasília (UNB),2006.
• Links e sites: https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/3463656/mod_resource/content/1/SEL 437_Aula08_Motores01_2017.pdf https://telemedicinamorsch.com.br/blog/equipamento-de-raio-x https://www.palaciodasferramentas.com.br/produto/6866/maquinas-de- solda/soldas-tiginversoras/maquina-de-solda-tig-e-inversora-210a-bivolt-ak210- usk/ https://pt.made-in-china.com/co_emilydong/product_Electric-Arc- Furnace_hyuheuyuy.html