Questão de Transmissão de Energia · FGV EPE 2024 (nº 49)

Em sistemas elétricos, um curto-circuito é uma falha que causa um fluxo de corrente muito alto. A magnitude dessa corrente depende do tipo de falha (por exemplo, trifásica ou monofásica) e das impedâncias de sequência (positiva, negativa e zero) do sistema. Transformadores com conexão Delta-Estrela aterrada têm uma característica especial: a conexão Delta bloqueia a passagem de correntes de sequência zero do lado Delta para o lado Estrela, o que afeta diretamente o cálculo da corrente de falta monofásica no lado Estrela.

• (A) Incorreta: A análise das impedâncias de sequência para este tipo de transformador e falha no secundário mostra que a falta trifásica é inferior à monofásica.
• (B) Incorreta: A relação entre as magnitudes das faltas não é de superioridade da trifásica e não depende dessa condição específica da reatância do transformador em relação à reatância de sequência zero do primário, pois a conexão Delta bloqueia a influência da impedância de sequência zero do sistema primário.
• (C) Incorreta: As magnitudes não são iguais. A impedância de sequência zero no secundário (lado estrela) é significativamente diferente da impedância de sequência positiva, levando a correntes de falta distintas.
• (D) Correta: Para uma falta no secundário (lado Estrela aterrada) de um transformador Delta-Estrela aterrada, a impedância de sequência zero vista do ponto da falta é apenas a impedância de sequência zero do próprio transformador ($Z_{T0}$), que é aproximadamente igual à sua impedância de sequência positiva ($Z_{T1}$). As impedâncias de sequência positiva e negativa totais para a falta são $Z_{S1} + Z_{T1}$ (onde $Z_{S1}$ é a impedância de sequência positiva do sistema). A corrente de falta trifásica é $I_{3\phi} = V / (Z_{S1} + Z_{T1})$, enquanto a corrente de falta monofásica é $I_{1\phi} = 3V / (2(Z_{S1} + Z_{T1}) + Z_{T1})$. Comparando as duas, $I_{3\phi} < I_{1\phi}$ se $2(Z_{S1} + Z_{T1}) + Z_{T1} < 3(Z_{S1} + Z_{T1})$, o que simplifica para $2Z_{S1} + 3Z_{T1} < 3Z_{S1} + 3Z_{T1}$, ou $0 < Z_{S1}$. Como a impedância do sistema ($Z_{S1}$) é sempre positiva, a falta trifásica é sempre inferior à falta monofásica, independentemente do valor da reatância do transformador. A informação sobre as faltas no primário ser idênticas ($I_{3\phi,prim} = I_{1\phi,prim} \implies Z_{S1} = Z_{S0}$) é um distrator, pois a conexão Delta impede que $Z_{S0}$ influencie a falta no secundário.
• (E) Incorreta: A relação é de inferioridade, mas a condição apresentada para a reatância do transformador não é o fator determinante. A relação $I_{3\phi} < I_{1\phi}$ é válida para qualquer reatância positiva do transformador e do sistema.