29.1 : Transientes de Circuito Série R-L

Em um circuito resistor-indutor série (R-L), fechar o interruptor no início do período de tempo simula um curto-circuito trifásico, uma condição de falha em que todas as três fases de uma máquina síncrona descarregada são curto-circuitadas. Quando não há impedância de falha e nenhuma corrente inicial, a tensão inicial é determinada pelo ângulo de fase da tensão da fonte.

Usar a Lei de Tensão de Kirchhoff (KVL) para analisar este circuito ajuda a determinar a corrente de falha assimétrica total, que consiste em dois componentes principais. A corrente de falha CA, também conhecida como corrente de falha simétrica ou de estado estável, segue um padrão sinusoidal. Por outro lado, a corrente de deslocamento CC diminui exponencialmente ao longo do tempo, com sua taxa de decaimento definida pela razão de indutância para resistência. A magnitude do deslocamento CC varia com o ângulo da fonte, atingindo o pico em um ângulo de fase específico da fonte.

O cálculo da corrente de falha assimétrica RMS, incluindo o deslocamento CC máximo, envolve expressar a constante de tempo e o tempo em termos de ciclos e frequência. Essa corrente assimétrica RMS é encontrada multiplicando a corrente de falha CA RMS por um fator de assimetria. O fator de assimetria reflete a influência da corrente de deslocamento CC. À medida que a constante de tempo aumenta, a corrente RMS diminui, o que demonstra o efeito da relação indutância-resistência na corrente. Maiores relações de reatância para resistência resultam em maiores valores de corrente RMS.

Essa análise é essencial para entender as condições de falha em circuitos elétricos e projetar sistemas para lidar com tais eventos. Ao considerar os diferentes componentes da corrente de falha e sua dependência dos parâmetros do circuito, os engenheiros podem prever e mitigar melhor os efeitos das falhas em sistemas elétricos. Esse conhecimento é essencial para garantir a confiabilidade e a segurança dos sistemas de energia.