Sistemas por unidade

Sistema por unidade
Manuel António Matos 1992, 2003

O sistema "por unidade", ou, mais brevemente, sistema p.u., consiste na definição de valores de base para as grandezas (tensão, corrente, potência, etc.), seguida da substituição dos valores das variáveis e constantes (expressas no Sistema Internacional de unidades) pelas suas relações com os valores de base pré-definidos. Para uma grandeza G o valor em p.u. numa base Gb obtém-se então através da expressão Gpu=G/Gb.
Exemplo 1: Numa base de corrente Ib=50 A, a corrente I=30 A terá o valor I pu =
I 30 = = 0,6 pu A . I b 50

Os cálculos serão realizados no sistema p.u., e os resultados finais novamente convertidos para o S.I. através de G=Gpu.Gb, ou seja, multiplicando o valor em p.u. pelo valor da base. Bases Dadas as relações existentes entre as unidades, só poderão definir-se duas bases independentes, a partir das quais se calculam todas as outras. Num sistema de energia, definem-se vulgarmente como bases independentes a potência aparente total Sb para o sistema e a tensão composta Vb num barramento determinado. A partir desses valores, definem-se trivialmente as bases de potência por fase (Sb/3) e de tensão simples (Vb/ 3 ), e também as bases para a potência activa e reactiva, numericamente iguais à base de potência aparente. Por sua vez, as bases de impedância e corrente calculam-se através das expressões:

Zb =

(Vb )2
Sb

Ib =

Sb 3.Vb

Numa rede com vários níveis de tensão, cujas zonas são definidas pelos transformadores existentes, haverá uma base de tensão para cada zona, sendo conveniente que as relações entre as bases de zonas adjacentes sejam iguais às relações de transformação dos transformadores que as ligam (nessa hipótese, os transformadores terão, em p.u., uma relação de transformação 1:1, o que é extremamente cómodo). As bases de impedância e corrente serão também diferentes em cada zona, como é óbvio.

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Numa rede complexa, o procedimento a seguir para a definição das