Definição: Diagrama unifilar é a representação de um sistema de potência usando o símbolo simples para cada componente. O diagrama unifilar de um sistema de energia é a rede que mostra as principais ligações e disposição dos componentes do sistema juntamente com os seus dados (tais como a potência nominal, tensão, resistência e reactância, etc.).
Não é necessário mostrar todos os componentes do sistema num diagrama unifilar de linha, por exemplo, o disjuntor não precisa de ser mostrado no estudo do fluxo de carga, mas é o must para um estudo de protecção. No diagrama unifilar, o componente do sistema é normalmente desenhado sob a forma dos seus símbolos. As ligações do gerador e transformador, estrela, delta e ligação à terra neutra são indicadas por símbolos desenhados ao lado da representação destes elementos.
Disjuntores são representados por blocos rectangulares. A figura mostrada abaixo representa o diagrama unifilar de um sistema de blocos típico. É difícil desenhar o diagrama unifilar dos poucos componentes. Assim, para simplificar, o diagrama de impedância é utilizado para representar os componentes do sistema de potência.
Diagrama de impedância para o sistema de potência
No diagrama de impedância, cada componente é representado pelo seu circuito equivalente, por exemplo, o gerador síncrono na estação geradora por uma fonte de tensão em série com a resistência e reactância, o transformador por um circuito equivalente nominal ∏. A carga é assumida como passiva e é representada por uma reactância resistiva e indutiva na série. A impedância de ligação à terra neutra não aparece no diagrama, uma vez que a condição equilibrada é assumida.
O diagrama mostrado abaixo é o diagrama trifásico equilibrado. É também chamado diagrama de sequência positiva. Três diagramas separados são também utilizados para representar as redes de sequência positiva, negativa e zero. Os três diagramas de impedância separados são utilizados no curto-circuito para os estudos de falha assimétrica.
O diagrama de impedância pode ser ainda mais simplificado, fazendo certas suposições e reduzido a uma reactância simplificada. O diagrama de reactância é desenhado negligenciando a resistência efectiva da armadura do gerador, a resistência do enrolamento do transformador, a carga da linha de transmissão e o circuito de magnetização dos transformadores. O diagrama de reactância do sistema de potência é mostrado abaixo.
Diagrama de reactância do sistema de potência
O diagrama de reactância dá um resultado preciso para muitos estudos do sistema de potência, tais como estudos de curto-circuito, etc. A resistência do enrolamento, incluindo a resistência da linha, é bastante pequena em comparação com a reactância de fuga e o caminho de derivação que inclui a carga da linha e o circuito de magnetização do transformador proporcionam uma impedância paralela muito elevada com falha.
reactância-diagrama para o sistema de potência
Considera-se que se a resistência for inferior a um terço da reactância, e a resistência for ignorada, então o erro introduzido não será superior a 5%. Se a resistência e a reactância ignoradas forem ignoradas, podem ser introduzidos erros até 12%. Os erros significam que o seu cálculo dá um valor mais elevado do que o valor real.