montar_rede
Monta uma REDE MULTIBARRA (concessionária e/ou gerador → transformadores →
cabos → quadros) e calcula o curto-circuito IEC 60909 em TODAS as barras de uma vez,
pelo mesmo algoritmo da plataforma (redução nodal do Anexo B: aceita alimentação
radial, em paralelo e malha), que reproduz o exemplo publicado da IEC TR 60909-4.
Use quando o usuário tem os dados de VÁRIOS equipamentos (típico de quem acabou de
ler uma folha de dados, uma carta da concessionária ou um memorial antigo), em vez
de chamar `calcular_curto_circuito` (que é de UM ponto) várias vezes.
Devolve também `projeto_json`: o arquivo de projeto da plataforma com a rede
inteira. Entregue esse conteúdo ao usuário para salvar como `.json` e abrir no
Workspace da plataforma (app.estudoseletricos.com/workspace/, botão "Abrir").
A rede aparece nas tabelas para ele CONFERIR e seguir para coordenograma, arco
elétrico e memorial. Nenhum valor extraído de
documento deve virar laudo sem essa conferência humana.
── barras: lista de objetos ────────────────────────────────────────────────
{"id": "SE_BT", "label": "Subestação 480 V", "Vn_kV": 0.48}
`id` é o identificador único (sem espaços é mais seguro); `Vn_kV` é a tensão
NOMINAL da barra em kV (0,48 = 480 V). A barra de conexão com a
concessionária é a que NÃO recebe nenhum elemento (nenhum `to_id` aponta
para ela): é ela a raiz da rede. Cada raiz tem de ser uma FONTE: a
concessionária ou a barra de um gerador.
── elementos: lista de objetos (o que liga uma barra à outra) ──────────────
element_type "transformer": {"from_id","to_id","element_type":"transformer",
"Sn_kVA":1000,"Vcc_pct":5.0,"Pcu_W":10000,"XR_trafo":null,"Rn_ohm":null}
Sn e Vcc são de PLAQUETA e obrigatórios (>0). `Pcu_W` = perdas no cobre;
`XR_trafo` (opcional) sobrepõe o X/R estimado por Pcu. Modelado como Dyn
(delta na alta, estrela na baixa). `Rn_ohm` = resistor de aterramento do
NEUTRO de baixa (NGR), em Ω: ausente = neutro SÓLIDO, e a resposta avisa
que foi assumido. Com NGR a fase-terra cai em ordem de grandeza: SEMPRE
informe quando a instalação tiver. `tipo_aterramento` (opcional) aceita
'solido' ou 'resistivo' (este exige Rn_ohm), como no
`calcular_curto_circuito`; 'isolado' é RECUSADO aqui (neutro isolado não
é modelado na rede multibarra). O aterramento é do TRANSFORMADOR, nunca
da `fonte`.
element_type "cable" (ou "busbar"): {"from_id","to_id","element_type":"cable",
"secao_mm2":95,"material":"Cu","comprimento_m":40,"num_conductors":1}
Liga barras de MESMA tensão (para mudar de tensão use "transformer").
Opcionais do cabo: `R_km`/`X_km` (Ω/km do fabricante) e as razões de
SEQUÊNCIA ZERO `k0_r` = R(0)/R(1) e `k0_x` = X(0)/X(1); ausentes, as da
CONSTRUÇÃO quando `secao_pe_mm2` vem (a seção do condutor de proteção, PE
ou PEN; `n_pe` PEs em paralelo, ausente = um por cabo; `material_pe`
'Cu'/'Al', ausente = o da fase; laço fase-PE do CLC/TR 50480), senão 4,0
e 3,0 (padrão não normativo). Só mudam a fase-terra e a bifásica-terra,
nunca o arco. `isolacao` ('PVC', 'EPR', que inclui o HEPR, ou 'XLPE') decide a
temperatura de fim de curto da corrente MÍNIMA (NBR 5410 Tab. 35: PVC
160 °C, 140 °C acima de 300 mm², EPR/XLPE 250 °C); ausente, 160 °C.
element_type "reactor": {"from_id","to_id","element_type":"reactor",
"u_kR_pct":6,"I_rR_A":400} (reator limitador, §6.5; u_kR e I_rR de plaqueta)
── fonte: a contribuição da concessionária (omita na rede só com gerador) ──
{"Vn_kV":13.8, "Scc_MVA":500, "XR":10, "Icc_1ph_kA":0, "XR_1ph":0}
Informe `Scc_MVA` OU `Icc_kA` (não os dois). `Vn_kV` é a tensão do ponto de
conexão. §7.1.2 d): use a contribuição MÁXIMA declarada pela concessionária,
não a de hoje, porque dimensionar pelo valor de hoje subdimensiona o equipamento
quando a rede reforça. `Icc_1ph_kA`/`XR_1ph` são opcionais (0 = estimar Z0).
`Icc_min_kA` (opcional): a corrente trifásica MÍNIMA que a concessionária
declara (modo de operação de menor curto, ≤ a máxima). Sem ela, a corrente
mínima é a da IEC 60909 §7.1.2 sobre a mesma fonte da máxima. A resposta a
ecoa em `fonte_minima_declarada_kA`.
── motores (opcional): contribuição de motores por barra ──────────────────
{"bus_id":"QD-01","P_kW":75,"n_motores":4,"cos_phi":0.85,"rendimento":0.92,
"Xd_sub_pu":0.17}
── geradores (opcional): gerador SÍNCRONO como fonte (IEC 60909-0 §6.6.1) ──
{"bus_id":"GMG","label":"GMG-01","Sn_kVA":360,"xd2_pu":0.15,"cos_phi":0.8,
"x0_pu":0.08,"aterramento":"solido"}
`Sn_kVA` e `xd2_pu` (x″d SATURADA, em pu: 15 % = 0,15) são da folha de dados
e obrigatórios; `cos_phi` atribuído (ausente = 0,8); `U_rG_kV` (ausente = a
tensão da barra; a mais de 10 % dela é recusa: com elevador, o
transformador é elemento da rede). Entra Z_GK = K_G·(R_Gf + jX″d), com o K_G
da Fórmula (18) na corrente máxima e R_Gf = 0,15·X″d em BT (0,07 ou 0,05 em
MT). `x0_pu` é o x(0) do gerador ATERRADO, da folha de dados; ausente, vale o
típico de 0,06 pu (CLC/TR 50480 §6.3.3; a resposta avisa); no resistivo o
caminho soma o resistor.
`aterramento`: 'solido' · 'resistivo' (com `Rn_ohm`, o
resistor do neutro, em Ω) · 'isolado'. Rede SÓ com gerador (o grupo de
emergência): omita `fonte`, e a barra do gerador é a raiz. Com concessionária
e gerador em paralelo, o curto soma os dois e a resposta ecoa cada gerador
em `geradores` (K_G e Z_GK, para conferir à mão). Sem decaimento: Ik = Ik″.
── cenarios (opcional): os cenários de OPERAÇÃO da instalação ─────────────
[{"nome":"Normal","fontes":["concessionaria"],"abertas":[["GMG","QTA"]]},
{"nome":"Emergência","fontes":["GMG"],"abertas":[["DG_CARGA","QTA"]]}]
Cada um diz as `fontes` em serviço ('concessionaria' e as barras com
gerador; ausente = todas) e os elementos `abertas` ([DE, PARA] ou
"DE→PARA"), como a transferência normal × emergência ou o disjuntor de
interligação aberto. A barra que nenhuma fonte em serviço alcança fica
desenergizada no cenário. A resposta traz o curto de cada um em
`operacoes`; no Workspace, a energia incidente de cada barra é a do cenário de
MAIS energia, com o nome dele. Sem cenários, a rede é a desenhada.
── estudo (opcional): opções do estudo de arco que o projeto leva ─────────
{"banda_padrao":"norma", "t_sem_atuacao_ms":2000, "base_ibf":"pior_caso"}
Todas nascem DESLIGADAS (ausentes ou null) e não mudam o curto calculado
aqui: vão no `projeto_json` para o Workspace estudar o arco com elas.
`banda_padrao` "norma" = ±20 % na instantânea do disjuntor termomagnético
sem banda declarada (IEC 60947-2). `t_sem_atuacao_ms` = tempo máximo de
arco (> 0 e ≤ 2000 ms) para a barra cuja proteção não vê a falta.
`base_ibf` "pior_caso" = cada barra também com a corrente MÍNIMA, ficando a
de mais energia (NBR 17227 §4.2.1.3); "nominal" = a energia com a corrente
em TENSÃO NOMINAL (c = 1,0 no ponto de falta, sem K_T), FORA da máxima da
IEC 60909 §7.1.2 e dita no memorial, com `t_cabo_C` (°C, −40 a 250) para
os cabos dela (ausente = a de cada cabo; só vale com "nominal").
`primeiro_a_abrir` true = onde a proteção de cima abre antes da local na
corrente de arco (falta seletividade), a energia usa o tempo de quem abre
primeiro; ausente = o da local, o conservador (a barra é avisada nos dois
casos). Valor fora disso é erro de forma. A resposta ecoa `estudo`.
Erro de FORMA (campo faltando, valor não-numérico) e erro de FÍSICA (tensões
que não casam num cabo, trafo sem Sn/Vcc, duas alimentações para a mesma
barra) voltam em {"erro": ...} explicando o que corrigir, e nada é calculado
"pela metade". Gratuito (uso limitado).