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Estudo da Adequabilidade de Disjuntores de Média e Alta Tensão Devido às Solicitações de TRT

Procedimentos e Medidas Mitigadoras

Washington L. A. NevesDamásio Fernandes Jr.

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Planejamento

Introdução

Identificação:Adequabilidade de disjuntores

Enfoque: Alinhamento de Modelos, Especificações e

Metodologias

Diagnóstico: suportabilidade dos equipamentosDiagnóstico: suportabilidade dos equipamentos

Estudo de alternativas e medidas de baixo custoEstudo de alternativas e medidas de baixo custo

Segurança e menor tempo de indisponibilidadeSegurança e menor tempo de indisponibilidade

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Tensão de Restabelecimento Transitória

TRT

D,R

Lado da FonteLado da FonteLado da CargaLado da Carga

Falta

-80

-40

0

40

80

120

5 15 25 35

Te

ns

ão

(k

V)

T em po (m s)

FA SE A FA SE B FA SE C

Eliminação de corrente de curto-

circuito

Eliminação de corrente de curto-

circuito

TRT nos pólos do disjuntor/religadorTRT nos pólos do

disjuntor/religador

Valor de pico (kV)

Taxa de crescimento (kV/µs)

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Planejamento

Modelagem

Linhas, trafos, BCs, cargas,

equivalentes, etc.

Precisão: dezenas de kHz

Tipos de Falta

- 1FT, 3FNT -Solicitações térmica e dielétrica

- Pólo a abrir

- Distância

Aferição de Parâmetros

IEC 62271-100

ANSI/IEEE C37

Níveis: Icc

Interpolação

Medidas de Redução

Restrições

Substituição

Célula de surto

Teste digital: Dispositivo de

ZnO

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Planejamento

CargasCargas Modelo RL série: Respostas conservativas

Modelo RL série: Respostas conservativas TransformadoresTransformadores

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Análise Paramétrica e de Sensibilidade

SE TAMBAÚ – ENERGISA(PB)SE TAMBAÚ – ENERGISA(PB)

Análise ParamétricaAnálise Paramétrica

Subestações representadas

Característica de cabos e LTs

Dados de transformadores e BCs

Disjuntores e religadores:CNI, classe, ano.

EquivalentesDomínio da frequência

oNº de SEs modeladas

Níveis de geração e carga

Regime permanente

Regime transitório

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Setor de 13,8 kV

Setor de 13,8 kV

Análise Paramétrica e de Sensibilidade

SE CRUZ DO PEIXE– ENERGISA(PB)SE CRUZ DO PEIXE– ENERGISA(PB)

Análise de SensibilidadeAnálise de Sensibilidade

Perfil das cargas

Falta trifásica:Pólo a suprimir a falta

Falta quilométrica:Distância ao disjuntor

Dispositivos de mitigação:

Cenários mais severosHorizonte de médio

prazo

f TRT > 20 kHz

Inclusão de capacitância de buchas, enrolamentos, TPs, TCs, barramentos

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Metodologia

Diretrizes

Revisão Bibliográfica

Estimativa da TRT

Diagnóstico e Alternativas

Avaliação de Resultados

Transferência de Resultados

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Metodologia

Equivalentes de RedeEquivalentes de Rede

Grande número de configurações; Uso de equivalentes a 60 Hz; Procedimentos usuais: nº de barras.

cpx_11b1_3f_r_13kv_cl.pl4: v:D1B14B-DJ_69B

cpx_11b1_3f_r_13kv_cl_edf2jps.pl4: v:D1B14B-DJ_69B

cpx_11b1_3f_r_13kv_cl_eqjps.pl4: v:D1B14B-DJ_69B

5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5[ms]-2.0

5.4

12.8

20.2

27.6

35.0

[kV]

Erros no diagnóstico do fenômenoErros no diagnóstico do fenômeno

Varredura no domínio da frequência

SOLUÇÃO

JPS 69JPS 69MRD 230MRD 230 MRD 69MRD 69GNN 230GNN 230 CPX 69CPX 69

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Medidas Mitigadoras

Célula Capacitiva para redução da TCTRTCélula Capacitiva para redução da TCTRT

Célula de surto de 150 nF: o Minimização da TCTRT;

o Valor de pico ainda acima do limite.

Célula de surto de 150 nF: o Minimização da TCTRT;

o Valor de pico ainda acima do limite.

Superação por pico da TRT

Superação por pico da TRT

Substituição: equipamento de classe superior

Substituição: equipamento de classe superior

Custos apenas com a troca do equipamento:

R$ 40.000 a R$ 55.000

Custos apenas com a troca do equipamento:

R$ 40.000 a R$ 55.000

Proposta: limitador a base

de varistores

Proposta: limitador a base

de varistores

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Medidas Mitigadoras

Função: Absorção de parte da energia dissipada pelo surtoRedução de esforços

eletrotérmicos na câmara de extinção

Redução de esforços eletrotérmicos na câmara de

extinção

Recuperação mais rápida da rigidez dielétrica do

meio

Recuperação mais rápida da rigidez dielétrica do

meio

Disposição EsquemáticaDisposição EsquemáticaDisposição EsquemáticaDisposição Esquemática

Em paralelo com os pólos do disjuntorEm paralelo com os pólos do disjuntor

CélulaCélulaCélulaCélula EstruturaEstruturaEstruturaEstrutura

Varistores em sérieVaristores em série

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Medidas Mitigadoras

Aplicação do dispositivo de Óxido de Zinco (ZnO)

Aplicação do dispositivo de Óxido de Zinco (ZnO)

Testes com os dispositivos de ZnO (3ΦT)

Testes com os dispositivos de ZnO (3ΦT)

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Conclusões

Contribuições para a melhoria do diagnóstico da TRT em disjuntores e religadores;

Manual de procedimentos: documentação técnica estruturada;

Concepção e análise de dispositivo para redução do pico da TRT;

Confiabilidade operativa e menor tempo de resposta no planejamento: alternativas, reposições e compras;

Diversos artigos técnicos publicados em conferências nacionais e internacionais;

Dissertações defendidas.