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Compensador Estático de VAR Objetivo: Gerar potência reativa de modo a minimizar a potência aparente em um determinado nó da rede elétrica. Composição:
Capacitor Fixo Reator Controlado por Tiristor (TCR)
2
0 1 2 3 4 5 6 7 8-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
t (rad)
tensão (
azul) e
corr
ente
(verd
e)
Tensão e corrente no ramos do TCR
Expressão da corrente fundamental no ramo do TCR
3
Reatância equivalente do reator controlado por tiristor
Reatância do compensador de VAR (capacitor em paralelo com o TCR)
4
90 100 110 120 130 140 150 160 170 1800
10
20
30
40
50
60
alfa (graus)
Leqpu=
Leq/L
TC
R
(pu)
Comportamento da indutância do TCR em função do ângulo de controle
Potência reativa que o Compensador Estático injeta no nó
5
Comportamento da indutância do TCR em função do ângulo de controle
90 100 110 120 130 140 1501
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
alfa (graus)
Leqpu=
Leq/L
TC
R
(pu)
6
Exemplo 1: O circuito abaixo corresponde a um nó de uma rede elétrica onde admitimos que a
tensão de nó é invariável e que as cargas de três dos cinco ramos correspondem a
cargas dinâmicas acionadas por processos independentes enquanto dois ramos
operam de modo fixo. Sob o contexto definido, calcular:
O valor do banco de capacitores (capacitor fixo) de modo que o fator de
potência, no pior caso das conexões (menor fator de potência atrasado), seja
0,95 atrasado.
O valor da indutância de um reator ideal no TCR para manter a mesma o
fator de potência solicitado no item (a) na condição do menor fator de potência
atrasado das conexões.
Calcular os ângulos de controle do TCR para cada condição operacional das
chaves A, B e C.
7
As correntes e potências absorvidas por cada ramo nas condições de suas chaves fechadas, são:
A
B
C 8
Calculo do fator de potência para cada condição operacional com o compensador de VAR desligado.
AOFF, BOFF, COFF
AOFF, BOFF, CON
AOFF, BON, COFF
AON, BOFF, COFF
AOFF, BON, CON
AON, BOFF, CON
AON, BON, COFF
AON, BON, CON
9
Para a situação de menor fator de potência atrasado e maior potência reativa em operação FP=0,7007 e Qtotal = 35142 VAR atrasados
10
.
O caso de maior fator de potência ocorre em
Como a reatância do reator com alfa = 90 graus é:
A indutância do indutor do TCR deve ser:
Podemos calcular a reatância do :
De onde temos:
11
Exemplo de cálculo:
Cálculo dos ângulos de disparo para cada condição de operação das chaves AOFF, BOFF, COFF
Verificação:
12
FP Condições das chaves Qcomp (VAR) Xcomp(Ω) α
0 AOFF,BOFF,COFF 122,47°
1 AOFF, BOFF, CON 154,60°
2 AOFF, BON, COFF 161,41°
3 AON, BOFF, COFF 91,8547°
4 AOFF, BON, CON 180°
5 AON, BOFF, CON 150,46°
6 AON, BON, COFF 157,69°
7 AON, BON, CON 176,73°
Potências reativas de compensação, Reatância do compensador e ângulo de controle em graus
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