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Universidade Federal de Uberlndia Faculdade de Engenharia Eltrica

Projeto Interdisciplinar 2

Antnio de Oliveira Costa Neto 11011EEL049

Hlio Rubens Jacob da Silva11011EEL017

Guilherme Beraldo Silveira e Silva98097

Male Palma Veloso11011EEL048

Victor Hugo Pessoa Mapelli11011EEL045

Uberlndia2014

Sumrio

1 Objetivo............................................................................................................03

2 Introduo.......................................................................................................03

2.1 Fator de Potencia.........................................................................................03

2.2 Regulao de tenso em sistemas na distribuio de energia eltrica.....04

2.3 Dispositivos empregados na Regulao de Tenso...................................05

3 Descrio do Projeto....................................................................................10

3.1 Anlise dos nveis de tenso e fator de Potencia.......................................12

3.4 Perdas no Sistema.........................................................................................14

4 Melhorias propostas....................................................................................22

4.1 Conceitos......................................................................................................22

4.2 Estudo de Caso............................................................................................23

5 Aumento de potencia ativa.........................................................................27

5.1 Potencia ativa e queda de tenso..............................................................27

5.2 Anlise econmica do aumento da potencia ativa...................................29

5.3 Tempo de retorno do investimento do banco de capacitores.................32

5.4 Multa anual por violao de tenso..........................................................33

6 Concluso....................................................................................................34

1-ObjetivoEste relatrio tem como objetivo demonstrar os benefcios provenientes do controle do nvel de tenso de acordo com o mdulo 8 do PRODIST. Buscando propor estratgias para tal controle, sero utilizadas tcnicas de engenharia para elevao dos nveis de tenso dos consumidores, promovendo, dessa forma, uma diminuio dos gastos da companhia distribuidora devido a perdas tcnicas e pagamento de multas. E em decorrncia desse fato, uma maximizao dos lucros provenientes do aumento de energia comercializada.2-Introduo

Nos dias atuais a preocupao com a Qualidade da Energia tem aumentado muito. Entende-se por Qualidade de Energia o grau no qual tanto a utilizao quanto a distribuio de energia eltrica afetam o desempenho dos equipamentos eltricos. Qualquer variao na amplitude, forma de onda ou frequncia, em relao aos valores ideais da tenso senoidal, podem ser consideradas como distrbios na Qualidade da Energia.

Em pases como Estados Unidos e tambm na Europa j existem normas que visam melhorar a Qualidade da Energia estabelecendo limites para o consumo de Energia Reativa e tambm limitando a Distoro Harmnica que as cargas podem produzir na rede eltrica. Com isso, possvel obter uma srie de benefcios, como por exemplo, a diminuio de perdas, reduo no stress de transformadores devido ao aquecimento excessivo, reduo da interferncia nos sistemas de telefonia e comunicao, entre outros.

2.1-O fator de potncia

O FP utilizado para quantificar e tarifar a energia ativa e reativa presentes no sistema eltrico em praticamente todo o mundo.

O FP tambm um dos responsveis para a minimizao de perdas no sistema eltrico, o que de grande utilidade no momento.

Como sabemos, o Fator de Potncia afetado tanto pela defasagem angular entre a corrente e a tenso como pela presena de componentes harmnicas na tenso e na corrente. Deste modo, necessrio ser analisado qual dos problemas deve ser atacado quando se pensa em uma soluo para os baixos valores de Fator de Potncia de uma instalao eltrica.

De acordo com o mdulo 8 PRODIST para unidade consumidora ou conexo entre distribuidoras com tenso inferior a 230 kV, o fator de potncia no ponto de conexo deve estar compreendido entre 0,92 (noventa e dois centsimos) e 1,00 (um) indutivo ou 1,00 (um) e 0,92 (noventa e dois centsimos) capacitivo.

Para unidade consumidora com tenso igual ou superior a 230 kV os padres devero seguir o determinado no Procedimento de Rede.Para unidade produtora de energia, o fator de potncia deve estar compreendido entre os valores estabelecidos nos Procedimentos de Rede.

Quando o Fator de Potncia corrigido e elevado, a empresa passa a utilizar energia da forma mais correta e econmica devido ao fato de que:

Desaparecimento do acrscimo cobrado nas contas de energia eltrica por conta de circulao de reativos na rede; Melhoria no aproveitamento da energia eltrica para gerao de trabalho til; Diminuio das variaes de tenso (oscilaes); Melhoria da eficincia dos equipamentos com a reduo de consumo; Aumento da vida til dos equipamentos; Diminuio das perdas jaulicas; Melhoria do aproveitamento dos transformadores devido liberao de carga.2.2. Regulao de tenso em sistemas na distribuio de energia eltrica

No Brasil, as concessionrias de distribuio de energia eltrica so obrigadas a fornecer energia eltrica em nveis de tenso conforme estabelece a ANEEL (Agncia Nacional de Energia Eltrica). Portanto, o fornecimento desses nveis tem que estar dentro de certos limites aceitveis para no comprometer o funcionamento correto dos equipamentos pertencentes aos consumidores.So estabelecidos os limites Adequados, Precrios e Crticos para os nveis de tenso em regime permanente, os indicadores de qualidade, os critrios de medio e registro, prazos para regularizao e de compensao ao consumidor, caso os limites para o atendimento apropriado no sejam obedecidos. Tendo isso em vista, fica clara a importncia de se obter uma adequada regulao de tenso nos sistemas de distribuio de energia eltrica para atender a tais legislaes.Os problemas relativos ao perfil de tenso nas redes eltricas so um dos mais severos relacionados qualidade de energia eltrica. Diferentes modos e mtodos de controle de tenso sero apresentados a seguir.

2.3. Dispositivos empregados na Regulao de Tenso

As cargas ligadas rede de distribuio de energia eltrica variam no decorrer do dia devido, principalmente, s manobras e oscilaes na demanda de consumo. Juntamente com a carga, a tenso fornecida pela empresa distribuidora tambm varia. Para resolver esse problema so instalados alguns dispositivos para melhorar o perfil de tenso. Os principais so: Bancos de Capacitores Reguladores de Tenso

Os dispositivos so usados em sistemas de distribuio de energia eltrica visando reduo das perdas de potncia, minimizao dos efeitos provocados pela queda de tenso ao longo do alimentador e/ou a balano reativo. Alm disso, o funcionamento correto desses dispositivos permite o atendimento s faixas de tenso exigidas pela legislao. Outro fator relevante a interao entre esses dispositivos, pois esta pode ser controlada em tempo real ou por meio de pr-programao.

Banco de capacitoresEm sistemas de distribuio, os bancos de capacitores promovem inmeras vantagens como, por exemplo, o cancelamento do excedente de potncia reativa gerada pelas cargas indutivas ou outras cargas com baixo fator de potncia.Os bancos de capacitores diminuem a corrente no alimentador, fazendo o mesmo suprir mais cargas. As perdas na linha tambm so significativamente reduzidas uma vez que dependem do quadrado da corrente (RxI2). Esse dispositivo tambm eleva a tenso no alimentador, reduzindo uma parte das perdas produzidas pelas cargas do sistema.A aplicao correta dos bancos de capacitores pode ampliar a eficincia do sistema e reduzir a queda de tenso. No entanto, seu uso incorreto pode significar uma maior perda e sobretenses. Geralmente, utiliza-se a compensao reativa por meio de capacitores tanto por fatores econmicos, para evitar penalidades, quanto por fatores de desempenho e qualidade de energia fornecida pelo sistema, uma vez que se diminuem as perdas. Nos sistemas de distribuio, o emprego dos bancos de capacitores ocorre tanto na barra da subestao (Cshunt) quanto ao longo dos alimentadores (C1), como pode ser visto na Figura 1.

Figura1De acordo com a figura, o Cshunt o banco de capacitores conectado barra secundria da subestao, aplicado no controle de reativos no sistema com o intuito de manter a tenso dentro dos limites estabelecidos. So utilizados para melhorar o fator de potncia. Os capacitores so postos em operao de acordo com a necessidade do sistema, sendo que todos os bancos so raramente chaveados em uma nica operao. As operaes de chaveamento de bancos de capacitores em subestao so acompanhadas diariamente por sistemas supervisrios remotos ou por controladores locais.Os capacitores podem ser instalados ao longo dos circuitos de distribuio em paralelo ou srie. Em paralelo, o local onde foi instalado o capacitor passa a compensar reativos, elevando a tenso naquele ponto conforme ilustra a Figura 2. J na configurao srie, o capacitor passa a funcionar como um regulador de tenso automtico comandado pela corrente, pois compensa a reatncia da linha.

Figura 2Os capacitores instalados em paralelo permitem uma elevao constante da tenso no alimentador, bem como uma diminuio na variao da mesma, uma vez que essa elevao independe da corrente de carga. O chaveamento de capacitores permite reduzir perdas, pois assim como o fluxo reativo muda, o estado do capacitor pode mudar de ligado para desligado e acompanhar o fluxo. Em carga leve, a presena de capacitores fixos pode elevar a tenso acima dos limites, portanto faz-se necessrio a presena de bancos de capacitores chaveados. Capacitores fixos so mais fceis de serem instalados e dimensionados quando comparados com os chaveados, alm de serem mais baratos. Devido s pesquisas recentes, j existem disponveis no mercado diversos softwares para dimensionamento, alocao e chaveamento adequado de bancos de capacitores. O controle local dos capacitores pode ter como apoio tomada de deciso, diversas estratgias, tais como:

Hora do dia: Os capacitores so chaveados em horrios previamente programados;

Temperatura: Altera-se o estado dos capacitores de acordo com a temperatura; Tenso: O controlador estabelece larguras de faixas, limites e tempos para reduzir operaes de chaveamento, baseado na medio da tenso.

Potncia Reativa: O capacitor se utiliza de medidas de reativos para tomar a deciso de chaveamento; Fator de potncia: O controle do capacitor faz medies do fator de potncia e as utiliza para decidir por alterar seu estado. Essa metodologia dificilmente empregada; Corrente: O capacitor faz medies da corrente na linha para tomar deciso.Muitos controles oferecem algumas ou at mesmo todas essas estratgias, utilizando-as at mesmo combinadas.

Devido diminuio dos custos das tecnologias, muitos sistemas empregam bancos de capacitores com controle automatizado. As principais estratgias para controle remoto de capacitores so: Despacho realizado pelo operador; Despacho dirio programado; Despacho mediante medies de reativos na subestao e Despacho utilizando combinao entre medies de variveis na subestao e ao longo do alimentador.

Reguladores de Tenso

Os reguladores de tenso so autotransformadores com ajuste automtico de tap, que permitem elevar ou abaixar a tenso. Normalmente, os reguladores possuem uma faixa de regulao de -10% +10%. Esses tambm so conhecidos como autotransformadores, que so equivalentes a transformadores com um enrolamento em srie com outro. Os reguladores possuem vrias entradas, permitindo a configurao do nmero de enrolamentos de acordo com a variao da tenso de entrada. Esse ajuste feito por meio de uma chave rotatria. O enrolamento escalonado e equipado com comutadores de tap que permitem a mudana na relao de transformao. A utilizao desses equipamentos em sistemas de distribuio tem por objetivo manter constante a tenso no secundrio, compensando as variaes de tenses do primrio e do secundrio. Geralmente, estes dispositivos so aplicados em pontos ao longo do alimentador em que a tenso no consegue ser regulada pela subestao. A Figura 3 ilustra reguladores instalados ao longo dos alimentadores.

Figura 3Um regulador monofsico ANSI (American National Standards Institute) possui trs buchas: Fonte, Carga e Fonte-Carga, conforme pode ser visto na Figura 4. O enrolamento srie encontra-se entre a Fonte e a Carga, com o tap do lado da carga.

Figura 4Os reguladores trifsicos, geralmente utilizados em subestaes, controlam as trs fases simultaneamente. Eles podem ter conexes Estrela com Terra, Tringulo Aberto e Tringulo Fechado, conforme mostra na Figura 5.

Figura 5

3. DESCRIO DO PROJETOInicialmente, um sistema com um transformador que fornece energia a 3 alimentadores idnticos, formados por 9 transformadores cada um foi previamente simulado, e dados como tenses de fase e de linha, correntes, fator de potncia, entre outros, foram obtidos atravs deste estudo. partir desse ponto, os dados foram coletados e ento o seguinte relatrio foi gerado.Esse relatrio tem como um de seus objetivos mostrar a melhoria de tenso e fator de potncia obtida em um estudo de caso onde 4 situaes distintas foram propostas. Alm disso, ele discorre sobre as perdas nos cabos e nos transformadores devido ao efeito joule. Vale lembrar que o Mdulo 8 do PRODIST foi consultado para que os valores precrios e crticos de tenso e corrente fossem obtidos. As 4 situaes em que esse estudo foi realizado so citadas abaixo: Primeira situao: Sistema praticamente sem carga e sem banco de capacitores; Segunda situao: Sistema com carga e sem banco de capacitores; Terceira situao: Sistema sem carga e com banco de capacitores; Quarta situao: Sistema com carga e com banco de capacitores;

Os dados obtido nos 4 casos a cima citados so mostrados abaixo.

Tabela 1 - Sistema com carga leve e sem banco de capacitores

Tabela2 - Sistema com carga pesada sem banco de capacitores

Tabela3 - Sistema sem carga e com banco de capacitores

Tabela4 - Sistema com carga pesada e com banco de capacitores

3.1. ANLISE DOS NVEIS DE TENSO E FATOR DE POTNCIAComeando a anlise pela primeira situao, observa-se que os nveis de tenso no saram da situao ideal proposta pelo Mdulo 8 do PRODIST, assim, a concessionria de energia fica livre de multas e atende os consumidores com o nvel ideal de tenso. Porm, j nesta situao, nota-se que em alguns transformadores ouve violao dos nveis de fator de potncia. Essas variaes foram pequenas e mesmo que fossem grandes, no acarretariam em multa para concessionria em questo, apenas diminuiriam a sua boa reputao.Na segunda situao, foi observado que ouve violao dos nveis de tenso no secundrio de todos os transformadores presentes nos alimentadores, e o nico que fugiu dessa situao foi o transformador alimentador da subestao. Alm disso, o fator de potncia apareceu fora dos limites definidos pelo PRODIST. Como consequncia da transgresso da tenso, a concessionria sofrer com uma multa, que ser apresentada mais adiante, no item sobre retorno de investimento do banco de capacitores.No terceiro caso, j com o banco de capacitores, o nvel de tenso que j estava dentro dos limites, melhorou ainda mais, permitindo que mais cargas pudessem ser acrescidas sem que houvesse extrapolao dos nveis permitidos. O nico problema, neste caso, foi o fator de potncia, que devido a falta de cargas indutivas e a presena do banco de capacitores, tornou-se negativo e fugiu dos limites. Como j dito anteriormente, a violao do fator de potncia no implica em multa, mas uma boa soluo seria o chaveamento automtico desse banco, a fim de garantir seu uso apenas em situaes necessrias.No quarto e ltimo sistema, nem a tenso e nem o fator de potncia extrapolaram os limites, garantindo assim, uma melhor qualidade da energia vendida, ausncia de multa e melhoria da reputao da concessionria perante ANEEL (Agncia Nacional de Energia Eltrica). Nota-se que o dimensionamento do banco de capacitor atendeu as necessidades encontradas e cumpriu bem o seu papel. Para finalizar a parte sobre ganho de tenso com o banco de capacitores, a figura abaixo foi criada.

Tabela5 - Aumento de tenso aps insero do banco de capacitores

3.2. PERDAS NO SISTEMAExistem basicamente dois tipos de perdas nesse sistema. As perdas localizadas nos transformadores, e as perdas que ocorrem devido passagem de corrente nos cabos.O primeiro tipo pode ser facilmente encontrado atravs da subtrao da potncia de entrada dos transformadores da potncia de sada dos mesmos, como mostra a equao 1.

Eq. (1)

Em posse dos dados obtidos atravs de simulao, as potncias de entrada e sada dos nove transformadores foram coletadas e a equao 1 foi ento usada. Assim, as figuras abaixo foram criadas, demonstrando a perda nos 4 casos.

Tabela 6 - Potncias dos trafos carga leve (sem capacitor)

Tabela 7 - Potncias dos trafos carga pesada (sem capacitor)

Tabela 8 - Potncias dos trafos carga leve (com capacitor)

Tabela 9 - Potncias dos trafos carga pesada (com capacitor)

Ainda analisando as quatro tabelas acima, a potncia dos trafos foi somada e multiplicada por trs, pois so no total 3 alimentadores. Esse valor, ento, foi subtrado da potncia fornecida pelo trafo alimentador. A potncia resultante dessa subtrao aparece nas 4 tabelas como as perdas nos cabos. Dividindo esse valor por 27, que representam os 9 trechos em 3 alimentadores, obteve-se tambm as perdas nos cabos por trecho. Assim, as figuras citadas mostram tanto as perdas individuais em cada trafo, como tambm as perdas totais nos cabos e as perdas por cada trecho de cabo.Uma anlise mais detalhada das perdas nos cabos tambm pode ser realizada. Observando o sistema com carga leve sem capacitor e com capacitor, vimos que a perdas nos cabos aumentou. Esse fato explicado pela corrente reativa que consumida pelo banco de capacitores.Outra anlise nos dados mostrados pode ser feita nas perdas nos cabos no sistema com carga com capacitor e com carga sem capacitor. No sistema carga pesada sem capacitor, as perdas nos cabos foram de 0,527 kW enquanto que no sistema carga pesada com capacitor, as perdas nos cabos foram de 0,519 kW. Na primeira vista, essas perdas decresceram devido a diminuio da circulao da corrente reativa. Somente esse fato isolado representaria uma diminuio maior do que a que foi encontrada, porm o acrscimo do banco de capacitores no s diminuiu a circulao de reativos, como tambm gerou um aumento de tenso. Esse aumento de tenso, fez com que as cargas de potncia constante diminussem a corrente ativa demandada, mas tambm aumentou o consumo de corrente ativa das cargas de impedncia constante, fazendo assim que houvesse uma maior perda por corrente ativa. Por fim, conclui-se que o aumento de tenso representou um aumento das perdas por corrente ativa, o que no final, gerou maiores receitas a concessionria.Para determinar a porcentagem de perdas devido a corrente ativa, o seguinte procedimento foi realizado:Primeiramente, foi considerado que cada trecho possui uma mesma perda. Tal fato no ocorre na realidade, pois os cabos possuem comprimentos distintos, e a corrente que passa por eles no a mesma. Devido a impossibilidade de determinar essa resistncia dos cabos atravs do desconhecimento de seu comprimento, e considerando as perdas constantes por cada trecho, a potncia devido as perdas foi dividida por cada trecho e um valor de resistncia foi encontrado;Aps a determinao das resistncias por trecho, a corrente foi divida em ativa e reativa, multiplicando o seu valor pelo fator de potncia para obteno da primeira, e multiplicando pelo seno do arco-cosseno do fator de potncia, para obteno da segunda. Tais equaes so mostradas abaixo;Tanto a corrente ativa quanto a reativa foram multiplicadas pela resistncia anteriormente encontrada, e ento as perdas devido a elas foi descoberta;Por fim, as perdas devido a corrente ativa foram dividas pelas perdas totais por trecho, para ter uma idia de quantos por cento era a sua contribuio;

Eq. (2)

Eq. (3)

As quatro primeiras figuras abaixo demonstram a determinao da resistncia por trecho, enquanto que as 4 seguintes demonstram as contribuies das correntes ativas e reativas.

Tabela 10 - Resistncia dos cabos. Sistema carga leve sem capacitores

Tabela11 - Resistncia dos cabos. Sistema carga pesada sem capacitores.

Tabela12 - Resistncia dos cabos. Sistema carga leve com capacitores.

Tabela13 - Resistncia dos cabos. Sistema carga pesada com capacitores.

Tabela14 - Correntes e perdas nos trechos. Sistema carga leve sem capacitores.

Tabela15 - Correntes e perdas nos trechos. Sistema carga pesada sem capacitores

Tabela16 - Correntes e perdas nos trechos. Sistema carga leve com capacitores.

Tabela17 - Correntes e perdas nos trechos. Sistema carga pesada com capacitores.

Atravs das 4 ltimas tabelas acima, possvel analisar o comportamento do banco de capacitores em relao a proporo das perdas devido a corrente ativa sobre as perdas totais por trecho.Analisando o sistema sem capacitores, nota-se que o aumento de carga faz com que a porcentagem de perdas devido corrente ativa em relao s perdas totais diminui, pois mais reativos so injetados na rede. Com a insero do banco de capacitores, ocorre o oposto. medida que o sistema vai se tornando carregado, essa porcentagem aumenta o que significa maior lucro para a concessionria de energia eltrica, j que o banco de capacitores compensa os reativos adicionados e eleva a tenso, fazendo com que cargas de impedncia constante consumam mais.

4 Melhorias propostas4.1 Conceitos

Conforme mostrado no Grfico 1 pode-se observar que com o acrscimo dos bancos de capacitores todos os transformadores esto dentro da faixa adequada segundo o Mdulo 8 do PRODIST. Entretanto, qualquer aumento sbito de carga ou at mesmo um aumento de demanda normal com o aumento de consumo pode colocar novamente o nvel de tenso em uma faixa precria gerando, dessa forma, prejuzos econmicos por meio de multas por fornecimento de tenso em nveis inadequados e uma deteriorao da imagem da empresa perante ANEEL.

Grfico 1De forma a garantir a segurana interessante elevar a tenso para o centro da rea da faixa adequada chegando tal valor entre 0,98 ou 0,99 da tenso de fornecimento.Sabe-se que as cargas existentes na distribuio de energia eltrica so divididas em dois grupos: Cargas de potncia constante onde o aumento de tenso causa uma diminuio da corrente reduzindo as perdas joule nos condutores do sistema, entretanto sem o aumento de entrega de uma maior quantidade de potncia ativa. Cargas de impedncia constante onde o acrscimo de tenso promove um acrscimo de potncia ativa a ser entregue aos consumidores na ordem de duas vezes a variao de tenso acrescida.Dessa forma, sabendo que o sistema formado por cerca de 30% de cargas de impedncia constante possvel realizar um pequeno estudo para ilustrar como a elevao do nvel de tenso prximo nominal, ou seja, no centro da rea da faixa adequada totalmente vivel em termos de qualidade do produto e em retorno financeiro uma vez que possvel distribuir mais potncia ativa.

4.2 Estudo de caso

Para exemplificar ser usado o sistema onde foi inserido o banco de capacitores anteriormente. As tabelas 1 e 2 mostram o acrscimo de tenso a ser inserido em cada transformador com a finalidade de chegar no nvel de tenso prximo da nominal com o sistema em carga pesada e em carga leve respectivamente.Carga pesada

TrafosV a ser inserido(pu)V mdio a ser inserido (pu)V mdio a ser inserido (V)

T10,0590,05621,36

T20,054

T30,057

T40,056

T50,057

T60,055

T70,055

T80,057

T90,056

Tabela 18- Tenso a ser inserida no sistema com carga pesada

Carga leve

TrafosV a ser inserido(pu)V mdio a ser inserido (pu)V mdio a ser inserido (V)

T10,0220,0228,30

T20,021

T30,023

T40,022

T50,023

T60,021

T70,021

T80,023

T90,022

Tabela 19- Tenso a ser inserida no sistema com carga leveAnalisando os dois casos com carga pesada observado que o acrscimo mdio de tenso a ser inserido de 21,36 volts e de 8,3 volts para carga leve.Sendo assim, o clculo da potncia a ser acrescida por meio das cargas de impedncia constante ser feito da seguinte maneira:

Na tabela 3 seguem os valores do acrscimo de potncia ativa em cada transformador nos dois casos:Carga pesadaCarga leve

TrafosPotncia ativa acrescida (kW)Potncia ativa acrescida (kW)

T114,010,594

T29,610,422

T35,640,234

T414,000,594

T55,640,234

T69,610,422

T79,600,413

T85,630,234

T913,990,596

Tabela 20- Acrscimo de potncia ativa por transformador

mostrada nos grficos 3 e 4 a comparao entre as potncias antes e depois do acrscimo de tenso.

Grfico 3

Grfico 4

Finalmente, considerando um regime de 30 dias com um funcionamento de 4 horas para o sistema em carga pesada e 4 horas para o sistema em carga leve e tomando como base um valor mdio do quilowatt-hora de 34 centavos de real pode-se estimar o ganho com o a elevao de tenso conforme o Grfico 5.

Grfico 5O Grfico 6 ilustra o percentual do faturamento de energia com elevao de tenso em relao ao montante total.

Grfico 6

importante ressaltar que a introduo de banco capacitores importante na correo do nvel de tenso nas redes de distribuio e no fator de potncia. Entretanto, a potncia ativa obtida com esse recurso pequena se comparada com outros meios de elevao de tenso, alm disso, a insero excessiva de capacitores pode levar o sistema a ter caractersticas capacitivas gerando perdas.Pode-se observar que com esse procedimento no s o nvel de tenso est em um patamar totalmente confivel, assim como houve um aumento na distribuio de potncia ativa, gerando um aumento financeiro para a empresa.Sendo assim, vivel trabalhar com uma tenso no somente dentro da faixa considerada adequada como tambm, colocar o nvel de tenso prximo nominal, cabendo ao corpo de planejamento estudar a melhor tecnologia e forma de construo das redes de distribuio para promover tal elevao.5 Aumento de potencia ativa 5.1 Potncia ativa e queda de tenso

A introduo de banco de capacitores no sistema altera quantidade de potencia reativa que transitando na rede, da seguinte forma,quando se tem uma produo local de reativo no mais precisa se absorver reativo vindo da rede eltrica, logo no condutor tem maior transporte de correte ativa, portanto uma menor queda de tenso devido ao a corrente reativa.Nas simulaes, observar-se tal variao de potencia atravs da tabela 6 e 7 para carga leve e tabela 8 e 9 para carga pesada.A tabela 6 mostra os valores de potencia ativa e reativa pra carga leve sem capacitor dos sistemas enquanto a tabela 8 mostra tambm valores de potencia ativa e reativa para carga leve com capacitor. Podemos observar atravs do grfico 4, que a potencia ativa no total aumenta para a situao com capacitor, consequncia da gerao de reativos local. J para situao de carga pesada foi montado s tabelas 8 e 9.A tabela 8 mostra os valores de potencia ativa e reativa pra carga pesada sem capacitor do sistema enquanto a tabela 9 mostra tambm valores de potencia ativa e reativa para carga pesada com capacitor. Podemos observar atravs do grfico 3, que a potencia ativa no total aumenta .Podemos notar, utilizado as tabelas 6 e 7 que as perdas tcnicas em cada trecho aumentaram, pois a maior circulao de corrente ativa, que no foi seguindo nas tabelas 8 e 9, onde as perdas tcnicas diminuram devido menor parcela de contribuio da parte reativa nas perdas.

5.2-Anlise econmica do aumento da potencia ativa

A energia que e realmente cobradas do consumidor e a energia ativa, logo se conseguir abaixa o consumo de energia reativa e aumentamos a energia ativa vendida pelo menos trecho, o faturamento da concessionria de energia ser maior.Em nossas simulaes, considerando 30% da carga como impedncia constante, temos que a variao de tenso causada pelo banco causa o uma variao potencia aproxima do dobrada da variao de tenso, o restantes da cargas so de potencia constante logo no a variao de potencia.Utilizado os dados das tabelas 6 e 8, equacionar o ganho real de potencia ativa economizada da seguinte forma:

onde:De posse de tal equao conseguimos montar tabelas que demonstram o ganho de cada transformador para carga leve e carga pesada.

Tabela 21

Tabela22Pensado que apenas 4 horas por dias o sistema opera na carga leve e mais 4 na carga pesada, consideramos que a tarifa seria de 0,34 e perodo de 30 dias. O soma dos dois perodos temos a aumento do faturamento somente um trecho igual a:

Porm so 3 trecho iguais a essa, logo a faturamento da concessionria pode aumentar para:Total de economia mensal (R$)5129,6616

5.3 Tempo de retorno do investimento do banco de capacitores

O tempo de retorno do investimento do banco de capacitor e dado pelo valor total de dos bancos de capacitores sobre o faturamento com esse banco.

Para tal necessrio saber a potencia de cada banco de capacitores, a quantidade e o valor de mercado, que foi organizado na tabela 8.

Tabela23Utilizado a equao2 e o total da tabela 23 e o valor do investimento do item anterior temos:

5.4 Multa anual por violao de tenso

A multa por violao de tenso se da quando a concessionria de energia ultra passa as faixas de tenses adequada de terminada pelo modulo 8 do PRODIST:

Figura 6: Faixas de tenso em relao de referenciaOnde: Tenso de Referncia (TR); Faixa Adequada de Tenso (); Faixa Precria de Tenso (); Faixa Critica de Tenso();Pontos de conexo de tenso nominal igual ou inferior 1 kV(380/220)

Tabela 24Utilizado dessa metodologia podemos escrever os seguintes grficos para a simulao:

Tabela 25Podemos observar, com auxilio da tabela 25, que a concessionria esta violando a tenso no perodo da carga pesada o que acarreta a ela uma multa de 1000 reais anuais, por esta na faixa de tenso precria.

6 Concluso

Depois de expor conceitualmente as definies de cada proposta apresentada com o intuito de melhorar os nveis de tenso, observamos atravs da coleta de dados que diversos fatores so de extrema importncia na otimizao dos dados e maximizao do lucro. Observamos tambm que com a adio dos bancos de capacitores, tivemos uma diminuio das perdas, tanto nos transformadores quanto tambm nos cabos. Observamos tambm as caractersticas das cargas na rede onde ela possui cargas de potencia constante e impedncia constante, e em cima dessa premissa foi proposto um estudo com 70% de contribuio para cargas de potencia constante e apenas 30% de contribuio para cargas de impedncia constante, fizemos e observamos que este sistema vivel em termos de qualidade do produto e em rapidez do retorno financeiro dentro de (mdio prazo).