* Avenida BPS, 1303 - Cx. Postal 50 - CEP 37500-903 - Itajubá - MG - BRASILTel.: 55 (35) 3629-1254 - Fax: 55 (35) 3629-1365 - e-mail: prioste@iee.efei.br

SNPTEESEMINÁRIO NACIONALDE PRODUÇÃO ETRANSMISSÃO DEENERGIA ELÉTRICA

GAT-1119 a 24 Outubro de 2003

Uberlândia - Minas Gerais

GRUPO IVGRUPO DE ESTUDO DE ANÁLISE E TÉCNICAS DE SISTEMAS DE POTÊNCIA - GAT

INFLUÊNCIA DA FAST VALVING DE UNIDADES TÉRMICAS NA ESTABILIDADE TRANSITÓRIA DESISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA

Fernando Buzzulini Prioste* Pedro Paulo de Carvalho Mendes Cláudio Ferreira GESis, UNIFEI - MG GESis, UNIFEI - MG GESis, UNIFEI - MG

RESUMO

A estabilidade de sistemas elétricos de potência podeser consideravelmente melhorada com o uso da FastValving (Válvula Rápida) em turbinas térmicas avapor. Sua atuação garante que a potência mecânicade turbinas seja reduzida rapidamente na ocorrênciade faltas e rejeições de carga, diminuindo a área (P-d ) de aceleração e aumentando a área dedesaceleração. Este estudo apresenta os efeitos daatuação da Fast Valving em um circuito de trezebarras do sistema elétrico brasileiro e análises de suaatuação nas turbinas termonucleares de Angra I eAngra II, considerando todo o sistema elétricobrasileiro.

PALAVRAS-CHAVE

Estabilidade, Turbinas a Vapor, Fast Valving,Sistemas Elétricos de Potência.

1.0 - INTRODUÇÃO

Estudos de estabilidade avaliam o de comportamentoeletromecânico dos sistemas elétricos de potência.Modelos usados nesses estudos tornam-se cada vezmais complexos devido ao tamanho e topologia dossistemas atuais, exigindo a criação de novosmétodos para garantir a estabilidade, prevendo o seucomportamento dinâmico.Existem dois tipos de estudos de estabilidade: deregime permanente, que examina a estabilidade dosistema sob pequenas variações e de regimetransitório, que examina a estabilidade do sistemasob grandes variações.A estabilidade de uma unidade geradora e dosistema ao qual ela está conectada pode sermelhorada de maneira significativa, após a

ocorrência de uma grande oscilação, usando técnicasde controle das válvulas pré-existentes das turbinas avapor chamadas de Fast Valving, (também EarlyValve Actuation ).O controle da Fast Valving-FV das turbinas a vaportem atraído mais e mais a atenção devido ao sistemaestar operando cada vez mais próximo de seu limitede estabilidade e à dificuldade de se conseguir aexpansão do sistema de transmissão.Sua atuação consiste em uma rápida redução depotência mecânica da turbina quando umasignificativa oscilação de potência ocorre. Esta rápidaredução de potência é originada pelo fechamento dasválvulas de controle CV e/ou interceptação IV daturbina a vapor, que deve ser iniciada no mais curtointervalo de tempo possível após a detecção de umdefeito e então a sua reabertura imediata. Ofechamento somente das válvulas de interceptação éconhecido como Early Valve Actuation EVA. Estudosde campo e simulações (1) têm mostrado que a FVafeta pouco os eixos das turbinas e suas palhetasalém de poder melhorar o limite de estabilidade,particularmente em sistemas fracos.

2.0 - MODELOS DE TURBINAS

Os modelos estudados foram: turbina a vapor tandemcompound, utilizado no sistema de 13 barras, (Figura1) e o modelo típico de termonucleares (Figura 2).

HP

Câmarade Vapor

Para o condensador

Gerador

LP LPIP

p

pIV

PV

PT ReaquecedorCrossover

Piping

FIGURA 1 – MODELO TANDEM COMPOUND.

2

Angra I e Angra II não são necessariamente iguais aomodelo da Figura 2, que é ilustrativo.Nas simulações foram considerados somente ofechamento das válvulas de interceptação IV, ouseja, as atuações do tipo EVA.

HP

Câmarade Vapor

Para o condensador

Gerador

LP LPLP LP

reaquecedor

Reaquecedores

LP LP

MSR

p

p

reaquecedor

p

reaquecedor

p

MSR MSR

IV IV IV

PV

PT

CrossoverPiping

FIGURA 2 – MODELO TERMONUCLEAR TÍPICO.

3.0 - FAST VALVING

Sabe-se que um grande distúrbio, como uma falta,em um sistema elétrico de potência produz umaqueda brusca na potência elétrica do gerador, queserá seguida pela aceleração de seu rotor. Aequação de oscilação de uma máquina síncrona ébaseada no princípio da dinâmica que estabeleceque o torque acelerante é o produto do momento deinércia do rotor pela aceleração angular:

TeTmTadtdJ -==2

2q

Portanto havendo uma redução da potência elétricado gerador o torque elétrico também se reduzirá, maso torque mecânico produzido pela turbina tende a semanter constante por algum tempo devido ao atrasocausado pelo seu sistema de controle.Quando isto ocorre há um aumento no torqueacelerante que pode causar uma sobre velocidade doeixo turbina-gerador e instabilizar o sistema.Uma ação natural para compensar esta queda napotência elétrica seria reduzir rapidamente a potênciamecânica da turbina, limitando assim o torqueacelerante. O efeito de tais ações pode serexemplificado pelo critério de igualdade de áreasmostrado na Figura 3. Se uma área acelerante 1-2-3-4, Figura 3 - (a) é maior que a máxima área possívelde desaceleração 4-5-7, o sistema perderá osincronismo quando a falta for eliminada.A partir desse princípio, pode-se assumir que se apotência mecânica for reduzida no menor intervalo detempo possível, Figura 3 - (b), a área de aceleração1-2-3-4 será menor que a área de desaceleração 4-5-6-6’, permitindo que o sistema permaneça estável.Mudanças rápidas de potência mecânica necessitamde uma resposta muito rápida da turbina, da ordemde décimos de segundo. As respostas de turbinas avapor podem ser controladas para serem quase tãorápidas quanto se deseja e o dispositivo utilizadopara diminuir o tempo de resposta e potênciamecânica é conhecido como Fast Valving.Existem dois tipos de Fast Valving, a Momentary e aSustained, que podem ser diferenciadas peloposicionamento das válvulas ilustrados pela Figura 4.Quando as válvulas são fechadas e reabertastotalmente, a FV ou EVA é conhecida comoMomentary, a potência mecânica é restabelecida a

um valor final que é igual ao valor pré-falta, e quandosão fechadas e reabertas parcialmente, conhecidacomo Sustained e o valor final da potência mecânicaé menor que o valor pré-falta (4).

1 1'

2

4

3

7

12

35

7

12

35

6

2 3 6' 7

64

1

P

55

Pm

P

´ ´

´´

tt

Pm

a) b)

FIGURA 3 – IGUALDADE DE ÁREAS.

t [s]

Posição da Válvula

Totalmente Aberta

Fechada

t0 t1 t2 t3

Totalmente Aberta

ParcialmenteAberta

FIGURA 4 – SINAIS DA FAST VALVING.

Considerando os modelos de turbinas usados, umrápido fechamento das válvulas de controle CV’s nãoproduzirá uma grande redução da potência da turbinainstantaneamente, pois o fator de participação depotência do estágio de alta pressão FHPcorresponde, na maioria dos casos, a somente 30%da potência total da turbina. Como o reaquecedorpossui uma grande dimensão física, uma grandequantidade de vapor está armazenada em seuinterior, mesmo com o fechamento das CV’s a turbinaainda estará gerando 70% de sua potência totaldevido ao fluxo da massa de vapor do reaquecedorque se expandirá nos estágios de pressãointermediária e/ou de baixa pressão, dependendo dotipo de turbina. Portanto uma redução de potênciamais efetiva pode ser obtida somente com ofechamento rápido das válvulas de interceptaçãoIV’s, que controlam o fluxo de vapor para os estágiosde pressão intermediária e/ou de baixa pressão,correspondendo a 70% da potência total da turbina.

4.0 - ATUAÇÃO DA FV TIPO EVA

A Fast Valving pode ser acionada por vários tipos demonitoramento, dependendo do projeto do controle.A característica de atuação da válvula dá-se daseguinte forma: inicialmente as IV’s estão totalmenteabertas permitindo a passagem total do fluxo devapor, após ter sido detectada uma condição críticapor algum tipo de monitoramento as IV’s fecham-separcialmente ou totalmente em aproximadamente0,1s, permanecendo nesta posição por um tempopreestabelecido pela dinâmica do sistema. Após estetempo inicia-se o processo de reabertura que podedurar pouco mais de 10s, devido aos fatores de

3

segurança do conjunto caldeira-turbina. Logo otempo total de atuação pode durar de 12 a 15sdependendo das dimensões físicas do conjunto,resistência a pressão e temperatura.O mecanismo que aciona as válvulas é um solenóideespecial que libera o fluido hidráulico de dentro dospistões causando o seu fechamento e reabertura.Existem duas chaves de comando que dão a opçãode habilitação ou não da FV, localizadas na sala deoperação da usina, isto dá a liberdade de escolha seo mecanismo deve atuar ou não. A responsabilidadepara a operação destas chaves fica com osresponsáveis pelo despacho de carga do sistema,que fornecem as instruções de operação. Geralmentea posição dessas duas chaves é monitorada viacontrole supervisório do escritório de despacho, istopermite que os operadores de despacho do sistematenham o conhecimento a cada instante do estadodessas chaves. A escolha da lógica de iniciação, daFV Momentary ou Sustained e do tempo de atuaçãosão feitos monitorando-se todos os tipos de falhas econdições de distúrbio que podem levar àinstabilidade, separando-as em dois grupos, asmoderadas e as severas e a partir daí iniciam-se osestudos levando-se em conta as condições deestrangulamento do vapor, as característicastérmicas do ciclo a vapor, os tempos de fechamentoe reabertura das válvulas e o seu tipo borboleta ougaveta, sendo que válvula do tipo borboleta possuium tempo de resposta mais rápido. Como a FVfunciona pelo princípio do controle em malha aberta,para uma condição crítica detectada ela executarásua tarefa de fechar e reabrir definida pelo tempopreestabelecido no seu ajuste, independendo do tipode condição de carregamento do circuito, o que podecausar instabilidade mesmo com sua atuação. Paraisto é preciso fazer-se um estudo bem rigoroso dosistema em que será implementada ou umaotimização do controle, que não será abordada nesteestudo. O principal problema que leva à instabilidadeé o atraso no tempo de reabertura das válvulas quecausa um aumento de pressão no reaquecedor, poiso fechamento das IV’s interrompe o fluxo de vaporpara os próximos estágios de pressão inferior.Quando uma sobrepressão de 10% é detectada nointerior do reaquecedor as suas válvulas desegurança liberam vapor contido em seu interior paraa atmosfera ou condensador, prejudicando adinâmica da própria turbina. O atraso no tempo dereabertura também aumenta a magnitude deoscilação do rotor, causando um overshoot de Pmec.devido ao acúmulo de vapor no reaquecedor que éliberado na reabertura. De acordo com (2), o tempoótimo de reabertura da FV deve ser após a extinçãoda falta, no instante em que a velocidade angular énula e a aceleração angular é negativa. Algunsautores citados em (2) sugerem que a válvula sejareaberta o mais rápido possível após o seufechamento total, por duas razões: a primeira éconter o aumento de pressão no reaquecedor e asegunda é que o atraso na reabertura da válvulapode causar instabilidade.Portanto o instante ótimo selecionado para areabertura da válvula depende da máquina emparticular e do sistema para onde a FV foi projetada.

O número de atuações da FV fica limitado em uma acada dez minutos devido aos impactos causados àturbina, podendo levar à fadiga térmica e portantoredução da sua vida útil.Com relação à proteção a FV não opera em faltasocorridas no gerador e no transformador elevador dausina, pois nestes casos a unidade geradora éretirada do sistema. Quando se deseja observar osefeitos da FV, principalmente em simulações, osrelés das linhas de transmissão ligadas à usinadevem ser ajustados na segunda zona de proteção afim de não inibir os efeitos de sua atuação. Oselementos de proteção situados na zonacompreendida entre o gerador e o transformadorelevador devem ser ajustados com cuidado especialpara que não haja desligamento indesejável durantea ação da FV, lembrando que a sua implantaçãodeve ser feita em todas as turbinas existentes emuma mesma usina, para não prejudicar aestabilidade.A sua utilização provoca ganhos significativos notempo crítico de eliminação das faltas, sob estespontos de vista os geradores síncronos sãocomumente construídos para suportar estressescausados pelos altos picos de corrente e torquespulsantes que aparecem nestas situações.

5.0 - SIMULAÇÕES

As simulações mostradas a seguir foram feitas noprograma ANATEM, desenvolvido pelo CEPEL, ondepôde-se incluir o modelo da FV, através de um CDU(Controle Definido pelo Usuário), em um sistema de13 barras, ilustrado pela Figura 5 e nas usinastermonucleares (UTN’s) de Angra I e Angra II.No caso das UTN’s, foi considerado o sistemaelétrico brasileiro completo para o cenário de cargapesada de Dezembro de 2003 com o sudesteexportador.

5.1 Sistema de 13 barras

Este sistema foi extraído do sistema elétricobrasileiro, levando-se em conta todas as variáveisdas simulações, com exceção da atuação dasproteções.A FV tipo EVA, acionada por sobrevelocidade, foiintroduzida em duas máquinas fictícias alocadas emPoços de Caldas. Em seguida foram aplicadosdefeitos trifásicos na barra de Poços para se atingir olimite de estabilidade do sistema sem a atuação daFV. A falta foi extinta em 397ms com a retirada deuma linha de transmissão que liga Poços a Furnas.Em seguida foram comparados os resultados com aatuação da FV e sem sua atuação. As simulaçõesmostram que a atuação da FV melhorou aestabilidade do sistema.As curvas em azul contínuas mostram a atuação daFV e as tracejadas em vermelho sem atuação da FV.Os tempos de atuação considerados foram: 0,1s deatraso do transdutor de velocidade, 0,12s para ofechamento da IV, 0,6s que a válvula permaneceutotalmente fechada e 1s para a reabertura total da IV.

4

134

120

2625102

138

136

16367

24

22131

12

13,8 kV

345 kV

500 kV

L. C. Barreto

Furnas

Poços de Caldas

Itutinga

Pimenta

M. Moraes

FIGURA 5 – SISTEMA DE 13 BARRAS.

As variações angulares das máquinas de Poços sãoidênticas.A Figura 6 mostra que a atuação da FV reduz o picodo ângulo delta na primeira oscilação e atinge seunovo valor de regime permanente em menos tempo.

-103

-17

70

157

0, 4, 8, 12, 16, 20,

DELT 25 10 POCOS-T1-1GR 16 10 FURNAS---7GR

DELT 25 10 POCOS-T1-1GR 16 10 FURNAS---7GR

FIGURA 6 – VARIAÇÕES ANGULARES EM POÇOS.

Na Figura 7 pode ser observada a redução depotência mecânica praticamente instantânea causadapela atuação da FV, após a detecção dasobrevelocidade pré determinada de 2%.A queda de potência mostra que os estágios depressão intermediária e de baixa pressão, cuja somade seus fatores de participação corresponde a 70%da potência total, foram cortados de acordo com oprevisto e além disso, o estágio de alta pressãotambém teve sua potência reduzida devido à atuaçãodo sistema de controle da turbina.

21

88

154

220

0, 4, 8, 12, 16, 20,

PMEC 25 10 POCOS-T1-1GR

PMEC 25 10 POCOS-T1-1GR

FIGURA 7 – VARIAÇÕES DE PMEC. EM POÇOS.

A Figura 8 mostra que a máquina teve uma potênciaacelerante que variou mais durante a atuação da FV,mas apresentou maior amortecimento.

-323

-109

106

320

0, 4, 8, 12, 16, 20,

PACE 25 10 POCOS-T1-1GR

PACE 25 10 POCOS-T1-1GR

FIGURA 8 – POTÊNCIA ACELERANTE EM POÇOS.

Na Figura 9 observa-se que a freqüência da máquinade Poços teve sua variação reduzida, permanecendobem próxima da freqüência nominal a partir de 5s.

58,85

60,5

62,16

63,81

0, 4, 8, 12, 16, 20,

FMAQ 25 10 POCOS-T1-1GR

FMAQ 25 10 POCOS-T1-1GR

FIGURA 9 – FREQÜÊNCIA DA MÁQUINA - POÇOS.

A Figura 10 mostra como a tensão da máquinaestabilizou mais rápido que sem a FV.

0,225

0,532

0,839

1,147

0, 4, 8, 12, 16, 20,

VOLT 25 POCOS-T1-1GR

VOLT 25 POCOS-T1-1GR

FIGURA 10 – VARIAÇÃO DE TENSÃO EM POÇOS.

Através da Figura 11 pode-se observar que houvemenor variação de potência mecânica das máquinaspertencentes ao sistema, ilustrado pela usina deFurnas.É importante notar que se uma usina térmica decapacidade de geração mais expressiva fosseinstalada neste sistema, a atuação da FV nestamesma usina, teria efeito diferente da Figura 11.

811

889

968

1046

0, 4, 8, 12, 16, 20,

PMEC 16 10 FURNAS---7GR

PMEC 16 10 FURNAS---7GR

FIGURA 11 – VARIAÇÃO DE PMEC. EM FURNAS.

A atuação poderia acarretar em déficit de potênciamecânica na área durante o funcionamento da FV,aumentando a magnitude positiva de oscilação depotência mecânica das outras usinas.A duração da falta que levou o sistema, sem FV, aseu limite de estabilidade foi de 397ms, querepresenta um tempo de eliminação inferior ao tempode eliminação com falha de disjuntor para 345 KV. Ostempos de eliminação sem falha e com falha dedisjuntor são 100 e 400ms. Com a implementação daFV nas duas máquinas da usina, o sistema suporta omesmo tipo de defeito, mas com duração superior a1000ms, logo se houver uma falha de disjuntor osistema suportará.

5.2 Fast Valving nas UTN’s de Angra I e Angra II

Os resultados da implementação fictícia da FV tipoEVA, acionada por sobrevelocidade, nas UTN’s deAngra I e Angra II são apresentados a seguir.

5

A central de Angra apresenta particularidades, poisexistem atualmente duas máquinas de potência einércia diferentes ligadas ao mesmo barramento, logooscilam de modo diferente em regime transitório.Primeiramente foi achado o tempo de duração deuma falta trifásica franca que levaria o sistema a seulimite de estabilidade, sem a implementação da FV.O cenário considerado foi o de Dezembro de 2003com carga pesada e o Sudeste exportador (FSE).A falta considerada foi no barramento de Angra e aeliminação do defeito feita com a retirada da linha detransmissão que liga Angra à São José em 500 KV.Os despachos de potência considerados são: 650MW para Angra I e 1350 MW para Angra II.A primeira tentativa foi instalar a FV somente namáquina de Angra II. Os ajustes comumenterecomendados para ac ionamento porsobrevelocidade são 2 ou 3%, mas para o tempo dedefeito que leva o sistema a seu limite deestabilidade foi observado que as máquinas nãoatingiam nem 2% de sobrevelocidade, logo a FV emAngra II foi ajustada para atuar com 1%.Esta alternativa mostrou-se sem efeito, pois o limitede estabilidade do sistema permaneceu o mesmopara a usina sem a FV. Notou-se que Angra I, por termenor inércia acelerava-se mais, atingindovelocidades maiores, ajudando a instabilizar osistema. A atuação só em Angra II foi insuficiente.Foi instalada a FV em Angra I, acionada porsobrevelocidade de 1% e desligada a FV de Angra II,o resultado foi mais animador, pois o tempo deeliminação do defeito pode ser aumentado sem osistema se instabilizar.Partiu-se para um terceiro caso em que a FV dasduas unidades poderiam atuar quando cada umadelas atingisse 1% de sobrevelocidade, esta tentativarecaiu no caso anterior, pois somente a FV de AngraI atuou. Logo o tempo máximo de duração do defeitofoi o mesmo. Quando ele foi aumentado a FV dasduas unidades atuaram, mas o sistema divergiu. Foiobservado que devido ao fato das duas máquinaspossuírem inércias diferentes, a FV de cada umadelas era acionada em instantes diferentes, podendocausar oscilações e trocas de potência entre asmáquinas da própria UTN.O próximo passo foi fazer com que quando a FV deAngra I fosse acionada, um sinal de comando fosseenviado para acionar a FV de Angra II, isto eliminariaa possível troca de potência entre as duas unidades.O resultado obtido, Figura 12, foi o melhor possívelconsiderando somente a atuação porsobrevelocidade, sem otimização e atuaçãoespecífica em conjunto com outros tipos dereguladores, como o sistema de excitação.

168

546

923

1300

0, 4, 8, 12, 16, 20,

PMEC 10 10 ANGRA-1--1GR

PMEC 11 10 ANGRA-2--1GR

FIGURA 12 – VARIAÇÃO DE PMEC. ANGRA I E II.

Os tempos utilizados para a atuação da FV foram:tempo de atraso do transdutor de medição develocidade 0,1s, tempo de fechamento das válvulas0,25s, tempo que as válvulas permanecem fechadas0,1s e tempo de reabertura 0,85s (8).Os tempos máximos de duração dos defeitos quelevam aos limites de estabilidade, para os tempos deatuação de válvula, estão representados na Tabela 1.A coluna Atraso representa se o tempo do transdutorde velocidade foi ou não considerado.

TABELA 1: RESUMO DOS LIMITES 1 - FSE

FAST VALVING Curto 3 fAngra I Angra

IIAtraso Angra I aciona

Angra IIDuração

[ms]

113x x 116

x x 113x x x 116x x 119x x x x 122x x x 143

Pode-se observar que quanto menor o tempo em quea válvula se fecha, maior será o aumento do limite deestabilidade do sistema, comparando-se as duasultimas linhas da Tabela 1. Foram encontrados novostempos máximos de duração de defeitos que levam osistema a seu limite de estabilidade, representadosna Tabela 2, mas agora considerando o tempo deatraso do transdutor de velocidade de 0,05s e otempo de fechamento das válvulas de 0,12s (6), osoutros tempos foram mantidos.

TABELA 2: RESUMO DOS LIMITES 2 - FSEFAST VALVING Curto 3 f

Angra I AngraII

Atraso Angra I acionaAngra II

Duração[ms]

113x x 116

x x 113x x x 116x x 122x x x x 134x x x 155

Mais uma vez pode-se observar a importância davelocidade de atuação da válvula, comparando-se asduas últimas linhas da Tabela 2 e tambémconfrontando as Tabelas 1 e 2.As Figuras 13 e 14 mostram as variações angularesdas máquinas de Angra I e II, respectivamente com esem a atuação da FV, para o caso em que a FV deAngra I aciona a de Angra II com atraso de transdutorde 0,05s, tempo de fechamento de 0,12s e defeitocom duração de 134ms.

-184

-76

32

140

0, 4, 8, 12, 16, 20,

DELT 10 10 ANGRA-1--1GR 501 10 I.SOLTE-17GR

DELT 10 10 ANGRA-1--1GR 501 10 I.SOLTE-17GR

FIGURA 13 – VARIAÇÃO ANGULAR EM ANGRA I.

6

-153

-69

16

100

0, 4, 8, 12, 16, 20,

DELT 11 10 ANGRA-2--1GR 501 10 I.SOLTE-17GR

DELT 11 10 ANGRA-2--1GR 501 10 I.SOLTE-17GR

FIGURA 14 – VARIAÇÃO ANGULAR EM ANGRA II.

As Figuras a seguir comparam as diferenças entre asatuações da FV quando a FV de Angra II é acionadapela de Angra I. As linhas em azul contínuasrepresentam a atuação para atraso de transdutor de0,05s e tempo de fechamento de 0,12s e as linhasvermelhas tracejadas para atraso de transdutor de0,1s e tempo de fechamento de 0,25s.A duração do defeito foi de 122ms, as comparaçõesindicam a sensibilidade da estabilidade do sistemaem relação aos diferentes tempos de atuação dasválvulas.

-705

-191

323

836

0, 2, 4, 6, 8, 10,

PACE 10 10 ANGRA-1--1GR

PACE 10 10 ANGRA-1--1GR

FIGURA 15 – POT. ACELERANTE EM ANGRA I.

-1570

-576

418

1411

0, 2, 4, 6, 8, 10,

PACE 11 10 ANGRA-2--1GR

PACE 11 10 ANGRA-2--1GR

FIGURA 16 – POT. ACELERANTE EM ANGRA II.

-158

-74

11

96

0, 4, 8, 12, 16, 20,

DELT 10 10 ANGRA-1--1GR 501 10 I.SOLTE-17GR

DELT 10 10 ANGRA-1--1GR 501 10 I.SOLTE-17GR

FIGURA 17 – VARIAÇÃO ANGULAR EM ANGRA I.

-160

-85

-9

66

0, 4, 8, 12, 16, 20,

DELT 11 10 ANGRA-2--1GR 501 10 I.SOLTE-17GR

DELT 11 10 ANGRA-2--1GR 501 10 I.SOLTE-17GR

FIGURA 18 – VARIAÇÃO ANGULAR EM ANGRA II.

6.0 - CONCLUSÃO

A atuação da FV mostrou-se eficiente tanto nosistema de 13 barras como nas UTN’s de Angra I e II.Pôde-se notar que as implementações feitas emAngra apresentaram melhora, apesar da severidadedo defeito para o sistema interligado brasileiro.Os tempos de acionamento e fechamento da FVdevem ser os menores possíveis, pois aumentam aestabilidade do sistema e dão maior folga para osajustes de proteção. Os tempos de fechamento e dereabertura das válvulas, devem ser ajustados demodo a evitar possíveis sobrepressões nãoadmissíveis em cada conjunto caldeira - turbina ondea FV será instalada.Devido a estas considerações, tornam-senecessários mais estudos, e para melhorar odesempenho aplicar técnicas de controlecoordenados com a FV e possíveis otimizações.

7.0 - REFERÊNCIAS

1) G.X. Liu, X.S. Lin, Q.X. Yang, L.L. Lai, B.W. Hogg.Investigation of Turbine Valving Control withLyapunov Theory; Proceedings of the 4th InternationalConference on Advances in Power System Control,Operation and Management, APSCOM-97, HongKong, November 1997.(2) F.F. Hassan, R. Balasubramanian and T.S. Bhatti.Fast valving scheme using parallel valves fortransient stability improvement; IEE Proceedings -Generation Transmission and Distribution, Vol. 146,No. 3, may 1999.(3) F.P. de Mello et al. Dynamic models for fossilfueled steam units in power system studies; IEEETransactions on Power Systems, Vol. 6, No. 2, May1991.(4) J. Machowski, J. Bialek, J.R. Bumby. PowerSystem Stability and Dynamics; 1996.(5) E.W. Cushing et al. Fast valving as an aid topower System transient stability and promptresynchronization and rapid reload after full loadrejection, IEEE Transactions on Power SystemApparatus and Systems; Vol. 91, pp. 1624-1636,July/August 1972.(6) IEEE Discrete Supplementary Controls WorkingGroup. Turbine fast valving to aid system stability;benefits and other considerations; IEEE Transactionson Power System , Vol. PWRS-1,No. 1, February1986.(7) B. Delfino, G.B. Denegri, P. Picenti, R. Marconato,P. Scarpellini. Impact of turbine fast valving ongenerator and transformer protective relays;IEEE/NTUA Athens Power Tech Conference, Greece,Sept. 5-8,1993.(8) P. Kundur, J. P. Bayne. A STUDY OF EARLYVALVE ACTUATION USING DETAILED PRIMEMOVER AND SYSTEM SIMULATION; IEEETransactions on Power Apparatus and Systems, vol.PAS – 94, no. 4, July/August 1975.(9) P.P. Mendes. F. B. Prioste, C. Ferreira. Avaliaçãoda influência da fast valving no comportamentodinâmico de sistemas elétricos de potência; IXCongresso Brasileiro de Energia, vol. 3, p 1090-1103,Rio de Janeiro, 2002.