TE 991 Tópicos em Qualidade de Energia - UFPRmateus:te991... · 2019. 6. 11. · 9. Soluções Reguladores Monofásicos Utilizado para manter regulada a tensão na carga, através

TE 991 Tópicos em

Qualidade de

Energia

Cap. 7 – Variação de

tensão em regime

permanente

Prof. Mateus Duarte

Teixeira (por J.C. Oliveira)

1. Definição

“Variações de tensão de longa

duração são desvios que ocorrem no

valor eficaz desta grandeza, na

frequência do sistema, com duração

superior a 3 minutos”

1. Origem das Variações de Tensão

Operação de disjuntores;

Manutenção;

Carregamento dos Condutores;

Variação de Cargas;

Chaveamento de Capacitores;

Fiação mal dimensionada ou conexões

mal feitas.


SV. .

V

SZ

jQP

.

V

Scc

.

I


Scc

Q

V

V

V

SV.

.

V

.

I

.

IZ S

.

IRS

.

IjX S

...

)( IjXRVV SSS

2. Exemplo de Histograma de Tensão

3. Limites de Faixas de Tensão -

PRODIST

4. Amostragem das Medições para

redes elétricas

Medições Amostrais

Medições Solicitadas / Reclamações de Tensão

5. Faixas de Conformidade de Tensão

em Regime Permanente

FAIXA CRÍTICA SUPERIOR

FAIXA PRECÁRIA SUPERIOR

FAIXA ADEQUADA

FAIXA PRECÁRIA INFERIOR

FAIXA CRÍTICA INFERIOR

1.008 Leituras Válidas

Intervalo de 10 minutos

Exemplo de Medição

6. DRP – Duração Relativa da

Transgressão de Tensão Precária

Indicador individual referente à duração relativa das

leituras de tensão, nas faixas de tensão precária, no

período de observação definido, expresso em percentual

100.008.1

nlpDRP

%75,5100.008.1

58

DRP

X 925 Leituras

X 15 Leituras

X 10 Leituras

X 50 Leituras

X 8 Leituras

7. DRC – Duração Relativa da

Transgressão de Tensão Crítica

Indicador individual referente à duração relativa das

leituras de tensão, nas faixas de tensão crítica, no período

de observação definido, expresso em percentual

100.008.1

nlcDRC

X 925 Leituras

%48,2100.008.1

25

DRC

X 15 Leituras

X 10 Leituras

X 50 Leituras

X 8 Leituras

8. Compensação

9. Soluções

Compensação direta: equipamentos que

utilizam a filosofia da mudança manual ou

automática de tapes ou aqueles que inserem

de tensões de compensação controladas,

aditivas ou subtrativas, àquelas disponibilizadas

pela rede supridora;

Compensação indireta: técnica atrelada com

equipamentos que operam à base do controle

do fluxo de potência reativa.

9. Soluções

Reguladores de Ação Direta

Exemplos de reguladores baseados na

mudança automática de tapes: Toshiba TB-

R1000, COOPER VR-32 e ITB RAV-2;

Exemplos de reguladores que inserem tensões

de compensação controladas: SIPCON S, DVR,

Softswitching DySC.

9. Soluções

Principio físico dos reguladores de Ação Direta

baseados em mudança de TAPS

1V

2V1N

2N

2

2

1

1

N

V

N

V

1

212

N

NVV

9. Soluções

Reguladores Monofásicos Utilizado para manter regulada a tensão na carga, através de

um comutador de derivações em carga monofásico. São

montados em bancos trifásicos, conexão delta, delta aberto ou

estrela aterrada, permitindo a regulação da tensão em cada

linha individualmente ou através de um sistema mestre

comandado, onde a tensão é regulada para as três fases em

um mesmo nível, substituindo os reguladores de tensão trifásicos

com inúmeras vantagens, cuja principal é o reduzido preço.

Tensão: Até 36.2kV

9. Soluções

Reguladores Monofásicos

9. Soluções

Exemplo de atuação do Regulador de Tensão

9. Soluções

Princípio físico dos reguladores de ação direta via

inserção de tensões de compensação

9. Soluções

Reguladores de Ação Indireta

Alguns exemplos clássicos de dispositivos para

compensação indireta da tensão através do

controle do fluxo da potência reativa:

Bancos de capacitores e/ou reatores, fixos ou

variáveis, manuais e automativos;

Compensadores síncronos;

RCTs (Reatores Controlados a Tiristores);

CCTs (Capacitores Chaveados a Tiristores);

Tecnologia UPFC (Unified Power Flow Controller):

STATCOM, SIPCON P, dentre outros.

9. Soluções Reator Linear e Banco de Capacitores

(chaveamento mecânico)

Fonte CACarga

Disjuntor

Disjuntor

Reator

LinearBanco de

Capacitor

9. Soluções Reator Controlado a Tiristores - RCT

9. Soluções Capacitor Chaveado a Tiristores - RCT

9. Soluções Compensadores Síncronos

9. Soluções Static Synchronous Compensator– STATCOM

9. Soluções Utilização de Capacitores de Baixa Tensão


11.400/220V

75 kVA - 3Ø

10 kVAr - 3Ø

1

2

4 5

3

7 28

27

26

25

24 23 22

21

20

6 8 9 10 11 12

13

14

15 16 17 18

19


0,75

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

1 2 6 7 3 4 20 21 22 23 24 25 26 27 28 5 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Barra

Tensão (

pu )

0,75

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

1 2 6 7 3 20 4 21 8 22 23 24 25 26 27 28 5 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Barra

Te

nsã

o (

pu )

Caso Base

Resultados obtidos

sem o capacitor

Caso 01

Capacitor conectado

na Barra 11


0,75

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

1 2 6 7 3 20 4 21 8 22 23 24 25 26 27 28 5 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Barra

Te

nsã

o (

pu )

0,75

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

1 2 6 7 3 20 4 21 8 22 23 24 25 26 27 28 5 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Barra

Te

nsã

o (

pu ) Caso 01

Capacitor conectado

na Barra 11

Caso 02

Capacitor conectado

na Barra 14


0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

1 2 6 7 3 20 4 21 8 22 23 24 25 26 27 28 5 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Barra

Tensão (

pu )


PERDAS ( % ) kW kWh / Mês kWh / Ano

Perdas sem compensação 2,79% 1,360 979 11.751

Perdas com compensação 2,26% 1,102 793 9.519

Diferença das perdas 0,53% 0,258 186 2.232

0,0% 0,5% 1,0% 1,5% 2,0% 2,5% 3,0%

Perdas sem compensação

Perdas com compensação

kVA kW kVAr

58,86 48,75 33,00

54,89 48,35 25,98

6,74% 0,82% 21,27%Redução ( % )

Análise de Desempenho

Antes

DepoisCarregamento do Trafo

52 53 54 55 56 57 58 59 60

Carregamento sem compensação

Carregamento com compensação


DRP antes e após a conexão do capacitor


105

110

115

120

125

130

135

140

145

10:2

0:0

0

15:2

0:0

0

20:2

0:0

0

01:2

0:0

0

06:2

0:0

0

11:2

0:0

0

16:2

0:0

0

21:2

0:0

0

02:2

0:0

0

07:2

0:0

0

12:2

0:0

0

17:2

0:0

0

22:2

0:0

0

03:2

0:0

0

08:2

0:0

0

13:2

0:0

0

18:2

0:0

0

23:2

0:0

0

04:2

0:0

0

09:2

0:0

0

14:2

0:0

0

19:2

0:0

0

00:2

0:0

0

05:2

0:0

0

10:2

0:0

0

15:2

0:0

0

20:2

0:0

0

01:2

0:0

0

06:2

0:0

0

11:2

0:0

0

16:2

0:0

0

21:2

0:0

0

02:2

0:0

0

07:2

0:0

0

Horário

Tensão (

Volts

)

Antes Depois


0,70

0,75

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

1,05

1,10

10:2

0:0

0

15:2

0:0

0

20:2

0:0

0

01:2

0:0

0

06:2

0:0

0

11:2

0:0

0

16:2

0:0

0

21:2

0:0

0

02:2

0:0

0

07:2

0:0

0

12:2

0:0

0

17:2

0:0

0

22:2

0:0

0

03:2

0:0

0

08:2

0:0

0

13:2

0:0

0

18:2

0:0

0

23:2

0:0

0

04:2

0:0

0

09:2

0:0

0

14:2

0:0

0

19:2

0:0

0

00:2

0:0

0

05:2

0:0

0

10:2

0:0

0

15:2

0:0

0

20:2

0:0

0

01:2

0:0

0

06:2

0:0

0

11:2

0:0

0

16:2

0:0

0

21:2

0:0

0

02:2

0:0

0

07:2

0:0

0

Horário

Fato

r de P

otê

ncia

(pu)

Antes Depois

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