UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MINAS GERAIS

FUNDAÇÃO EDUCACIONAL DE ITUIUTABA

INSTITUTO SUPERIOR DE ENSINO E PESQUISA DE ITUIUTABA

GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA

DISCIPLINA GERAÇÃO TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO

TRABALHO

DE GERAÇÃO

TRANSMISSÃO E

DISTRIBUIÇÃO

Alunos: Rodrigo Tostes Arantes

Wilson Antonio de Andrade Júnior

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Índice

Objetivos------------------------------------------------------------------------------------------------ 4

1 - Modelo de Parâmetros Distribuídos--------------------------------------------------------- 5

1.1 – Configuração da Linha ----------------------------------------------------------------------- 6

1.2 – Configuração da carga ---------------------------------------------------------------------- 8

1.3 – Configuração da fonte ---------------------------------------------------------------------- 10

1.4 – Gráficos ----------------------------------------------------------------------------------------- 11

2 – Modelo de células PI --------------------------------------------------------------------------- 15

2.1 – Configuração da linha ----------------------------------------------------------------------- 16

2.2 – Configuração da carga ---------------------------------------------------------------------- 17

2.3 - Configuração da fonte ----------------------------------------------------------------------- 18

2.4 – Gráficos ----------------------------------------------------------------------------------------- 19

Conclusão ---------------------------------------------------------------------------------------------- 23

4

Objetivos

Nossa tarefa é analisar e comparar os modelos de linhas de transmissão contidos no

Software Simulink em ambiente de MATLAB. Simulando um modelo de sistema

concessionária + linha de transmissão + carga indutiva e determinar as tensões e correntes

no transmissor e receptor, além de encontrar seus respectivos valores eficazes e máximos.

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1 - Modelo de Parâmetros Distribuídos

Simulamos uma linha de transmissão de 500km com os seguintes parâmetros:

r = 0,08Ω/Km

L = 1,336mH/Km

C = 8,6.10-3 µF/Km

g = 3,75.10-8 Siemens/Km

Segue abaixo o circuito simulado:

Fig.1

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1.1 – Configuração da Linha

Com o auxílio do bloco ferramenta powergui, encontramos os valores das reatâncias

positivas e nulas da linha.

Fig.2

Fig.3

7

Na fig.3, temos os dados calculados da opção Compute RLC line parameters vista na fig.2,

para uma linha com resistência de 0.08Ω/Km. Esses valores são inseridos na caixa de

parâmetros distribuídos da linha:

Fig.4

Obs: Vemos também que nesta caixa, valores como o comprimento da linha, a freqüência e

o número de fases são inseridos.

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1.2 – Configuração da carga

A linha tratada no sub-item 1.1 deverá alimentar uma carga com potência aparente

185MVA, com fator de potência = 0,95 indutivo e tensão de 230KV (ff).

Abaixo veremos a configuração da carga:

Fig.5

Obs: Os valores da potência ativa e reativa foram encontrados pelos seguintes cálculos.

S2 = U2.I2*

61,66MVA = 132,8KV . I2* (valores monofásicos)

I2* = 464,31 A

Como FP = -0,95, e arcos(0,95) = 18,19

Concluímos que I2 = 464,31| -18,19 A

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Assim, encontramos do ângulo da potência ativa, sendo esta:

S2 = 61,66 |18,19 MVA

Matematicamente obtemos: S2 =61,66 MVA . cos(18,19 ) + j . 61,66 MVA . sen(18,19 )

S2 = 58,57MW + j . 19,25 MVAr (Valores monofásicos)

S2 = 175,75 MW + j . 57,75 MVAr (Valores trifásicos)

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1.3 – Configuração da fonte

Para obter os dados da fonte, utilizamos as equações exatas da linha.

Para obter o U1:

U1 = U2 . cosh(γl) + I2.Zc.senh(γl)

U1 = 186,92 |33,47 KV (Valores Monofásicos)

U1 = 323,75 |33,47 KV (Valores Trifásicos)

A figura abaixo demonstra como os dados são inseridos para compor a fonte:

Fig.6

11

1.4 – Gráficos

1.4.1 – Tensão no Transmissor

Fig. 7

U1 (rms)= 186,92KV (Valores Monofásicos)

U1 (máx) = 264,34 KV (Valores Monofásicos)

12

1.4.2 – Corrente no Transmissor

Fig. 8

I1(rms)=372,14 A

I1(máx)=526,28 A

13

1.4.3 – Tensão no Receptor

Fig. 9

U2(rms)= 132,8 KV (Valores Monofásicos)

U2(máx)= 187,81 KV (Valores Monofásicos)

14

1.4.4 – Corrente no Receptor

Fig. 10

I2(rms)= 464,31 A

I2(máx)= 656,63 A

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2 – Modelo de celulas PI

Simulamos uma linha de transmissão de 500km com os seguintes parâmetros:

r = 0,08Ω/Km

L = 1,336mH/Km

C = 8,6.10-3 µF/Km

g = 3,75.10-8 Siemens/Km

Segue abaixo o circuito simulado:

Fig.11

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2.1 – Configuração da linha

Inserimos os valores de impedância da linha, na caixa da Seção PI. Como ilustra a Fig. 12.

Fig. 12

Neste caso específico, para a linha com 500 Km de comprimento, foram usadas 20 seções

PI’s, representando 25 Km cada.

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2.2 – Configuração da carga

Os valores para configuração da carga serão os mesmos já calculados no item 1.2.

Fig. 13

18

2.3 – Configuração da fonte

Para a fonte, utilizamos os mesmos valores do item 1.3.

Fig. 14

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2.4 – Gráficos

2.4.1 – Tensão no Transmissor

Fig. 15

U1 (rms)= 186,92KV (Valores Monofásicos)

U1 (máx) = 264,34 KV (Valores Monofásicos)

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2.4.2 – Corrente no Transmissor

Fig. 16

I1(rms)=372,14 A

I1 (máx)=526,28 A

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2.4.3 – Tensão no receptor

Fig. 17

U2(rms)= 132,8 KV (Valores Monofásicos)

U2 (máx)= 187,81 KV (Valores Monofásicos)

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2.4.3 – Corrente no receptor

Fig. 18

I2 (rms)= 464,31 A

I2 (máx)= 656,63 A

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Conclusão

Concluímos, portanto, que a linha com células PI, apresentam resultados mais satisfatórios

quando comparados com os valores calculados de acordo com as equações exatas da linha.

Já a linha com parâmetros distribuídos demonstrou melhor (graficamente) o efeito

harmônico, como pode ser verificado nas figuras (7, 8, 9 e 10).

Podemos verificar, também, que as perdas ao longo da LT são grandes, embora o fator de

potência esteja em 0.95.