Tutorial SimMaq

Introduo

Universidade Federal de Santa Catarina

Programa de Ps-Graduao em Engenharia Eltrica

Dinmica de Sistemas de Energia Eltrica

Tutorial Mquina Sncrona em Variveis de Park

1. Objetivo

Assimilao dos conceitos apresentados em aula terica sobre a representao da mquina sncrona por meio de variveis de Park e familiarizao da rotina computacional SimMaq.

2. Estudo de Caso

Prope-se:

i) simular a resposta de uma mquina sncrona a um curto-circuito trifsico slido em seus terminais supondo a mesma operando isoladamente e sob condies nominais de tenso terminal de estator.

ii) simular a resposta de uma mquina sncrona conectada a uma barra infinita conforme Figura 1, operando sob condies nominais de tenso terminal de estator e potncia eltrica terminal.

Os dados da rede, apresentados na Figura 1, esto em pu na base de 100MVA.

Figura 1 Mquina sncrona conectada a rede eltrica

Os dados da mquina sncrona so:

Potncia nominal555 MVA

Tenso nominal24 kV

Fator de potncia0,90

Constante de inrcia3,525 s

1,66 pu

1,61 pu

83,5%

0,15 pu

0,003 pu

0,165 pu

0,0006 pu

0,1713 pu

0,0284 pu

0,7252 pu

0,00619

0,125

0,02368

3. Equaes Gerais da Mquina Sncrona

Assimilao dos conceitos apresentados em aula terica sobre a representao da mquina sncrona por meio de variveis de Park.

Equaes de tenso do estator:

Equaes de tenso do rotor:

Equaes de enlace de fluxo do estator:

Equaes de enlace de fluxo do rotor:

Equao de torque de entreferro:

4. Programa de Simulao

Os experimentos sero realizados utilizando o pacote computacional SimMaq desenvolvido para o ambiente MATLAB. Os comandos utilizados no pacote so:

NOVOEXP: Determinao do experimento a ser estudado;

NOVAMAQ: Definio dos parmetros da mquina sncrona;

NOVAREDE: Definio dos parmetros da rede eltrica;

CIFP: Determinao do ponto de operao para o fluxo de potncia;

FLOW: Execuo do fluxo de potncia;

CIDIN: Determinao das condies iniciais para o estudo da dinmica da mquina sncrona;

EXECUTE: Execuo da simulao;

GRAFICOS: Representao grfica das principais variveis da simulao;

FIM: Encerra o programa.

Para rodar o programa, descompacte o arquivo SimMaq.zip no diretrio c:\dinamica. Ao abrir o MATLAB, execute os seguintes comando:

>> cd c:\dinamica

>> simmaq

5. Descrio dos Experimentos

Experimento 1: Mquina operando vazioCaso A: Considerando os transitrios do estator.

Comandos do SimMaq:

SimMaq-UFSC>> NOVAMAQ

SimMaq-UFSC>> NOVOEXP

SimMaq-UFSC>> CIFP

SimMaq-UFSC>> CIDIN

SimMaq-UFSC>> EXECUTE

SimMaq-UFSC>> GRAFICOS

Caso B: Desprezando os transitrios do estator.

Comandos do SimMaq, supondo a simulao como seqncia do Caso A:




Experimento 2: Mquina conectada barra infinita.

Caso A: Simulao do desligamento permanente de uma LT com tenso de campo constante

Comandos do SimMaq:


SimMaq-UFSC>> CIFP

SimMaq-UFSC>> FLOW

SimMaq-UFSC>> CIDIN



Caso B: Simulao do desligamento permanente de uma LT com aplicao de degrau de 10% na tenso de campo

Comandos do SimMaq, supondo a simulao como seqncia do Caso A



Caso C: Simulao de curto-circuito trifsico slido na barra de AT do transformador, eliminado pela desligamento permanente () de uma LT com tenso de campo constante

Comandos do SimMaq, supondo a simulao como seqncia do Caso B




Caso D: Simulao de curto-circuito trifsico slido na barra de AT do transformador, eliminado pela desligamento permanente () de uma LT com aplicao de degrau de 10% na tenso de campo

Comandos do SimMaq, supondo a simulao como seqncia do Caso C:



Caso E: Simulao de curto-circuito trifsico slido na barra de AT do transformador, eliminado pela desligamento temporrio (, ) de uma LT com tenso de campo constante

Comandos do SimMaq, supondo a simulao como seqncia do Caso D




Caso F: Simulao de curto-circuito trifsico slido na barra de AT do transformador, eliminado pela desligamento temporrio (, ) de uma LT com aplicao de degrau de 10% na tenso de campo

Comandos do SimMaq, supondo a simulao como seqncia do Caso E:



Caso G: Simulao da aplicao de um degrau de 5% no torque mecnico na mquina sncrona com tenso de campo constante

Comandos do SimMaq, supondo a simulao como seqncia do Caso F




Caso H: Simulao da aplicao de um degrau de 5% no torque mecnico na mquina sncrona com aplicao de degrau de 10% na tenso de campo

Comandos do SimMaq, supondo a simulao como seqncia do Caso G:



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