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Compensador Série Modularizado para Sistemas de Distribuição até 23 KV
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Agenda
1. Introdução
2. CSM - Compensador Série Modularizado
3. CSM- 01: Primeiro Protótipo
4. CSM- 02: Segundo Protótipo
5. Conclusões
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Introdução
Pioneirismo da CPFL – Sabino - 1.989
1. Alimentador 11,9 kV com 40 km de cabo 4/0 SAA
2. Carga 0,6 MVA-1992 e 1,2 MVA-2002, FP = 87%
3. Q=8 Unidades 84 KVAR /4,04 kV por fase4. XC/XL= 2,0 inicial (ocorreu ressonância)
5. XC/XL = 1,5 final (funcionando até hoje)
Benefícios Obtidos: Postergação até hoje obras previstas p/1992:- Construção da SE Sabino 34,5/11,9KV- Instalação Trafo138/34,5 KV na SE
Cafelândia.- Obras secundárias.
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Introdução
MOTIVAÇÃO
Falta de padrão para sua aplicaçãoPoucas instalações no BrasilCada instalação tratado de forma customizada, utilizando unidades capacitivas e estruturas diferentesExpectativa que sempre há a necessidade de estudos de Transitórios, que são complexos, exige software dedicado e muito tempo para sua realização.
Permitiu desenvolvimento e aplicação de dois tipos:
1.Capacitor sobredimensionado (auto protegido); 2.Capacitor protegido por varistor de óxido de zinco.
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CSM - Compensador Série Modularizado
CSMU: capacitores ou;combinação de capacitores e varistores de ZnO
OUTROS: Chave de by-pass;Rack (estrutura)3 Chaves à vácuo;Reatores; Para-raios; TPPainel de proteção.
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CSM- 01: Primeiro Protótipo
L1
L2/3
L4
L7
PAC
• I3f = 822 A• I3f / Icarga = 2,6• 22 km da SE• 61 MIT- 40 operam• 41º derruba todos
I3f = 718 A
I3f = 639 A
I3f = 610 A
RT 01
RT 02
RT 03
Problema de Estabilidade de Tensão na Distribuição
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CSM- 01: Primeiro Protótipo
Instalado a 20 km da SE (cabo 477 MCM)Reatância indutiva = 8,8 ohmsCapacitor = 144 ohms
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CSM- 01: Primeiro Protótipo
Motores de 50 cv das barcaças
Características do local de Instalação
Motores de 250 cv localizados em L1
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CSM- 01: Primeiro Protótipo
Características do local de Instalação
Motores de 250 cv localizados em L1Transformadores do ponto L1
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CSM- 01: Primeiro Protótipo
Unidades Capacitivas
Chaves By-pass
10 capacitores / faseReatância = 14,4 ohmsXC/XL = 1,64
– instalado na Fazenda Campo Grande – Colômbia (13,8 kV)
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CSM- 01: Primeiro Protótipo
- Corrente durante Testes na Versão Preliminar
-Sobrecorrentes que ocorreram durante a partida do 20º ou 21º MIT
-5 tentativas
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CSM- 01: Primeiro Protótipo
Necessidade de descobrir a causa através de simulações: Sobrecorrentes que ocorreram durante a partida do 20º ou 21º MIT
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CSM- 01: Primeiro Protótipo
Solução encontrada:Acima de 13 cap./fase
15 capacitores por faseReatância = 9,6 ohmsXC/XL = 1,09
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CSM- 01: Primeiro Protótipo
Com todos os motores (61) operando normalmente.
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CSM- 02: Segundo Protótipo
Situado a 29,5 km da S/E, com uma reatância indutiva de 17,1 ΩTensão: 23,1 kV
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CSM- 02: Segundo Protótipo
(4 capacitores (82 ohms) + 9 varistores) / fase
Reatância = 20,5 ohmsXC/XL = 1,20
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CSM- 02: Segundo Protótipo
Com o banco desligado (22/02/2010)
Com o banco ligado (12/04/2010).
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Conclusões
Estrutura padrão comporta até 7 capacitores e 9 varistores.
Possibilidade de utilizar somente capacitores ou capacitores + varistores.
Se a tensão resultante nos terminais dos capacitores, for menor que a tensão suportável por eles o CSMU poderá ser do tipo autoprotegido (sem varistores), senão deverá ser semiprotegido (com varistores).
Chave a vácuo, reatores, painel de comando e proteção, e estrutura, são previamente definidos e dimensionados que poderão fazer parte normal de estoque.
Pode resolver problemas de tensão, partidas de motores, flicker, etc, com investimentos menores que as soluções tradicionais, como construção de novos alimentadores, subestações.
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Cuidados especiais
Ferroressonância: caso a linha tenha que ser energizada com o CSM inserido, devem ser feitas simulações considerando as condições transitórias, para situações que podem gerar níveis de tensão bastante elevados.
Ressonância Subsíncrona: onde há predominância de motores devem ser feitos estudos dos transitórios, considerando a energização dos motores. A reatância capacitiva resultante pode ressonar com a reatância indutiva dos MIT (motores de indução) em uma determinada condição de acionamento dos mesmos.
Proteção contra sobrecorrente: Os ajustes de proteção para a primeira operação ocorra na curva instantânea em tempo inferior a 500ms no caso de CSMU autoprotegido, ou 100ms quando se o CSMU semiprotegido.
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Massayuki Suzuki - CPFL PiratiningaDirceu José Ferreira – CPFL Paulista
Josué de Camargo – Expertise EngenhariaWilson Martins Borges – Expertise Engenharia
Geraldo Peres Caixeta – Expertise Engenharia
OBRIGADO
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