Aspectos de compensação reativa em cargas dinâmicas: Tecnologia aplicada na eficiência e produtividade

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Ana Carolina Cunha
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1 Aspectos de compensação reativa em cargas dinâmicas: Tecnologia aplicada na eficiência e produtividade JOSE STAROSTA AÇÃO ENGENHARIA E INSTALAÇÕES LTDA jstarosta@acaoenge.com.br

2 Custo de Perturbações QE Atividade/Tipo Têxtil Fundição Gráfica Plástico / metal Automotiva Extrusão Papel Semicondutor Farmacêutica Custo por evento ( US$) a a a a a a a a a Perdas em QE por ano estimada Brasil: 2 a 3 BI US$ / ANO (baseada no consumo proporcional; USA US$ 15 BI / ANO) Fonte: EPRI

3 PRODUTIVIDADE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA ENERGÉTICA QUALIDADE DE ENERGIA QUALIDADE DE ENERGIA Compensação reativa Informação disponível

4 As perdas de processo e remanufatura Qualidade!!!!!! kwh Matéria prima Qualidade de energia = produtividade!! Perdas: Pay-Back?!?!?! 2001-US$15Bi/ano Estimativa BR- US$ 2 a 3 Bi/ano Novo estudo US$ 80 Bi/ano HM+HH kwh $$$ Produto final + Perdas Sucata Matéria prima 2 a

5 Aspectos de Compensação Reativa

6 Deseja-se c/ Comp. Reativa Regulação de tensão (e produtividade) Redução de correntes Redução de perdas Eliminação de excedente reativos Resol. ANEEL 456 Filtro harmonicas e comp reat Qualquer acima Obtém-se Oscilação, flicker e máquinas paradas Aumento de correntes Aumento de perdas Incremento de reativos Queimas de capacitores Queimas de equipamentos Porque? Manobra em tempo inadequado e com transientes Injeção reativa inadequada Idem, com sobre tensões Controle inadequado Ressonância Ressonância e operação inadequada

7 Métodos da compensação da Energia Reativa CRTR

8 TORQUE- Exemplo SOLDA de perfil de carga PONTO AÇÃO ENGENHARIA E INSTALAÇÕES L1 L2 L3 Avg/Tot Time [SS.ms] SOLDA A PONTO ZOOM 2 Q [kvar] I [A] Vptp [V]

9 Cycle-cycle trend view Amostras de tensão V L-L Aprox.2 minutos 250 Cycle-cycle trend view :09:51:579 16:10:16:410 16:10:41:241 16:11:06:71 16:11:30:902 16:11:59:18 Estimated time V L-L :08:15:725 16:10:51:750 16:13:29:860 16:15:36:340 16:17:56:998 16:21:02:9 Estimated time

MANOBRA DE ESTÁTICA TICA DE CAPACITORES-TEMPO TEMPO REAL L1 L2 L3 Fusíveis rápidos SCR-Diodo Reatores Elementos de chaveamento eletrônicos são

10 MANOBRA DE ESTÁTICA TICA DE CAPACITORES-TEMPO TEMPO REAL L1 L2 L3 Fusíveis rápidos SCR-Diodo Reatores Elementos de chaveamento eletrônicos são aplicados para conexão dos grupos de capacitores. Somente dois elementos de manobra são usados (fases L1 e L2). A terceira fase (L3)é conectada diretamente

11 Manobra: Estática vs. Eletro-Mecânica Vantagens da manobra estática: Isenção de Transientes Prevenção de desgaste de contato Ilimitado número de Conexões e Desconexões Tempo da manobra Manobra Eletro-Mecânica Manobra Estática

12 Compensação reativa x filtro de harmônicas O fator de distorção e o fator de potência D Q φ λ S S D P Harm P=S.Cosλ *Cosφ FP FP=P/S Cosφ = P/S (ou FPD) S.Cosλ = S S = P 2 +Q 2 +D 2 D = S 2 -P 2 -Q 2 Q=Σ V k I k.sinθ k

13 Aspectos de decisão de especificação Comp. reativa: Quanto ao tempo de resposta. Quanto a ressonância harmônica. Quanto a isenção de transientes. Quanto ao numero de fases e cargas desbalanceadas. Quanto a compatibilidade com geradores Quanto a confiabilidade da instalação Quanto a compactação do equipamento Quanto a vida dos capacitores

Otimiza custos de produção devido a quedas de tensão e desligamentos intempestivos de dispositivos de proteção Sem desgaste de componentes (capacitores atingem vida

14 Compensação de energia reativa tempo real Manobra suave de capacitores Compensação plena da energia reativa em um ciclo (16.7ms). Economiza energia e reduz as perdas Aumenta a capacidade da rede (kva=kw) Minimiza as quedas de tensão e flickering. Reduz as correntes. Otimiza custos de produção devido a quedas de tensão e desligamentos intempestivos de dispositivos de proteção Sem desgaste de componentes (capacitores atingem vida nominal). Manutenção das características de kvar e condições projetadas de ressonância Aumenta a capacidade de geração local- o único compatível com geradores Soluçãoeconômicanapresençade duas harmonicas predominantes com redução da THDV

15 Soluções para: Cargas dinâmicas ( tempos de operação curtos) Cargas desbalanceadas Contrôle de harmonicas Isenção de transientes Regulação de Tensão e QE kva=kw Operação Automática tica e tempo real Ultra Compacto Confiável Comunicação

16 COSIPA-DN3-50%-SC/CC AÇAO ENGENHARIA E INSTALACOES LTDA L1 THD[%] Vptp Q [kvar] P [kw] Vptp [V] P.F 2 L2 L3 Avg/Tot :34 16:32 16:31 16:30 16:29 16:29 16:28 16:27 16:26 16:25 16:24 16:23 16:23 16:22 16:21 Time [HH:MM]

17 Denmark (The Baltic Sea) 166 MW wind farm (72 2.3MW) Local Power Factor compensation using 72 Elspec Equalizer, total 100 MVAr

19 Algumas aplicações no Brasil

20 Aspectos de QE Monitoração e certificação

Conhecimento Disponível em caso de falha no suprimento de EE Nivel de Precisão 100% Controladores Medidores Energía 0% Estimativa Estimativa

21 Conhecimento Disponível em caso de falha no suprimento de EE Nivel de Precisão 100% Controladores Medidores Energía 0% Estimativa Estimativa Fonte de informação Conhecimento Quando O que De onde Porque O que fazer Hoje as 09:00 20% Sag De T1 Arranque de Motor Arranque sincronizado

22 Concessionária X Consumidor

23 A solução

24 Informações continuas e disponíveis 16 ciclos Causou mais USD10,000 de prejuízo

25 Conhecimento disponivel Probabilidade 100% Fuente de Información Elspec G4k y PQSCADA Conhecimento 0% Quando O que De donde Porque O que fazer

26 Qualidade de energia Promovida através de intervenções em instalações de forma adequada Aferida e certificada por meio de dispositivos adequados (até 1024 amostras por ciclo com memória ate 1 ano.

27 OBRIGADO! Soluções em Qualidade de Energia e Eficiencia Energética

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