Geração de Energia Elétrica. Aula 5 Cenário para a Geração de Energia Elétrica

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1 Geração de Energia Eétrica - GEE Geração de Energia Eétrica Aua 5 Cenário para a Geração de Energia Eétrica rofeor Saimon Miranda Fagunde 1

2 Geração de Energia Eétrica - GEE Atua ituação do Sitema Interigado Naciona Novo modeo do etor eétrico exitência de conumidore ivre exitência de auto-produtore e produtore independente poibiidade de geração ditribuída e co-geração Aumento do preço da energia oibiidade de oferecer outro erviço denominado erviço anciare Medo da crie de energia eétrica em 00 eutado produção de energia torna-e um negócio atrativo rofeor Saimon Miranda Fagunde

3 Geração de Energia Eétrica - GEE Serviço anciare de geração eoução ANEEL Nº 65, de 10 de junho de 003 I. Controe primário de freqüência: controe reaizado por meio de reguadore automático de veocidade da unidade geradora (para imitar a variação da freqüência quando ocorrem deequiíbrio entre carga e geração II. Controe ecundário de freqüência: controe reaizado pea unidade geradora participante do Controe Automático de Geração - CAG, detinado a retabeecer a freqüência do itema ao eu vaor programado e manter e/ou retabeecer o intercâmbio de potência ativa ao vaore programado III. eerva de potência para controe primário: provião de reerva de potência ativa efetuada pea unidade geradora para reaizar o controe primário de freqüência (gerador não pode er depachado no imite) I. eerva de potência para controe ecundário: provião de reerva de potência ativa efetuada pea unidade geradora participante do CAG, para reaizar o controe ecundário de freqüência e/ou de intercâmbio íquido de potência ativa entre área de controe. eerva de prontidão: diponibiidade de unidade geradora com o objetivo de recompor a reerva de potência primária ou ecundária do itema, em cao de indiponibiidade ou redecaração de geração, e atingido o imite de provião de reerva de potência ativa do itema rofeor Saimon Miranda Fagunde 3

4 Geração de Energia Eétrica - GEE Serviço anciare de geração eoução ANEEL Nº 65, de 10 de junho de 003 I. Suporte de reativo: fornecimento ou aborção de energia reativa, detinada ao controe de tenão da rede de operação, mantendo-a dentro do imite de variação etabeecido no rocedimento de ede II.Auto-retabeecimento (back tart): capacidade que tem uma unidade geradora ou uina geradora de air de uma condição de parada tota para uma condição de operação, independentemente de fonte externa para aimentar eu erviço auxiiare para coocar em operação ua unidade geradora III.Sitema Epecia de roteção SE: itema que, a partir da detecção de uma condição anorma de operação ou de contingência mútipa, reaiza açõe automática para preervar a integridade do SIN, do equipamento ou da inha de tranmião dete. O SE abrange o Equema de Controe de Emergência ECE, o Equema de Controe de Segurança ECS e a proteçõe de caráter itêmico eoução Homoogatória ANEEL N 588, de 11 de dezembro de 007: Tarifa de Serviço Anciare - TSA em $ 3,79/Mvarh, com vigência a partir de 1º de janeiro de 008, para o pagamento do erviço de uporte de reativo rofeor Saimon Miranda Fagunde 4

5 Geração de Energia Eétrica - GEE Serviço anciare de geração Suporte de reativo eaizado de forma oca Atravé do ajute da excitação do geradore íncrono tenão CC apicada no rotor da máquina Objetivo principai (ocai) manter a tenão termina do gerador dentro de imite imitar o fuxo de reativo entre máquina Objetivo principa (para o itema) manter a tenão dentro de imite Objetivo ecundário coaborar para amortecer a ociaçõe do rotor da máquina durante perturbaçõe tranitória rofeor Saimon Miranda Fagunde 5

6 Geração de Energia Eétrica Gerador de indução Gerador de indução Geração de Energia Eétrica - GEE Devido, principamente, à vantagen de funcionar como motor ou gerador, à ua robutez contrutiva, proteção natura contra curto-circuito, e ao baixo cuto em reação ao outro geradore, a máquina de indução oferece boa condiçõe para er empregada em CH e principamente em uina eóica. Etudaremo omente o cao do gerador de indução igado à barra infinita, ito é, ao ponto da rede onde e pode coniderar que não haja queda de tenão no gerador para quaquer ituação de carga (fonte idea de tenão). rofeor Saimon Miranda Fagunde 6

7 Comportamento como gerador Geração de Energia Eétrica - GEE Geração de Energia Eétrica Gerador de indução No funcionamento conectado à rede, o motor de indução deve ter ua veocidade aumentada até que e iguae à veocidade de incronimo. A potência aborvida da rede, nea condiçõe, é a neceária para vencer a perda mecânica no eixo e no ferro. A energia aborvida no eixo para mantê-o neta rotação íncrona é a neceária para vencer o atrito mecânico e a reitência do ar. Cao e aumente a veocidade, tem-e uma ação regeneradora, porém ainda em entregar energia à rede. Io acontece quando a corrente de efeito demagnetizante no rotor for equiibrada por uma componente do etator capaz de uprir a perda do núceo. Nea rotação, o gerador etá uprindo ua própria perda no ferro. A partir dea veocidade, o gerador começa a entregar potência à carga. rofeor Saimon Miranda Fagunde 7

8 Geração de Energia Eétrica Gerador de indução - A veocidade de incronimo determina-e por: N = 10f/ N= veocidade de incronimo em M; f = freqüência íncrona da rede púbica em Hz (no Brai f, = 60 Hz); = número de póo. Motore aíncrono Geração de Energia Eétrica - GEE A máquina de indução pode funcionar tanto como motor quanto gerador. Como gerador, a corrente máxima é atingida quando a potência entregue ao eixo com carga varia dentro de uma faixa de ecorregamento dada por: S = (N - N)/N S = ecorregamento variando comumente, para o geradore, de 0,0 a -0,05 p.u.; N = veocidade do rotor em M. rofeor Saimon Miranda Fagunde 8

9 Geração de Energia Eétrica Gerador de indução Conexão e deconexão da rede eétrica O eguinte apecto devem er obervado quando e conidera a conexão direta do gerador aíncrono à rede púbica. a) Cuto reduzido e robutez O geradore aíncrono ão máquina ampamente utiizada devido à ua robutez, impicidade, e manutenção mínima. Ee aceitam carga contante e variávei, partida com carga ou a vazio e funcionamento contínuo ou intermitente. Saienta-e que o gerador de indução com rotor em gaioa pode er projetado epecificamente para trabahar com turbina eóica ou hidráuica, ou eja, com maior ecorregamento, com deformação mai conveniente na curva de torque, enroamento dimenionado para uportar maior corrente de aturação, etc. Aim endo, o gerador aíncrono é robuto porque o eu rotor nada mai é do que uma maa óida de meta girando, em nenhuma conexão eétrica direta ao meio exterior. rofeor Saimon Miranda Fagunde Geração de Energia Eétrica - GEE 9

10 Geração de Energia Eétrica - GEE Geração de Energia Eétrica Gerador de indução b) Dipena de excitatriz e ecova A excitatriz pode er um gerador de corrente contínua ou aternada, aimentando um retificador para criar um ímã artificia (eetroímã), que tem o pape de induzir tenõe no rotor do geradore íncrono, ito é, aimentar o campo magnético (etator) do gerador. c) Simpicidade para aociação de geradore Se o gerador aíncrono for igado diretamente à rede, a condição para haver geração é ω > ω Cao contrário, poderá haver a motorização, quando, então, a máquina paa da condição de gerador para motor, ito é, paa a er uma carga para a rede. or io, para gerar energia úti, é neceário uma conideráve quantidade mínima de energia primária, abaixo da qua a máquina é improdutiva. Aém do mai, precia de controe mecânico ou eetromecânico de rotação. rofeor Saimon Miranda Fagunde 10

11 Geração de Energia Eétrica - GEE Geração de Energia Eétrica Gerador de indução Saienta-e que exitem outra faciidade com ee tipo de gerador: -não há neceidade de o gerador etar exatamente incronizado com a rede para entrar em paraeo, apear de gerar urto de tenão e rotação quando ea condição etiver muito afatada; -numa aociação érie, paraeo ou érie-paraeo, o geradore não preciam girar na veocidade íncrona comum a todo, ainda que ee fator determine a quantidade de energia entregue peo geradore individuai; - por haver neceidade de trocar reativo com a carga para gerar a ua própria tenão, a igação direta à rede provoca geração de potência reativa. rofeor Saimon Miranda Fagunde 11

12 Geração de Energia Eétrica - GEE Geração de Energia Eétrica Gerador de indução d) roteção contra urto uando o gerador aíncrono é auto-excitado, a ua corrente de magnetização é fornecida por um capacitor. Um itema de cabo CA ubterrâneo pode er uficiente para fornecer parte da corrente de excitação capacitiva neceária. A tenão de aída apreenta uma reguação natura para carga reitiva devido à aturação magnética do ferro da máquina. Em curto-circuito não aparece a troca reativa com a carga, e io funciona como uma proteção natura contra curto-circuito e obrecorrente no eu terminai. Ito é, quando a corrente de carga utrapaa um determinado patamar, o magnetimo reidua cai a zero, e a máquina deexcita-e. rofeor Saimon Miranda Fagunde 1

13 Geração de Energia Eétrica - GEE Geração de Energia Eétrica Gerador de indução e) endimento Há um intervao de rotação imitado acima e abaixo da rotação íncrona, onde o rendimento é muita baixo. Se a ecoha do momento de conexão for intermediário entre a rotação íncrona e a de rendimento atifatório, não e tem neceidade de grande precião no enor que autoriza a conexão. f) Segurança É neceário que eja determinada a rotação máxima na qua deve ocorrer a deconexão da rede para que o itema de comando atue e para que eja acionado o itema de freio para controe da veocidade da turbina. A deconexão deve er previta para egurança eétrica do gerador no cao de faha no freio de controe. Aém dio, e a centra etiver conectada à rede, por egurança, é importante efetuar o eu deigamento durante a manutençõe, tanto por parte da equipe ocai quanto a companhia de energia eétrica. rofeor Saimon Miranda Fagunde 13

14 Geração de Energia Eétrica - GEE Gerador de indução Monofáico e Trifáico eação entre o gerador monofáico e o trifáico. O gerador monofáico apreenta inferioridade em reação ao trifáico, obervando-e que, para máquina de memo peo, a capacidade do monofáico é de 60% da que apreenta o trifáico, é mai caro, tem o fator de potência mai baixo e é de menor rendimento. Aim, a geração monofáica é encontrada em potência uficiente para cobrir boa parte da ecaa de micro aproveitamento eétrico, enquanto geradore trifáico ão mai vantajoo para potência maiore. O nívei de geração podem er tão reduzido ao ponto de chegarem a ou 3 kw. Abaixo dee vaore, a carga individuai típica por fae poderiam facimente cauar deequiíbrio de fae no gerador, por repreentarem vaore próximo ao tota do gerador. ara pequena unidade, por exempo, até 5 kw, o cuto do gerador monofáico ou trifáico ão equivaente. No entanto, o gerador trifáico requer chave conectora mai cara (trê póo) bem como monitoramento continuado e equipamento de controe. rofeor Saimon Miranda Fagunde 14

15 Geração de Energia Eétrica - GEE Gerador de indução Monofáico e Trifáico Motore monofáico ão diponívei para apicaçõe que requeiram não mai do que agun cv. ara carga maiore, uam-e o motore trifáico. O circuito para cada fae de um gerador trifáico é projetado para acomodar um terço da potência nomina do gerador. Coneqüentemente, à medida que a carga e aproxima dee vaor, é muito importante haver equiíbrio entre a fae; cao contrário, poderá haver um fuxo maior de otência em apena uma ou dua fae, cauando obreaquecimento no enroamento do gerador ou dano à carga. Como coneqüência, haverá deterioração do ioamento e, ubeqüentemente, faha no gerador. or exempo, um gerador de 15 kw, operando a pena capacidade, geraria 5 kw por fae. Mantendo-e contante a carga na turbina, e a carga em uma da fae cair ignificantemente, a carga na outra dua fae terão que e acomodar a vaore de mai de 5 kw cada uma. Uma proteção adequada deve imitar ee vaore, que não eriam probema para o itema monofáico. rofeor Saimon Miranda Fagunde 15

16 Geração de Energia Eétrica - GEE Gerador de indução Geradore Aíncrono Auto-excitado Geradore aíncrono auto-excitado A máquina aíncrona pode er vita como um tranformador cujo circuito magnético compreende dua parte eparada por um entreferro, endo uma dea ucetíve ao movimento. Adotando-e o formato ciíndrico, a parte externa é fixa e denomina-e etator. A parte interna pode girar e deigna-e rotor. Fechando-e em curto-circuito o enroamento da parte interna e aimentando-e a externa por uma fonte de energia trifáica aternada, etabeece-e, no circuito magnético, um campo girante cuja freqüência de ociação. No cao rea, a perda de energia no rotor criam um torque em opoição, de modo que a aceeração e anua e a veocidade torna-e igeiramente inferior à do campo girante. A diferença reativa entre a dua veocidade é o ecorregamento. rofeor Saimon Miranda Fagunde 16

17 Geração de Energia Eétrica - GEE Gerador de indução Geradore Aíncrono Auto-excitado O fenômeno da auto-excitação Conidere-e um motor de indução trifáico em cujo terminai conectou-e um banco de capacitore com reatância, = /wc por fae. Com um motor auxiiar, acionae o eixo a uma rotação contante com a máquina a vazio. O fuxo reidua exitente no materia magnético provocará a indução de uma tenão de pequena ampitude no eu terminai. Eta tenão fará circuar uma corrente no circuito formado peo capacitore e peo enroamento do etator da máquina, que produzirá um fuxo de reação da armadura que e omará ao fuxo reidua. O proceo reonante, aim etabeecido, provocará acrécimo no fuxo magnético, na tenão induzida e, como coneqüência, na corrente, até a aturação do ferro. rofeor Saimon Miranda Fagunde 17

18 Geração de Energia Eétrica - GEE Gerador de indução Geradore Aíncrono Auto-excitado Na operação ioada, a excitação pode er obtida a partir de capacitore, de motore íncrono ou a partir da capacitância da inha de tranmião. odem-e coniderar trê hipótee. No primeiro cao, para uar capacitore em derivação, é neceário dipor de um vaor báico de excitação a vazio, mai uma parte compementar para atender ao acrécimo da excitação neceária para o gerador em pena carga. É recomendáve que a carga tenha fator de potência unitário para minimizar a compementação de capacitore detinada à auto-excitação do gerador. A carga tota deverá er conectada fracionadamente, de modo a imitar a variação de tenão no terminai do gerador a uma faixa aceitáve em torno do vaor nomina. Iguamente, o capacitore igado à carga deverão er fracionado, de modo a favorecer o ajute de tenão. rofeor Saimon Miranda Fagunde 18

19 Geração de Energia Eétrica - GEE Gerador de indução Geradore Aíncrono Auto-excitado Outro cao é a poibiidade de uar, em conjunto com o capacitore em derivação, outro em érie. Aim é obtida uma caracterítica idêntica à do gerador de corrente contínua com excitação compota, ito é, a tenão no terminai do gerador conerva-e praticamente contante dede a vazio até pena carga, em neceidade de trocar o capacitore. orém o uo de capacitore em érie apreenta dua devantagen: ociaçõe ubarmônica e obretenõe aociada a curto-circuito. ara eiminar a ociaçõe, deve-e adotar um reitor em paraeo com o capacitore em érie, cacuado de maneira que produza um obreamortecimento na ociaçõe, porém em aborver demaiada quantidade de energia. ara evitar a obretenõe, adota-e um contactor extra-rápido controado por um reé votmétrico e em paraeo com o capacitore érie ou uma chave eetrônica controada. rofeor Saimon Miranda Fagunde 19

20 Geração de Energia Eétrica - GEE Gerador de indução Geradore Aíncrono Auto-excitado Em terceiro ugar, pode-e adotar o método chamado da tenão contante, que emprega um banco de capacitore em paraeo com reatore aturado. Ee método aegura uma reguação de tenão exceente, em neceidade de contatore nem reé votmétrico para controe, aém de pouir a maior rapidez de repota entre todo o método conhecido de controe da excitação. Tem, porém, a devantagem de exigir a intaação de uma eevada potência em reatore e, ainda maior, em capacitore. Aém dio, a corrente aborvida peo reatore aturado é fortemente ditorcida, gerando harmônico caracterítico de ordem 5ª, 7ª, 11ª, 13ª, 17ª... rofeor Saimon Miranda Fagunde 0

21 Geração de Energia Eétrica - GEE Geração de Energia Eétrica Controadore de freqüência e tenão Controe de freqüência e de tenão no geradore de indução autoexcitado ara mehorar a quaidade da energia gerada, é neceário incorporar dipoitivo de controe de freqüência e/ou de tenão ao conjunto turbinagerador. A ecoha do dipoitivo depende do níve de quaidade deejada, tendo em vita o acrécimo no cuto e a compexidade da intaaçõe. De um ponto de vita gera, o controe podem er caificado como: Mecânico; Eetromecânico; Eetroeetrônico; Eetrônico. rofeor Saimon Miranda Fagunde 1

22 Geração de Energia Eétrica - GEE Geração de Energia Eétrica Controadore de freqüência e tenão O controe mecânico ão o mai antigo que e conhece e, ta como o controe eetromecânico e eetroeetrônico, exercem controe obre o fuxo de energia da fonte primária. Utiizam principamente mecanimo com peo centrífugo, que fecham ou abrem a admião da água para a turbina hidráuica, ou direcionam convenientemente a pá da turbina eóica. Também ão uado voante, entre outro, para armazenar energia tranitória, anemômetro para determinar a intenidade do vento, enore da direção do vento, rabeta (eme) para direcionar a turbina eóica. Atuam tanto no controe como na imitação de veocidade. São ento e groeiro, porém robuto e eficiente. rofeor Saimon Miranda Fagunde

23 Geração de Energia Eétrica - GEE Geração de Energia Eétrica Controadore de freqüência e tenão O controe eetromecânico ão mai precio e rápido, de menor voume e peo do que o controe mecânico. Utiizam motore eétrico e reé (fim-de-curo, máxima tenão, máxima corrente, reitore variávei, etc.) para controe do fuxo da energia primária. A excitatriz é um do equipamento eétrico do geradore íncrono. O moderno geradore íncrono autoexcitado também utiizam enroamento compenadore interno para manter contante a tenão de aída. O controe eetroeetrônico ão um refinamento maior do controe eetromecânico, poi utiizam enore eetrônico da grandeza a erem controada e converore eetrônico de potência para acionar o motor de reguação do fuxo de energia e de potência. odem-e obter grau batante precio de reguação, tanto de tenão como de freqüência rofeor Saimon Miranda Fagunde 3

24 Geração de Energia Eétrica - GEE Geração de Energia Eétrica Controadore de freqüência e tenão Controe de freqüência A adoção do controe de freqüência permite mehorar o deempenho do gerador, poi o acionamento à freqüência contante apreenta uma maior reguação de tenão do que o acionamento à veocidade contante. No cao do gerador de indução auto-excitado, a freqüência gerada depende tanto da veocidade do rotor quanto do ecorregamento e, por coneqüência, da carga. Dea forma, para gerar a freqüência contante, é neceário utiizar um ina de reaimentação que permita ao reguador de veocidade compenar a variação de freqüência em razão do ecorregamento. Uma maneira impe de obter ee controe é a utiização de um pequeno motor íncrono, aimentado a partir do terminai do gerador de indução. Ito é, o ina de compenação é obtido a partir da comparação da rotação do rotor com a do etator. rofeor Saimon Miranda Fagunde 4

25 Geração de Energia Eétrica Controadore de freqüência e tenão Controe de tenão O geradore auto-excitado apreentam uma caracterítica de aída como a motrada. ode-e obervar que a reguação de tenão depende, eenciamente, do fator de potência da carga, ito é, a reguação é mehor quanto mai ete e aproxima da unidade. Aim endo, para obter uma reguação natura e quae etáve de tenão, o projeto da microcentra deveria ecoher a tenão nomina, nom num vaor intermediário, entre a corrente de carga nua e a de vaor nomina do motor a er tranformado em gerador de indução. Geração de Energia Eétrica - GEE rofeor Saimon Miranda Fagunde 5

26 Geração de Energia Eétrica Controadore de freqüência e tenão A rotação também infuencia a tenão termina, quanto maior a rotação, maior a tenão induzida. Não deve afatar-e muito, porém, do imite nominai da máquina, não ó pea imitaçõe mecânica como também pea baixa tenão termina aim induzi da, como e pode obervar na Figura para um gerador de indução de quatro póo. Geração de Energia Eétrica - GEE rofeor Saimon Miranda Fagunde 6

27 Geração de Energia Eétrica Controadore de freqüência e tenão orém, a forma gera de controe de tenão, no geradore de indução autoexcitado, conite em capacitar a máquina para uprir a demanda de reativo na carga para a diferente condiçõe de operação. A forma mai eementar do controe de tenão conite em corrigir individuamente o fator de potência de cada carga a er aimentada. Na ituaçõe em que ta medida não poa er apicada, tem-e, como aternativa, a intaação de banco adicionai de capacitore no terminai da máquina, que eriam automaticamente chaveado à medida que houvee demanda de reativo pea carga. O chaveamento pode er feito por meio de reé eetromecânico ou chave eetrônica. Ee equema apreenta como devantagem a variação da capacitância (tenão) em degrau, o cuto e a entidão na repota. Ainda na fae de projeto, quando a reguação de tenão é fator primordia da quaidade da energia gerada, podem-e utiizar compenadore etático, que permitem variação contínua do vaor do capacitore para correção da potência reativa, aém de o tempo de repota er reduzido. rofeor Saimon Miranda Fagunde Geração de Energia Eétrica - GEE 7

28 Geração de Energia Eétrica Fornecimento de energia Injeção de energia na rede Geração de Energia Eétrica - GEE A forma convenciona de e conectar um gerador de indução à rede púbica para injeção de energia, é a eevação de ua rotação, de ta forma que a freqüência anguar equivaente reutante, w, torne-e um percentua maior do que a freqüência da rede púbica, w = nf, onde f é a freqüência íncrona. Outra forma mai recente de garantir um ato fator de potência é a utiização do controe eetrônico de tenão e freqüência pea carga. Nete equema, o gerador é igado diretamente a um retificador não controado, que he garanta um fator de potência quae unitário, aém de manter a fae equiibrada e dipenar o controe mecânico para controe da rotação do gerador. A potência na aída do retificador é tranferida para a rede púbica por meio de um inveror de potência em comutação natura atravé de dua aternativa. rofeor Saimon Miranda Fagunde 8

29 Geração de Energia Eétrica - GEE Geração de Energia Eétrica Fornecimento de energia Gerador aíncrono com controe eetrônico pea carga para injeção na rede e conumo oca que pouí a eguinte caracterítica: -oibiidade de geração com freqüência acima da íncrona; -potência reativa controáve; -controe impificado e imutâneo de tenão e rotação; -proteção natura contra curto-circuito; -carga vita peo gerador reitiva e bem equiibrada; -geração de harmônico tanto para o gerador como para a rede; -poibiidade de uar a rede púbica como eemento armazenador ou diipador da energia gerada em exceo. rofeor Saimon Miranda Fagunde 9

30 Geração de Energia Eétrica - GEE Geração de Energia Eétrica Fornecimento de energia Gerador aíncrono ioado com controe eetrônico pea carga, que pode er exercido de doi modo diferente: no ado de corrente contínua ou no ado de corrente aternada. O controe eetrônico no ado CC, pode ter a eguinte caracterítica: - neceita reaproveitar ou diipar o exceo da energia gerada; -dipena controe mecânico; -cede, na quaidade da energia, para redução de cuto: harmônico, toerância de freqüência e tenão; -utiiza meno componente eetrônico de potência; - ua circuito de controe mai impe; - reduz cuto e perda. rofeor Saimon Miranda Fagunde 30

31 Geração de Energia Eétrica - GEE Geração de Energia Eétrica Fornecimento de energia O controe eetrônico no ado CA, tem a eguinte caracterítica: -a carga vita peo gerador pode er indutiva e deequiibrada, e, portanto, o controe da ponte precia ajutar o fator de potência (reguação de tenão) e a carga ativa (reguação de freqüência-rotação) por fae; - uo de apena uma ponte controada (com tiritore ou tranitore de potência); - neceidade de carga ecundária para diipação do exceo de energia; - poibiidade imitada de controe do fator de potência; - menore perda no circuito eetrônico (carga primária diretamente conectada ao gerador); - controe eetrônico impe; -dificudade na partida por ter a carga CA permanentemente igada. rofeor Saimon Miranda Fagunde 31

32 Geração de Energia Eétrica - GEE Geração de Energia Eétrica Fornecimento de energia A forma de controe eetrônico, dicutida acima, podem dipenar o controe mecânico de veocidade e o controadore de tenão convencionai. Ambo acontecem naturamente mediante propriedade caracterítica do geradore aíncrono, quando aimentam carga bem equiibrada e reitiva, como é o cao do retificador trifáico. O cuto torna-e competitivo, e a operação da centra é batante impe, por defrutar da boa quaidade do gerador de indução e da moduaridade do equipamento eetrônico moderno, onde cada móduo de potência pode er introduzido à medida que mudam a condiçõe de funcionamento da carga ou da fonte primária. rofeor Saimon Miranda Fagunde 3

33 Geração de Energia Eétrica - GEE Geração de Energia Eétrica Fornecimento de energia Controe Eetrônico Muti-moduar rofeor Saimon Miranda Fagunde 33

34 rofeor Saimon Miranda Fagunde Serviço anciare de geração Suporte de reativo - eguação da tenão = = 0 E Seja o itema radia em compenação Magnitude e fae da tenão E depende da carga ativa e reativa ( ) j j I Z E = = = Δ j S I = = * j Δ Δ = Δ

35 rofeor Saimon Miranda Fagunde Serviço anciare de geração Suporte de reativo - eguação da tenão = = 0 E Seja o itema radia com compenação É poíve fazer E = j E Δ = = E γ = γ

36 rofeor Saimon Miranda Fagunde Serviço anciare de geração Suporte de reativo - eguação da tenão Fazendo tem-e eovendo para chega-e a E E = = ( ) ( ) ( ) = ( ) ( ) ( ) 0 = = E ( ) ( ) ( ) 0 = γ = ( ) ( )( ) ( ) [ ] ( ) 4 ± =

37 Geração de Energia Eétrica - GEE Serviço anciare de geração Suporte de reativo - eguação da tenão - CONCLUSÕES Com uma compenação puramente reativa pode-e eiminar a variaçõe na tenão de atendimento cauada pea mudança na parte ativa e reativa da carga. Nete cao, deve er obervado que apena a magnitude da tenão é controada; a fae varia conforme a corrente demandada pea carga. A compenação também pode reduzir ou eiminar o fuxo de potência reativa (compenação de fator de potência). Nete cao, deve er obervado que, ogo a tenão não depende de. E = j Aim, uma compenação puramente reativa não pode manter a tenão contante e o fator de potência unitário imutaneamente. rofeor Saimon Miranda Fagunde 37

38 Serviço anciare de geração Suporte de reativo - eguação da tenão Exercício 1: Determinar o faor tenão na fonte para que a tenão na carga eja igua a 1,0. j = 0,05 j0,0 S = j = 1,0 j0,6 = 1 Exercício : Determinar o vaor da compenação neceária para tornar a tenão na carga e na fonte iguai a 1,0. Determinar o faor tenão na fonte para eta ituação. rofeor Saimon Miranda Fagunde

39 Serviço anciare de geração Suporte de reativo - eguação da tenão Exercício 1 (oução): O faor tenão na fonte para que a tenão na carga eja igua a 1,0 é motrado na figura. j = 0,05 j0,0 S = j = 1,0 j0,6 = 1 Obervação Cao o móduo de E foe igua a 1, a tenão na carga eria inferior a 1. rofeor Saimon Miranda Fagunde

40 Serviço anciare de geração Suporte de reativo - eguação da tenão Exercício (oução): Determinar o vaor da compenação neceária para tornar a tenão na carga e na fonte iguai a 1,0. Determinar o faor tenão na fonte para eta ituação. j = 0,05 j0,0 S = j = 1,0 j0,6 = 1 Obervação O probema matemático apreenta dua ouçõe, ma a oução do probema correponde a ituação de menor vaor abouto de compenação, ou eja, comp. rofeor Saimon Miranda Fagunde

41 Serviço anciare de geração Suporte de reativo - eguação da tenão Exercício (oução): Obervar a variaçõe na magnitude e na fae da tenão. rofeor Saimon Miranda Fagunde

42 rofeor Saimon Miranda Fagunde Serviço anciare de geração Suporte de reativo - eguação da tenão ara rede primária de ditribuição de energia (13,8 ou 3 k) o vaore de reitência e reatância érie ão próximo Fazendo, pode-e obter uma expreão aproximada ( ) 0 = γ = ( ) 4 4 ± = 0 =

43 Geração de Energia Eétrica - GEE Serviço anciare de geração Controe de Freqüência Controe primário reaizado de forma oca atravé do reguador de veocidade do geradore íncrono via manter o conjunto turbina-gerador em veocidade íncrona contante de tempo egundo Controe ecundário de forma centraizada (informaçõe enviada peo centro de controe ONS) reaizado atravé do Controe Automático de Geração (CAG) via corrigir devio de freqüência e de intercâmbio (com reação ao vaore nomina programado) contante de tempo minuto rofeor Saimon Miranda Fagunde 43