Quedas de Tensão em Redes de Distribuição de Energia Elétrica. Prof. Origa

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Amanda Figueiroa Marroquim
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1 Quedas de Tensão em Redes de Distribuição de Energia Elétrica Prof. Origa

2 Conteúdo

3 Regulação de Tensão ( Regime Permanente )

4 Causas e Efeitos Causas:? Crescimento da carga Aumento da queda de tensão Efeitos: regulação de tensão - Mau funcionamento de equipamentos

5 IEEE 1159 / 1995 Tensão em Regime Permanente Tensão em Regime Permanente

6 Definições Variações de Tensão Sustentadas ( longa duração ) São aquelas que ocorrem no valor eficaz da tensão ( sobretensão ou subtensão ), com duração superior a 1 minuto. São causadas principalmente por variações das cargas ao longo de um alimentador. Limites Operacionais de Tensão ( Tensão Crítica superior ) ( Limite superior de Tensão Precária ) ( Limite superior de Tensão Adequada ) ( Tensão de referência ) ( Limite inferior de Tensão Adequada ) ( Limite inferior de Tensão Precária ) ( Tensão Crítica inferior )

7 Resolução ANEEL 505 /001 Dentre os aspectos que são regulados e fiscalizados pela ANEEL está o NÍVEL DE TENSÃO em Sistemas de Distribuição de Energia (SDEE). NÍVEL DE TENSÃO : Inicialmente regulado pela Resolução ANEEL 505 de novembro de 001, a qual estabelecia as disposições relativas à conformidade dos níveis de tensão de energia elétrica em regime permanente. PRODIST-01 / Módulo 8 (alterações): Revogação das Resoluções nº 4/000, nº 505/001 e nº 50/00; novos critérios para formação de conjuntos de unidades consumidoras; novos limites dos indicadores de continuidade individuais.

8 Resolução ANEEL 505 /001 Resolução ANEEL 505/001 e ProDist/Módulo 8 Definições: Tensão de Atendimento (TA): valor eficaz de tensão no ponto de entrega ou de conexão, obtido por meio de medição, classificada em adequada, precária ou crítica, de acordo com a leitura efetuada, (V ou kv); Tensão Contratada (TCo): valor eficaz de tensão que deverá ser informado ao consumidor por escrito, ou estabelecido em contrato, (V ou kv); Tensão de Leitura (TL): valor eficaz de tensão, integralizado a cada 10 (dez) minutos, obtido de medição por meio de equipamentos apropriados, (V ou kv); Tensão Nominal (TN): valor eficaz de tensão para qual o sistema é projetado, (V ou kv);

9 Resolução ANEEL ( Média Tensão) Resolução ANEEL 505/001 e ProDist/Módulo 8 Pontos de entrega em Tensão superior a 1kV e inferior a 69kV

10 Resolução ANEEL ( Baixa Tensão) Resolução ANEEL 505/001 e ProDist/Módulo 8

11 Resolução ANEEL Resolução ANEEL 505/001 e ProDist/Módulo 8 Indicadores que quantificam a violação do nível de tensão: Duração Relativa da Transgressão de Tensão Precária (DRP): indicador individual referente à duração relativa das leituras de tensão, nas faixas de tensão precária, no período de observação, definido em percentual; Duração Relativa da Transgressão de Tensão Crítica (DRC): indicador individual referente à duração relativa das leituras de tensão, nas faixas de tensão crítica, no período de observação definido, expresso em percentual; Duração Relativa da Transgressão Máxima de Tensão Precária (DRPM): percentual máximo de tempo admissível para as leituras de tensão, nas faixas de tensão precária, no período de observação definido; Duração Relativa da Transgressão Máxima de Tensão Crítica (DRCM): percentual máximo de tempo admissível para as leituras de tensão, nas faixas de tensão crítica, no período de observação definido.

12 Resolução ANEEL Requisitos Mínimos para os equipamentos de medição: Taxa amostral : 16 amostras/ciclo; Conversor A/D: 1 bits; Precisão : 1%. Protocolo de medição: Leituras: 1008 (mil e oito) leituras válidas ( 60min/10min * 4h * 7dias) Período de integralização: 10 minutos (consecutivos). Calculo de RMS : janelas sucessivas de doze a quinze ciclos (0, a 0,5 seg.) Índices: Duração Relativa da transgressão para tensão Precária: Duração Relativa da transgressão para tensão Crítica: DRP(%) DRC(%) 100.nlp nlc 1008 nlp e nlc representam o maior valor entre as fases do número de leituras situadas nas faixas precária e crítica, respectivamente. *A distribuidora deve compensar as unidades consumidoras que estiverem submetidas a tensões de atendimento com transgressão dos indicadores DRP ou DRC... (PRODISTST/ANEEL Modulo 8 / item.13.1)

13 Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE Objetivo: Avaliar a evolução dos níveis de tensão ao longo da rede elétrica. Metodologias: Aplicativos computacionais para cálculo de fluxo de carga e Nível de Tensão. ( considera-se vários patamares de carga). Cálculos Simplificados ( cargas máxima e mínima ).

14 Redução do Sistema: Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE Sistema Elétrico Completo Fonte (SE) Concentração de Cargas Fonte (SE) Tronco principal

15 Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE Redução do Sistema / Concentração de cargas: Fonte (SE) Redução do sistema Si - Pontos de concentração de cargas

16 Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE Método dos Coeficientes Unitários de Queda de Tensão ( r.cos x. sen). I.. V (%) l V esp V ( R l j. X l ) ( I.cos j. I. sen) V (%) ( r.cos x l V esp. V. sen). S l R V R.I.cos X.I.sen VS V V(%) V S R.100 ( R.cos X.sen ).I V(% ) l V 3 esp.100 ( r.cos x. sen).100 V (%). S l 3 ( V ) ( r.cos x k l ( esp V esp ) Coeficiente unitário de queda de tensão Ω. 100 km.kv Ω V. sen) % k.km MVA. km. Valor especificado de linha V (%) k. S3.

17 Determinação de k Dm x l 8, f. log Ds Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE Dm ( distância média geométrica) depende da estrutura. Ds ( raio médio geométrico) tipo de cabo - Fuchs pg. 588 f - frequencia

18 Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE Sistema com carga distribuída Considerar: Densidade de carga por quadrícula ( MVA/km ); Área de influência do alimentador; Identificar trechos com características semelhantes; Trechos semelhantes tipicamente com: Carga uniforme; Carga crescente ou decrescente;

Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE Trecho com carga uniformemente distribuída S x - Carga acumulada após o elemento dx k - Coeficiente unitário de

19 Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE Trecho com carga uniformemente distribuída S x - Carga acumulada após o elemento dx k - Coeficiente unitário de queda de tensão D - Densidade de carga S T - Carga total no trecho dv(%) k.s x.dx dv(%) k.d( x )h.dx V(% ) 0 k.d( x )h. dx k.dh V(% ) k.dh Dh k. ST k..

Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE Trecho com carga crescente ou decrescente S x - Carga acumulada após o elemento dx k - Coeficiente unitário de queda de tensão

20 Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE Trecho com carga crescente ou decrescente S x - Carga acumulada após o elemento dx k - Coeficiente unitário de queda de tensão D - Densidade de carga S T - Carga total no trecho dv(%) k.s x.dx.h dv(% ) k.d. ( ) ( x.x h )..dx k.d..h x h.dx V(% ) 0 k.d..h x h.dx V(% ) k.dh 3. Dh k. 3 S k.. 3 T

21 Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE Procedimento sistematizado para cálculo das quedas de tensão: Quedas de tensão por trecho: V SE 1 k1. 1 S V1 k. S V.( S S3 4 ) 3 k3. 3 S.( S1 S S3 4.( S3 4 ) ) Coeficiente unitário no trecho i : k i ( r i.cos x i ( V i l esp. sen ).100 ) i V 3 4 k4. 4.( S4 ) Quedas de total até o ponto remoto: V V V V V SE4 SE

22 Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE Procedimento sistematizado para cálculo das quedas de tensão: Quedas de tensão por trecho: TRECHO COMP. (km) CARGA ACUMULADA (MVA) K TRECHO (%) ACUMULADA (%) CORRENTE (A) ΔVSE-1 ΔV1- ΔV-3 ΔV S T1 S 1 S S 3 S 4 S T S S3 S4 S T 3 S 3 S 4 S T 4 S 4 k 1 k k 3 k 4 k1.s T1. 1 k.st. k3.st 3. 3 k4.st 4. 4 k.s k1.s T1. 1. k.s 1 T1 1 T. S S T1 3 T 3 V. V. esp esp Tensões nas barras: V V i 1 V SE ( acum (%) /100) PONTO SE TENSÃO (KV) V esp V V V 1 esp SE1 V V1 V1 V3 V V3 V4 V3 V3 4

23 Perfil de Tensão Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE PONTO SE TENSÃO (KV) V esp V V V 1 esp SE1 V V1 V1 V3 V V3 V4 V3 V3 4

24 Perfil de Tensão: Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE CAA K1 = %/MVA.km 4 CAA K = %/MVA.km Tensão na Subestação: 13,8 kv Fator de demanda : 0,95 TRECHO COMP. (km) CARGA ACUMULADA (MVA) K TRECHO (%) ACUMULADA (%) CORRENTE (A) SE - A 8 (0,1 + 0,4 + 0,4 + 0,8). 0,95 0,803 10,37 10,37 79,37 A - B (0,4 + 0,4 + 0,8). 0,95 0,860,61 1,99 74,93 B - C (0,4 + 0,8). 0,95 0,860 1,96 14,95 56,66 C - D (0,8). 0,95 0,860 1,31 16,6 37,97 PONTO SE A B C D TENSÃO (KV) 13,8 1,37 1,01 11,74 11,56

25 Perfil de Tensão: Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE Limite superior admissível Limite inferior admissível

26 Obter o Perfil de Tensão: Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE

27 Obter o Perfil de Tensão: Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE Coeficiente Unitário de Queda de Tensão: k ( r.cos x l V esp (. sen).100 ) Tensão pontos de concentração de cargas: V i V 1 V SE ( acum (%) /100) Trecho L (km) Acum. (MVA) K Trecho (%) Acumulada (%) Tensão(kV) Corrente(A) I_carga(A) SE-1 4 0,350 1,077 1,439 1,439 13,60 15,3, ,300 1,077 1,850 3,89 13,35 13,11 3, ,150 1,4990 1,14 4,413 13,19 6,60 1, ,070 1,4990 0,40 4,833 13,13 3,08 1, ,045 1,4990 0,70 5,10 13,10 1,98 1, ,075 1,4990 0,56 3,851 13,7 3,7 1, ,045 1,4990 0,135 3,986 13,5 1,96 1, ,015 1,4990 0,067 4,053 13,4 0,65 0, ,055 1,4990 0,495 4,908 13,1,4 1, ,05 1,4990 0,187 5,095 13,10 1,10 1,10

28 Obter o Perfil de Tensão: Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE

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