TÍTULO DA PALESTRA. Logomarca da empresa

Transcrição

1 Compensação reativa na presença de correntes harmônicas e cargas rápis Eng. Jose Starosta Ação Engenharia e Instalações Lt jstarosta@acaoenge.com.br Nome Empresa

2 Por que compensar os reativos??? conc M M MOTOR MOTOR ENERGIA REATIVA ENERGIA ATIVA conc M M Nome Empresa MOTOR MOTOR CAPACITORES Regulação de tensão/qualide de energia Tarifação de reativos Uso racional de energia Melhora eficiência dos processos

3 Como compensar os reativos Nome Empresa Instalar capacitores, ou filtros (via de regra) MAS COMO INSTALAR???

4 Etapas do processo Levantamentos Medições Nome Empresa 5 Interpretação dos resultados Aferição (por simulações) Especificações solução Revisão do projeto elétrico 4 6 É sempre feito? Implantação Testes e Operação Medições /Melhorias Treinamento Manutenção

5 Algumas questões a serem respondis Comportamento carga: a carga é distorci?; tem harmônicas? qual o tempo carga? Existem afunmentos de tensão por razões internas? Deseja-se somente corrigir o fator de potencia, ou também filtrar as harmônicas? Ou só filtrar as harmônicas? E as pers nas instalações? Nome Empresa Quais os limites e valores de referencias s instalações? O sistema opera com grupos geradores? Deseja-se compensar tanto com rede como gerador? O que acontece com gerador na presença de capacitores? Transientes de manobra de capacitores devem ser evitados? Qual o modelo de injeção de reativos? (fixo,variável,etc) MTBF/confiabilide dos sistemas a serem implantados? Previsto/Realizado comissionamento

6 Q [ k V A r ] I [ A ] V p t p [ V ] T O R Q UE - S O L DA P O NT O SOLDA A PONTO A Ç Ã O E N G E N H A R IA E IN S T A L A Ç Õ E S L1 L2 L3 A v g / T o t Nome Empresa 0 T im e [SS.m s ]

7 Q [ k V A r ] V p t p [ V ] T O R Q UE PRENSAS -S E E S T / AM ESTAMPARIA P AR P E S ADA A Ç Ã O E N G E N H A R IA E IN S T A L A Ç Õ E S L1 L2 L3 A v g / T o t Estamparia -Prensas Nome Empresa T im e [SS.m s ]

8 BORRACHA Espectro s Harmônicas carga Nome Empresa 60 segundos

9 TEMPO REAL Métodos compensação Energia Reativa Nome Empresa

10 P [kw] Q [kvar] P.F P [kw] Q [kvar] Panama Ports Company TÍTULO Elspec DA PALESTRA Engineering Ltd. L1 L2 L3 Avg/Tot 10: 14: 52 10: 15: 00 10: 15: 09 10: 15: 17 10: 15: 25 10: 15: 33 10: 15: 41 10: 15: 49 10: 15: 57 10: 16: 05 10: 16: 13 10: 16: 21 10: 16: 29 10: 16: 37 10: 16: 46 10: 16: 54 Time [HH:MM:SS] Consumo Reativo Nome Empresa Compensação Reativa 10: 14: 52 10: 15: 00 10: 15: 09 10: 15: 17 10: 15: 25 10: 15: 33 10: 15: 41 10: 15: 49 10: 15: 57 10: 16: 05 10: 16: 13 10: 16: 21 10: 16: 29 10: 16: 37 10: 16: 46 10: 16: 54 Time [HH:MM:SS]

11 P.F P [kw] Q [kvar] P.F P [kw] Q [kvar] Elspec Engineering Ltd. 1.0 L1 L2 L3 Avg/Tot Automobilística (prensas, sol, borracha, injetoras, ferramentaria e outras) Elevadores, guinstes, pontes rolantes Industria gráficas e Têxteis Papel e celulose Plásticos Utilides 0.0 (compressores, bombas, ventiladores) Ar condicionado Nome Empresa Panama Ports Company Elspec Engineering Ltd. L1 L2 L3 Avg/Tot 10: 14: 52 10: 15: 00 10: 15: 09 10: 15: 17 10: 15: 25 10: 15: 33 10: 15: 41 10: 15: 49 10: 15: 57 10: 16: 05 10: 16: 13 10: 16: 21 10: 16: 29 10: 16: 37 10: 16: 46 10: 16: 54 Time [HH:MM:SS] Consumo Reativo = Injeção Energia Reativa 10: 14: 52 10: 15: 00 10: 15: 09 10: 15: 17 10: 15: 25 10: 15: 33 10: 15: 41 10: 15: 49 10: 15: 57 10: 16: 05 10: 16: 13 10: 16: 21 10: 16: 29 10: 16: 37 10: 16: 46 10: 16: 54 Time [HH:MM:SS]

12 Compensação reativa tempo real A compensação reativa injeta é tão próxima quanto possível potencia reativa consumi Tempo de resposta de até 16 milissegundos Manobra estática e controle digital dos grupos de capacitores ou LC; ligação entre controlador e chave Nome Empresa estática é realiza por uma circuito lógico. Isenção de transiente de manobra; zero crossing. Reatores antirressonantes ou sintonizados em harmônica defini (em geral 5ª e 7ª)

13 Convencional X Tempo real Controlador Nome Empresa LC Unide de comutação

14 Distorção de corrente e de tensão Fator de crista?/ângulo de fase? Nome Empresa

15 Filtros também reduzem o carregamento dos transformadores, quer por redução s correntes harmônicas, quer pela compensação de reativos. Filtros passivo / ativo Filtro passivo: Injeção de energia reativa + Filtro de harmônicas reduzir a circulação s correntes harmônicas e filtrálas evitando assim que as tensões dos barramentos sejam distorcis. Nome Empresa M M M Central Compensation

16 Filtro ativo: Filtro de harmônicas + compensação ângulo de fase Nome Empresa O filtro ativo é um gerador de correntes harmônicas podendo equilibrar inclusive as correntes funmentais nas fases e mesmo corrigir o fator de potência

17 Filtros passivos compensam energia reativa e fator de potência e também podem filtrar as correntes harmônicas, TÍTULO enquanto DA PALESTRA filtros ativos filtram as harmônicas e também podem compensam o fator de potência. A especificação dos filtros passivos é normalmente feita pela potência reativa (kvar) e a dos filtros ativos em corrente (A). Nome Empresa Solução econômica: Uso misto, com compensação de energia reativa efetua com o uso de filtros passivos (reatores antirressonantes) e filtros ativos aplicado ás correntes harmônicas. Nota: uso de reatores antirressonantes (filtros antirressonante) na compensação reativa é importante, uma vez que caso o filtro ativo venha a falhar por alguma razão, o sistema estaria sujeito á ocorrência de ressonância provoca pelos capacitores sem reatores.

18 A inserção de capacitores na rede e as harmônicas A inserção de capacitores na rede e as harmônicas Nome Empresa f ressonância =f(l,c) Harmônicas presentes

19 Z (ohm) Impedâncias de L,C e equiv 0,5 TÍTULO 0,4DA PALESTRA 0,3 0,2 Zeq Zl Zc 0,1 0 Nome Empresa Comportamento impedância com a frequência frequência-hz 1000 kva / 200 kvar

20 Combinação fatal A combinação L(rêde) / C( kvar) em um sistema elétrico define uma frequência de ressonância. A presença de cargas nesta rede, com espectro de corrente ( harmônica) nesta (ou próxima) a esta freqüência causará penetração de corrente no capacitor Nome com queima do Palestrante posterior; ressonância. Nome Empresa hr= kvacc/ kvar cap

21 Banco automático=busca pela ressonância Aspecto prático ressonância: 17 a Trafo de 1000 kva/5% Banco de 50 kvar: Hr=20 Banco de 100 kvar:hr=14 Banco de 200 kvar: Hr=10 11a Nome Empresa 5a 13a 7a

22 O que fazer na ressonância paralela??? Nome Empresa

23 Soluções Antirressonantes A frequência de ressonância se define pelo ponto de ressonância serie. Os reatores conectados em série se definem por valores percentuais definidos pela relação de sua impedância na frequência funmental em relação a impedância dos capacitores na mesma frequência. Nome Empresa Reator 60Hz Harmônica 14% 160Hz H2.67 7% 227Hz H3.78 6% 245Hz H % 252Hz H4.2

24 Impencia (Ohm) Solução Antirressonante reator 7% Degrau1 Degrau2 Nome Empresa Degrau3 Degrau4 Degrau5 Degrau6 Frequência 24

25 Nome Empresa

26 ( o retorno ) 1782kvar/440V grupos 1 a 3 Nome Empresa

27 GRUPOS 4 E 5 Nome Empresa

28 Kvar consumido Nome Empresa Kvar INJETADO

29 Kvar solicitado pela carga Nome Empresa Kvar injetado pelo Equalizer

32 Nome Empresa

33 Nome Empresa

34 CONCLUSÕES DO PROJETO A compensação do equipamento é praticamente espelha ao consumo carga (inclusive fase por fase) A distorção de tensão reduziu de 10% para 5% O perfil de potencia ativa e aparente é praticamente o Nome Empresa mesmo; FP=100% Sensível melhora regulação de tensão. A corrente média no transformador reduziu de 3000A para 2000A. Outras vantagens de operação certamente deverão ser consideras, em função do aumento de produtivide

35 T H D [ % ] Q V p [ k t p V A I r [ ] A ] V p t p [ V ] L ib r a T e r m in a is - S t a r t u p - P T 0 2 A ç ã o E n g e n h a r i a e I n s t a l a ç õ e s L t d a Nome Empresa Correntes de 500 A para 250 A : 3 0 : : 3 1 : : 3 2 : : 3 3 : : 3 4 : : 3 5 : : 3 6 : : 3 8 : : 3 9 : : 4 0 : : 4 1 : : 4 2 : : 4 3 : : 4 4 : : 4 5 : : 4 6 : 5 7 T im e [H H :M M :S S ]

36 Q [ k V A r ] L ib r a T e r m in a is - S t a r t u p - P T 0 2 A ç ã o E n g e n h a r i a e I n s t a l a ç õ e s L t d a Nome Empresa 1 3 : 3 8 : : 3 9 : : 3 9 : : 4 0 : : 4 1 : : 4 1 : : 4 2 : : 4 3 : : 4 3 : : 4 4 : : 4 5 : : 4 5 : : 4 6 : : 4 6 : : 4 7 : : 4 8 : 1 4 T im e [H H :M M :S S ]

37 T H D [ % ] V p t p L ib r a T e r m in a is - S t a r t u p - P T 0 2 A ç ã o E n g e n h a r i a e I n s t a l a ç õ e s L t d a 1 7,5 1 5,0 1 2,5 1 0,0 7,5 5,0 2,5 Nome Empresa 1 3 : 3 2 : : 3 3 : : 3 4 : : 3 4 : : 3 5 : : 3 5 : : 3 6 : : 3 6 : : 3 7 : : 3 8 : : 3 8 : : 3 9 : : 3 9 : : 4 0 : : 4 0 : : 4 1 : 2 6 T im e [H H :M M :S S ] THDV de 8/10% para 5%

38 Q [ k V A r ] I [ A ] L ib r a T e r m in a is - S ta r t u p - P T 0 2 A ç ã o E n g e n h a r i a e I n s t a l a ç õ e s L t d a Nome Empresa : 2 3 : : 2 3 : : 2 6 : : 2 8 : : 3 0 : : 3 2 : : 3 4 : : 3 6 : : 3 8 : : 4 0 : : 4 3 : : 4 5 : : 4 7 : : 4 9 : : 5 1 : : 5 3 : 2 7 T i m e [H H :M M :S S ]

39 I : H 5 [ A ] L ib r a T e r m in a is - S ta r t u p - P T 0 2 A ç ã o E n g e n h a r i a e I n s t a l a ç õ e s L t d a Nome Empresa Atenuação 5ª harmônica na rede aprox. 50% 1 3 : 2 3 : : 2 3 : : 2 6 : : 2 8 : : 3 0 : : 3 2 : : 3 4 : : 3 6 : : 3 8 : : 4 0 : : 4 3 : : 4 5 : : 4 7 : : 4 9 : : 5 1 : : 5 3 : 2 7 T i m e [H H :M M :S S ]

40 Nome Empresa

41 Conclusões gerais aplicáveis As cargas devem ser classificas em: lineares ou não lineares (quanto aos indutores) Regime constante, variação lenta ou rápi (quanto ao tempo manobra) Sensibilide a variações alimentação (ETI) (quanto ao transiente de manobra) Nome Empresa A definição do sistema de compensação deve considerar alem s premissas clássicas(v, Q, etc): Reator anti-ressonante Tipo de manobra (elemento estático) Premissas de Qualide de Energia (harmônicas e transientes de manobra)

42 Nome Empresa Banco d de capacitores kw=kva FP =100%

43 That s All Nome Empresa

44 OBRIGADO Nome Empresa Eng. Jose Starosta