Workshop Conexão de Fontes Renováveis e seus Impactos para a Qualidade de Energia Elétrica

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Cecília Pais Vilarinho
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1 Soluções de Qualidade de Energia Elétrica voltadas para Fontes Renováveis Arthur Fernando Bonelli, M.Sc. São Paulo - SP, 05/12/2017

2 Impactos das Fontes Renováveis no Sistema Elétrico: Necessidade de fornecimento de energia reativa Geração de correntes harmônicas Flutuação de tensão (Flicker) 2

3 Energia reativa 3

4 Curva de capabilidade 4

5 Rede interna de um parque eólico 5

6 Soluções: o Banco de capacitores Formado por elementos passivos (capacitores) Fornece energia reativa capacitiva para o sistema elétrico Eleva o nível de tensão do barramento que está instalado o Reatores Formado por elemento passivo (reatores) Fornece energia reativa indutiva para o sistema elétrico Abaixa o nível de tensão do barramento que está instalado 6

7 Soluções: o SVC (Static VAr Compensator) Formado por equipamentos passivos (capacitores e reatores), os quais são chaveado e controlado por tiristores Fornece energia reativa capacitiva e indutiva para o sistema elétrico de forma dinâmica Eleva ou abaixa o nível de tensão do barramento que está instalado o Statcom Formado por equipamento ativo (conversor de frequência) Fornece energia reativa capacitiva e indutiva para o sistema elétrico de forma dinâmica Eleva ou abaixa o nível de tensão do barramento que está instalado 7

8 Banco de capacitores Imagens cedidas pela 8

9 Banco de capacitores 9

10 Banco de capacitores 10

11 Banco de capacitores - tipos de ligação Estrela Simples Dupla Estrela Delta Ponte H 11

12 Banco de capacitores - unidade capacitiva 12

13 Banco de capacitores - tipos de unidades capacitivas Fusível interno Fusível externo Fuseless 13

14 Banco de capacitores - alguns cuidados na especificação: o Existência de distorção harmônica no barramento Análise de possíveis ressonâncias Banco de capacitores sobredimensionado Banco de capacitores dessintonizado o Elevação de tensão causada pela entrada do banco de capacitores Limite dos Procedimentos de Rede V = 5% Valores configurados nas proteções da subestação Suportabilidade específica de equipamentos 14

15 Banco de capacitores - alguns cuidados na especificação: o Transitório de energização do banco de capacitores 400 [kv] [A] 2800 Corrente no disjuntor [s] 0.10 (file sepope_msc_energ_stat.pl4; x-var t) v:eqvc Tensão no barramento [s] 0.10 (file sepope_msc_energ_stat.pl4; x-var t) c:l1a -C1A 15

16 Banco de capacitores - alguns cuidados na especificação: o Transitório de energização do banco de capacitores Energização back-to-back Sistema X SISTEMA I 0 I 0 X L X L X C X C 16

Banco de capacitores - alguns cuidados na especificação: o Equipamentos de manobra Disjuntor Chave a vácuo Sincronizador Disjuntor com inserção de resistência o

17 Banco de capacitores - alguns cuidados na especificação: o Equipamentos de manobra Disjuntor Chave a vácuo Sincronizador Disjuntor com inserção de resistência o Nível de poluição Pinturas especiais Distância de escoamento (mm/kv) IEC-60815/ Very light a 27,8 Light b 34,7 Medium c 43,3 Heavy d 53,7 Very Heavy e 17

18 Reatores Imagens cedidas pela 18

19 Reatores 19

20 Reatores - alguns cuidados na especificação: o Queda da tensão causada pela entrada dos reatores shunt Limite dos Procedimentos de Rede V = 5% Valores configurados nas proteções da subestação Suportabilidade específica de equipamentos o Transitório de desenergização dos reatores possibilidade de reiguinição (restrike) o Equipamentos de manobra Disjuntor Chaves especiais Sincronizador 20

21 Reatores - alguns cuidados na especificação: o Nível de poluição Pinturas especiais Distância de escoamento o Nos reatores com núcleo a ar deve se respeitar: Distância magnética entre módulos Distância magnética axial e radial para partes metálicas (formando ou não laços fechados) 21

22 SVC Static VAr Compensator Imagens cedidas pela 22

23 SVC Static VAr Compensator o Capacitores chaveados por tiristores (TSC) o Reatores controlados por tiristores (TCR) o capacitiva e indutiva o Velocidade de alternância de potência reativa de poucos ciclos 23

24 SVC Static VAr Compensator o Capacitor Chaveado a Tiristor - TSC Imagens cedidas pela 24

25 SVC Static VAr Compensator o Reator Controlado a Tiristor - TCR Imagens cedidas pela 25

26 SVC Static VAr Compensator o TSC + TCR Imagens cedidas pela 26

27 Statcom o Formado por equipamento ativo (conversor de frequência) o Fornece energia reativa capacitiva e indutiva para o sistema de forma dinâmica o Velocidade de alternância de potência reativa de poucos milissegundos 27

28 Statcom (Compensador Paralelo Avançado) 28

29 Distorção harmônica Distorção harmônica Harmônicos são tensões ou correntes que apresentam componentes de frequências múltiplas inteiras da frequência fundamental, caracteriza por ser um fenômeno de regime permanente Graph Fundamental t(s) 29

30 Distorção harmônica Distorção harmônica o Série de Fourier 30

31 Distorção harmônica Rede interna de um parque eólico 31

32 Distorção harmônica Soluções: o Filtro harmônico passivo o Filtro harmônico ativo 32

33 Distorção harmônica Filtro harmônico passivo Imagens cedidas pela 33

34 Distorção harmônica Filtro harmônico passivo 34

35 Xl e Xc (ohms) Workshop Conexão de Fontes Renováveis e seus Distorção harmônica Filtro harmônico passivo o Fornece energia reativa capacitiva para o sistema elétrico (também faz a função do banco de capacitores) o Se comporta como uma ressonância série em determinada ordem harmônica, assim realiza a filtragem de correntes desta ordem harmônica Xc Xl Ordem harmonica 35

36 Distorção harmônica Filtro harmônico passivo - tipos: o Sintonizado o Amortecido o Tipo C 36

37 Distorção harmônica Filtro harmônico passivo - alguns cuidados na especificação: o Todos os cuidados já apresentados para bancos de capacitores o Suportabilidade de corrente harmônica principalmente nos: Capacitores Reatores Resistores (se houver) 37

38 Distorção harmônica Filtro harmônico passivo 38

39 Distorção harmônica Filtro harmônico ativo Imagens cedidas pela 39

40 Distorção harmônica Filtro harmônico ativo 40

41 Flutuação de tensão (Flicker) Variação aleatória, repetitiva ou esporádica do valor eficaz da tensão que não caracteriza um afundamento ou uma elevação de tensão. 41

42 Flutuação de tensão (Flicker) Soluções equipamento com rápida resposta de injeção de potência reativa: o SVC Static VAr Compensator o Statcom (Compensador Paralelo Avançado) 42

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