Sistemas P.U. Sistemas P.U. E Transformadores com relação não nominal. Joinville, 7 de Março de 2013

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1 Sistemas P.U. Sistemas P.U. E Transformadores com relação não nominal Joinville, 7 de Março de 2013

2 Escopo dos Tópicos Abordados Sistema Por Unidade (P.U.) Transformadores com relação não nominal Exercícios 2

3 Sistema PU Normalização de grandezas do sistema - Sistema p.u.: 3

4 Sistema P.U. Grandezas de base: Primárias: Potência base - definida para todo o sistema; Tensão base - que varia em função da tensão nominal da região em análise. Secundárias obtidas em função das grandezas primárias: Corrente de base; Impedância de base; Ambas são calculadas em função da potência base (definida para todo o sistema) e dos valores nominais de tensão, utilizados como tensão base na região em 4 análise.

5 Sistema P.U. Realização da transformação p.u.: 5

6 Sistema P.U. Mudança de base: 2 Z VLBase2 2 Z pubase1 ZBase 1 Z S Base2 3φBase2 V S LBase2 3φBase1 = = = = 2 Z ZpuBase2 ZBase 1 VLBase 1 V LBase1 S 3φ Base2 Z S Base2 3φ Base1 6

7 Transformadores com relação não nominal Finalidade: Possibilidade de controle de tensão no sistema operação com relação de transformação fora da nominal : Tais transformadores apresentam um enrolamento especial provido de diversas derivações ou taps; Taps podem ser comutáveis sob carga ou não Quando a seleção da derivação é realizada sem carga, o dispositivo é simples, pois uma chave seletora é operada quando o transformador estiver desligado; Comutação sob carga: o dispositivo apresenta um comutador de derivações em carga, operado por acionamentos motorizados; Possibilidade de comando local ou à distância, inclusive com 7 controle automático de tensão.

8 Transformadores com relação não nominal Por norma, as derivações são numeradas por 1, 2, 3,..., sendo que a de menor índice corresponde ao maior nível de tensão. Neste caso, no interior do tanque, o equipamento possui uma chave seletora que possibilita o ajuste do tap (comutação) quando este estiver desligado. Exemplo para transformadores de distribuição: 8

9 Transformadores com relação não nominal Exemplo para transformadores de distribuição: 9

10 Transformadores com relação não nominal Para transformadores alocados na transmissão, a comutação pode ocorrer sob carga. As derivações são realizadas no enrolamento de maior tensão, visando operar com menores correntes no comutador sob carga. 10

11 Transformadores com relação não nominal Transformadores com relação não nominal não podem ser substituídos por curto-circuitos quando representados em pu: Transformador com relação nominal: 11

12 Transformadores com relação nominal Transformador com relação nominal: 12

13 Transformadores com relação não nominal Transformador com relação não nominal, leva a: a a nom Logo: 13

14 Transformadores com relação não nominal em fase Modelo de transformador ideal em fase: Consiste em um transformador ideal com as perdas no núcleo desprezadas e com relação de transformação 1: a km 14

15 Transformadores com relação não nominal em fase Modelo de transformador ideal em fase: Da figura, pode-se escrever as relações de corrente 15

16 Transformadores com relação não nominal em fase Modelo de transformador ideal em fase: As relações de transformação são: Substituindo nas equações, pode-se obter: 16

17 Transformadores com relação não nominal em fase Modelo de transformador ideal em fase pode ser representado pelo modelo π: Realizando análise nodal, chega-se nas equações de corrente: 17

18 Transformadores com relação não nominal em fase Comparando as equações: tem-se que: 18

19 Transformadores com relação não nominal em fase O valor de a determina o valor e a natureza dos componentes do modelo π do transformador: equações: tem-se que: 19

20 Transformadores 20

21 Transformadores Neste caso, além dos dados dos transformadores estarem na mesma base, a=anom, logo: 21

22 Transformadores Neste caso, apesar dos dados não estarem na mesma base, a=anom, logo: 22

23 Transformadores Neste caso, além dos dados não estarem na mesma base, a é diferente de anom: logo: 23

24 Transformadores 24

25 Transformadores Neste caso além de não estarem na mesma base, a é diferente de anom, logo: 25

26 Transformadores 26

27 Transformadores 27

28 Transformadores 28

29 Transformadores 29

30 Transformadores 30

31 Sistema PU Tarefa: Trace o diagrama unifilar do sistema convertendo os valores de impedância para: Sbase=30MVA e Vbase=13,8kV 31