ABB - Suíça. Disjuntor de Gerador. Disjuntor de Gerador. Aumento da disponibilidade dos componentes da Usina HV-CB GCB
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- Sabina do Amaral de Santarém
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1 Marta Lacorte utora Disjuntor de erador Fabiano Oliveira Palestrante Marta Lacorte - Page 1 Disjuntor de erador umento da disponibilidade dos componentes da Usina Marta Lacorte - Page 2 C - Suíça HV-C
2 Sistema Tipo HEC Inicialmente Disjuntor de erador ar comprimido Evolução para Sistema de Disjuntor de erador Marta Lacorte - Page 3 Livre de manutenção por 20 anos ou 20'000 CO O desenvolvimento tecnológico: diminuição das dimensões (SF6: extinção do arco) integração de outros equipamentos no mesmo invólucro realização de arranjos de usinas mais simples Marta Lacorte - Page 4
3 Utilização de Disjuntores de erador decisão de projeto da usina simplificação dos procedimentos de operação melhor proteção dos demais equipamentos menor investimento inicial Marta Lacorte - Page 6 Marta Lacorte - Page 5 Requerimento ásico conduzir a corrente máxima de carga do gerador, quando fechado. assegurar o nível de isolamento requerido em qualquer situação de operação.
4 Requerimento dicional sincronizar gerador sistema principal isolar gerador sistema principal (gerador a vazio ou carga leve) interromper correntes de curto-circuito alimentados pelo sistema principal interromper correntes de curto-circuito alimentados pelo gerador Marta Lacorte - Page 7 interromper correntes em oposição de fase Corrente de curto durante falha em transformador sem disjuntor de gerador Corrente de curto Transformador Ig Is arramento Is + Ig Ig Ig t segundos Marta Lacorte - Page 8 Dezenas de ms Interrupção pelo disjuntor de alta
5 Corrente de curto durante falha em transformador com disjuntor de gerador Transformador Corrente de curto Ig Is arramento Is + Ig Ig Ig Marta Lacorte - Page 9 Dezenas de ms Interrupção pelo disjuntor de alta Interrupção pelo disjuntor de gerador segundos t Explosão de Transformador (Usina sem Disjuntor de erador) Marta Lacorte - Page 10
6 Transitório de Curto alimentado pelo erador Curto alimentado pelo gerador assimetria 130% taxa crescimento TRT 2.2 kv/ms Marta Lacorte - Page 11 Curto alimentado pela rede assimetria 74% taxa crescimento TRT 6 kv/ms Transitório de Curto alimentado pelo erador solicitação mecânica/elétrica > disjuntor média tensão norma IEC não cobre requerimentos típicos de um disjuntor de gerador única norma disponível internacionalmente para disjuntor de gerador IEEE Std. C Marta Lacorte - Page 12
7 IEC / 2001 (antiga IEC 56) Marta Lacorte - Page 13 enerator circuit-breakers installed between generator and stepup transformer are not within the scope of this standard Normas para Disjuntor de erador IEC não cobre adequadamente os requisitos aplicáveis a disjuntor de gerador. IEEE Std. C cobre adequadamente os requisitos aplicáveis a disjuntor de gerador. É a única norma nacional ou internacional específica para disjuntor de gerador. Conclusão: Especificação de Disjuntor de erador deve ser baseada na IEEE Std. C Marta Lacorte - Page 14
8 Sistema de Disjuntor de erador Corrente de Curto-circuito k HI 3/ HC-3 Un = 21kV HECS Un = 24-30kV Marta Lacorte - Page 15 HI 2 Un = 17.5kV 6300 Corrente de Carga (8000) Características montado e testado na fábrica; capacidade de interromper todo tipo de corrente de falta em 4 ciclos; rapidez na interrupção da falta. Marta Lacorte - Page 16
9 Vantagens redução no tempo e custos de comissionamento; redução nos custos iniciais; prevenção de danos maiores nos equipamento da Usina (explosão de tanque de transformador); prevenção de destruição do gerador por excesso de temperatura; Marta Lacorte - Page 17 prevenção de longas interrupção da operação. umento da Confiabilidade e Disponibilidade da Usina Marta Lacorte - Page 18 simplificação do procedimento de operação; definição das responsabilidades operacionais; redução de probabilidade de erros; aumento da disponibilidade dos serviços auxiliares da usina; sincronização do gerador no nível de tensão do gerador por meio do disjuntor de gerador; eliminação rápida e seletiva de qualquer tipo de falta; redução de danos secundários custosos; redução de tempos longos de reparo maior número de horas em operação (disponibilidade) maior lucro para operador da usina (disponibilidade).
10 Disjuntor de erador HECS 3 m 5500 kg 6 m Vista de uma fase do HECS Marta Lacorte - Page 20 Marta Lacorte - Page 19 Instalação de C Tipo HEC 3
11 Disjuntor de erador HI kV, 50k Exemplo de instalação Marta Lacorte - Page 21 rranjos Life Cycle Cost LCC = IC + (FC + VC)* ( (1+p)n-1 p * (1+p) n ) Marta Lacorte - Page 22 sendo: LCC IC FC VC n p = Life Cycle Cost (valor presente) = investimento inicial = custo anual de operação e manutenção = custo anual devido falhas/interrupções = vida útil = taxa de juros
12 Life Cycle Cost g Investimento Inicial: Custos envolvidos em um projeto até entrar em operação: - custo de aquisição dos equipamentos; - custo da instalação; - custo do comissionamento. Marta Lacorte - Page 23 Life Cycle Cost gcusto anual de operação e manutenação: - custos relativos à equipe de supervisão e manutenção; - custos da energia necessária para serviços auxiliares; - custos de infraestrutura; Marta Lacorte - Page 24 - custos de peças de reposição.
13 Life Cycle Cost g Custo anual devido a falhas/interrupções: Custos causados por falhas ou por interrupções programadas no fornecimento de energia: - custos da equipe de reparo; - custos das peças de reposição; Marta Lacorte - Page 25 - custos de perdas e danos / multas. Cálculo e avaliação do Custo de Vida Total: aplicação para uma subestação de usina hidroelétrica Marta Lacorte - Page 26
14 Usina Hidroelétrica sem C T1 T2 T3 T4 4 bays T 1 1/2 Disj. 4 transformadores elevadores 2 transformador de serviços auxiliares Marta Lacorte - Page Usina Hidroelétrica com C T1 T2 T3 T4 3 bays T 1 1/2 Disj. 4 transformadores elevadores 2 transformador de serviços auxiliares 4 C C1 C2 C3 C4 Marta Lacorte - Page
15 Usina Hidroelétrica com C T1 T2 T3 T4 2 bays T 1 1/2 Disj. 4 transformadores elevadores 2 transformador de serviços auxiliares 4 C 2 secionadoras T Marta Lacorte - Page 29 C1 C2 C3 C Usina Hidroelétrica com C 3T1 C 3T2 C 2 bays T 1 1/2 Disj. 2 transformadores elevadores de tres enrolamentos 2 transformador de serviços auxiliares 4 C C1 C2 C3 C4 Marta Lacorte - Page
16 Resultado do Cálculo de LCC % 98.00% Mi USD Mi USD 96.00% 94.00% 92.00% Mi USD 90.00% 88.00% 86.00% 84.00% Marta Lacorte - Page 31 Case 3 Case 2 Case 1 without C CONCLUSÃO disjuntores de gerador modernos com gás SF6 para correntes de curto-circuito até 160 k : unidade geradoras até 1400 MW; equipamentos associados: chave secionadora, chave de terra, transformadores de corrente, transformadores de potencial, capacitores de surto e pára-raios; melhora na funcionalidade do disjuntor de gerador; arranjos de usina mais simples e mais econômicos; maior disponibilidade aumento do número de horas em operação. Marta Lacorte - Page 32 maior lucro para o operador da usina.
17 Contatos Marta Lacorte tel Fabiano Oliveira tel Marta Lacorte - Page 33
18 230 kv 13,8/230 kv 6 Km C 6 Km ou Marta Lacorte - Page 1 350,2 MW C 6 Km 230 kv 3 conexão transformador 230 kv 3 saídas de linha 230 kv Usina 3 linhas 230 kv 0,8 Km 100% 2 linhas 230 kv 9,5 Km 2 saídas de linha 230 kv SE 13,8/230 kv 0,8 Km 9,5 Km 3 linhas 230 kv 9,5 Km 3 saídas de linha 230 kv Usina 87% 3 C 3 saídas de linha 230 kv SE Marta Lacorte - Page 2 3 x 311,2 MV SE existente 3 x 311,2 MV C C C 13,8/230 kv 230 kv 10,3 Km SE existente
19 230 kv 3 conexão transformador 230 kv 3 saídas de linha 230 kv 3 linhas 230 kv 0,8 Km 100% 2 linhas 230 kv 9,5 Km 2 saídas de linha 230 kv SE 13,8/230 kv 0,8 Km 9,5 Km 3 linhas 230 kv 0,8 Km 3 C 63% 3 saídas de linha 230 kv SE Marta Lacorte - Page 3 3 x 311,2 MV SE existente 3 x 311,2 MV C C C 13,8/230 kv 230 kv 9.5 Km SE existente 230kVV REFERÊNCI 100% 13,8/69 kvv 69/230 kvv 69kVV 230kVV C C Marta Lacorte - Page 4 LTERNTIV 1 95%
20 230kVV REFERENCI 100% 13,8/69 kvv 69/230 kvv 69kVV C 230kVV C Marta Lacorte - Page 5 LTERNTIV 2 < 80% C Instalação de Disjuntor de erador C C C Marta Lacorte - Page 6 geradora transmissora
21 Exemplo: Instalação de Disjuntor de erador em uma Usina em operação Marta Lacorte - Page 8 Marta Lacorte - Page 7 Disjuntor de erador chegando na Usina
22 Cortando o tubo para instalação do Disjuntor de erador Marta Lacorte - Page 10 Marta Lacorte - Page 9 Disjuntor de erador instalado
23 Marta Lacorte - Page 11 Instalação Interna
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