Compensação de Sistemas Elétricos. ( Módulo 2 Regulação de Tensão ) Luís Carlos Origa de Oliveira

Transcrição

1 Compensação de Sistemas Elétricos ( Módulo 2 Regulação de Tensão ) Luís Carlos Origa de Oliveira

2 Regulação de Tensão ( Regime Permanente )

3 Causas e Efeitos Aumento da carga Aumento da queda de tensão

4 Tensão em Regime Permanente IEEE 1159 / 1995 Controle da Tensão em Regime Permanente

5 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, e que podem ser corrigidas com a utilização de banco de capacitores e/ou reguladores. São causadas por variações de cargas no sistema ou eventos e, inclusive, podem ser resultado de má operação de bancos de reguladores ou de capacitores. 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 ) ( Tensão Crítica inferior ) ( Limite inferior de Tensão Precária )

6 Resolução ANEEL 505 /2001 Dentre os aspectos que são regulados e fiscalizados pela ANEEL está o NÍVEL DE TENSÃO em Sistemas de Distribuição de Energia (SDE). NÍVEL DE TENSÃO : Inicialmente regulado pela Resolução ANEEL 505 de novembro de 2001, a qual estabelecia as disposições relativas à conformidade dos níveis de tensão de energia elétrica em regime permanente. PRODIST-2012 / Módulo 8 (alterações): Revogação das Resoluções nº 24/2000, nº 505/2001 e nº 520/2002; novos critérios para formação de conjuntos de unidades consumidoras; novos limites dos indicadores de continuidade individuais.

7 Resolução ANEEL 505 /2001 Resolução ANEEL 505/2001 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);

8 Resolução ANEEL ( Média Tensão) Resolução ANEEL 505/2001 e ProDist/Módulo 8 Pontos de entrega em Tensão superior a 1kV e inferior a 69kV

9 Resolução ANEEL ( Baixa Tensão) Resolução ANEEL 505/2001 e ProDist/Módulo 8

10 Resolução ANEEL Resolução ANEEL 505/2001 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.

11 Resolução ANEEL Requisitos Mínimos para os equipamentos de medição: Taxa amostral : 16 amostras/ciclo; Conversor A/D: 12 bits; Precisão : 1%. Protocolo de medição: Índices: Leituras: 1008 (mil e oito) leituras válidas ( 60min/10min * 24h * 7dias) Período de integralização: 10 minutos (consecutivos). Calculo de RMS : janelas sucessivas de doze a quinze ciclos (0,2 a 0,25 seg.) 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 )

12 Cálculo de Quedas de Tensão em SDE 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. ( diferentes patamares de carga). Cálculos Simplificados ( cargas máxima e mínima ).

13 Cálculo de Quedas de Tensão em SDE Redução do Sistema: Sistema Elétrico Completo Fonte (SE) Concentração de Cargas Fonte (SE) Ramal principal

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

15 Cálculo de Quedas de Tensão em SDE Método dos Coeficientes Unitários V ( R l j. X l ) ( I.cos j. I. sen) ( r.cos x. sen). I.. V (%) l V esp V (%) ( r.cos x l V esp. V. sen). S l R V R.I.cos X.I.sen ( r.cos x. sen).100 V (%). S3. l 2 ( V ) esp VS V V(%) V S R.100 ( R.cos X.sen ).I V(% ) l V 3 esp Valor especificado de linha.100 Coeficiente unitário de queda de tensão ( r.cos x k l ( V esp. sen).100 V (%) k. S3. ) 2

16 Cálculo de Quedas de Tensão em SDE Determinação de k Dm x l 28, f. log Ds Dm ( distância média geométrica) depende da estrutura. Ds ( raio médio geométrico) tipo de cabo - Fuchs pg. 588 f - frequencia

17 Cálculo de Quedas de Tensão em SDE Sistema com carga distribuída Considerar: Densidade de carga por quadrícula ( MVA/km 2 ); Área de influência do alimentador; Identificar trechos com características semelhantes; Trechos semelhantes tipicamente com: Carga uniforme; Carga crescente ou decrescente;

18 Cálculo de Quedas de Tensão em SDE 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 2 2 V(% ) k.dh 2 2 Dh k. 2 ST k.. 2

19 Carga crescente ou decrescente: Cálculo de Quedas de Tensão em SDE 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 2 h 2 ).2.dx k.d..h x 2 h.dx V(% ) 0 k.d..h x 2 h.dx V(% ) k.dh Dh k. 3 2S k.. 3 T

20 Cálculo de Quedas de Tensão em SDE Procedimento sistematizado para cálculo das quedas de tensão: Quedas de tensão por trecho: V SE 1 k1. 1 S.( S1 S2 S3 4 ) Coeficiente unitário no trecho i : V1 2 k2. 2 S V.( S2 S k3. 3 S.( S3 4 ) ) k i ( r i.cos x i ( V i l esp. sen ).100 ) 2 i V 3 4 k4. 4.( S4 ) Quedas de total até o ponto remoto: V V V V V SE4 SE

21 Cálculo de Quedas de Tensão em SDE 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 ΔV S T1 S 1 S 2 S 3 S 4 S T 2 S2 S3 S4 k 1 k 2 k1.s T1. 1 k2.st 2. 2 k.s k1.s T1. 1. k.s 1 T1 1 2 T 2 2. S S T1 3 T 2 3 V. V. esp esp ΔV2-3 3 S T 3 S 3 S 4 k 3 k3.st 3. 3 ΔV3-4 4 S T 4 S 4 k 4 k4.st 4. 4 Tensões nas barras: PONTO SE TENSÃO (KV) V esp V V V 1 esp SE1 V2 V1 V1 2 V3 V2 V23 V4 V3 V3 4

22 Perfil de Tensão Cálculo de Quedas de Tensão em SDE PONTO SE TENSÃO (KV) V esp V V V 1 esp SE1 V2 V1 V1 2 V3 V2 V23 V4 V3 V3 4

23 Cálculo de Quedas de Tensão em SDE Perfil de Tensão: 2 CAA K1 = %/MVA.km 4 CAA K2 = %/MVA.km Tensão na Subestação: 13,8 kv Fator de demanda : 0,45 TRECHO COMP. (km) CARGA ACUMULADA (MVA) K TRECHO (%) ACUMULADA (%) CORRENTE (A) PONTO SE TENSÃO (KV)

24 Cálculo de Quedas de Tensão em SDE Andradina SE Km 2 Km 7 Km 4 Km 1,2 Km 4 Km 4,2 Km Castilho Pontal Junqueira Trecho Carga (MVA) CARGA MÁXIMA EM 1998 Comprimento (Km) K (MVA.Km) -1 V% V% Acumulado Corrente (A) SE 1 1,648 3,0 0,414 2,046 2, , ,342 2,0 0,414 1,111 3, , ,246 7,0 0,414 3,610 6, , ,211 4,0 0,414 2,005 8,772 99, ,642 1,2 0,414 0,319 9,091 52, ,204 4,0 0,414 0,338 9,429 16, ,126 4,2 0,414 0,219 9,648 10,373 Trecho Carga (MVA) CARGA MÍNIMA EM 1998 Comprimento (Km) K (MVA.Km) -1 V% V% Acumulado Corrente (A) SE 1 0,604 3,0 0,414 0,750 0,750 43, ,492 2,0 0,414 0,407 1,157 37, ,457 7,0 0,414 1,324 2,481 35, ,444 4,0 0,414 0,735 3,216 34, ,235 1,2 0,414 0,117 3,333 18, ,075 4,0 0,414 0,124 3,457 5, ,046 4,2 0,414 0,080 3,537 3,553 Índice de crescimento de 8% ao ano Fonte: SE/Andradina 138kV/11,4kV Linha: 3# 4/0 CAA Fator de Demanda C máxima : 0,289 Fator de Demanda C mínima : 0,106 Ponto Carga Total Instalada ,0 kva 2 332,5 kva 3 120,0 kva ,0 kva ,0 kva 6 270,0 kva 7 435,0 kva

25 Cálculo de Quedas de Tensão em SDE Andradina SE Km 2 Km 7 Km 4 Km 1,2 Km 4 Km 4,2 Km Castilho Pontal Junqueira

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