LISTA DE ILUSTRAÇÕES

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1 LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1.1 Modelo bidirecional de queda de tensão Figura 1.2 Diagrama esquemático das três possibilidades de paralelismo de alimentadores aéreos Figura 1.3 Alimentador geral Figura 1.4 Modelagem do alimentador amostrado Figura 1.5 Modelo bidirecional para queda de tensão Figura 1.6 Configuração de subestação que pode resultar em transformadores paralelizados Figura 1.7 Circuito equivalente da fonte Figura 1.8 Circuito equivalente das redes de distribuição Figura 1.9 Diagrama esquemático das possibilidades de paralelismo Figura 1.10 Modelo de um sistema de distribuição primário utilizado para fins de estudo Figura 1.11 Esquema de cálculo do método do MVA para elementos do circuito Figura 1.12 Diagrama do Método do MVA para a Configuração em Anel Fechado do Tipo II Figura 2.1 SIN das regiões Sul/Sudeste Transmissão/Geração Figura 2.2 SIN das regiões Sul/Sudeste - Transmissão Figura 2.3 Sistema de transmissão do SIN, localizado na zona norte de São Paulo - S/E Pirituba Figura 2.4 Sistema de transmissão do SIN, localizado na região de Jundiaí, São Paulo - S/E Bom Jardim Figura 2.5 Conexão dos enrolamentos das S/E s: (a) PRI; (b) BJA... 40

2 Figura 2.6 Diagrama fasorial das tensões de linha e fase - estrela e triângulo Figura 2.7 Diagrama fasorial das tensões de linha e fase Figura 2.8 Sistema de transmissão do SIN, região metropolitana de SP Figura 2.9 Diagrama esquemático das três possibilidades de paralelismo entre alimentadores Figura 2.10 Fechamento em anel do Tipo I Figura 2.11 Fechamento em anel do Tipo II Figura 2.12 Fechamento em anel do Tipo III Figura 2.13 Fluxograma das manobras de fechamento em anel Figura 3.1 Diagrama unifilar da ETD MOO Figura 3.2 Trajeto e interconexão entre os AL s 1 e 2 de 13,8 kv Visualização Interplan Figura 3.3 Circuitos elétricos dos AL s de 13,8 kv: (a) AL1; (b) AL Figura 3.4 Circuito Elétrico Modelado no ATP Figura 4.1 Exemplo da Medição da diferença de tensão entre a fase AZ do AL1 com a fase AZ do AL Figura A.1 Diagrama elétrico do AL Figura A.2 Diagrama elétrico do AL Figura A.3 Nova configuração elétrica dos AL s 1 e 2 devido fechamento das CH VIS: (a) CH1; (b) CH2; (c) CH3; (d) CH4; (e) CH Figura A.4 Diagrama unifilar da ETD MOO Figura A.5 Configuração da ETD MOO

3 Figura A.6 Detalhes construtivos dos contatos do DJ e contração do arco em movimento Figura A.7 Diagrama de proteção unifilar de um alimentador Figura A.8 Diagrama de proteção trifilar de um alimentador Figura A.9 Relé de sobrecorrente CDG com disco de indução: (a) Esquema de funcionamento; (b) Detalhes Figura A.10 Estruturas básicas de postes classe 15 kv Figura A.11 Detalhes da montagem de chave faca na posição vertical.. 150

4 LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 1.1 Gráfico da capacidade de curto-circuito versus local da falta na configuração em anel fechado do Tipo II Gráfico 4.1 Onda senoidal Gráfico 4.2 Forma da diferença de tensão entre a mesma fase dos AL s 1 e 2 na CH1 em regime permanente Gráfico 4.3 Forma da Tensão e Corrente para o fechamento da CH1 na posição π/2: (a) Fase VM; (b) Fase VD; (c) Fase AZ Gráfico 4.4 Forma da Tensão e Corrente para a abertura da CH1 na posição π/2: (a) Fase VM; (b) Fase VD; (c) Fase AZ Gráfico 4.5 Forma da Tensão e Corrente na CH1 na posição π/2: (a) Fechamento; (b) Abertura; BCA s Ligados Gráfico 4.6 Forma da Tensão e Corrente para o fechamento da CH1 na posição π: (a) Fase VM; (b) Fase VD; (c) Fase AZ Gráfico 4.7 Forma da Tensão e Corrente para a abertura da CH1 na posição π: (a) Fase VM; (b) Fase VD; (c) Fase AZ Gráfico 4.8 Forma da Tensão e Corrente para o fechamento da CH1 na posição 3π/2: (a) Fase VM; (b) Fase VD; (c) Fase AZ Gráfico 4.9 Forma da Tensão e Corrente para a abertura da CH1 na posição 3π/2: (a) Fase VM; (b) Fase VD; (c) Fase AZ... 79

5 Gráfico 4.10 Forma da Tensão e Corrente para o fechamento da CH2 na posição π: (a) Fase VM; (b) Fase VD; (c) Fase AZ Gráfico 4.11 Forma da Tensão e Corrente para a abertura da CH2 na posição π: (a) Fase VM; (b) Fase VD; (c) Fase AZ Gráfico 4.12 Forma da Tensão e Corrente para o fechamento da CH3 na posição π: (a) Fase VM; (b) Fase VD; (c) Fase AZ Gráfico 4.13 Forma da Tensão e Corrente para a abertura da CH3 na posição π: (a) Fase VM; (b) Fase VD; (c) Fase AZ Gráfico 4.14 Forma da Tensão e Corrente para o fechamento da CH4 na posição π: (a) Fase VM; (b) Fase VD; (c) Fase AZ Gráfico 4.15 Forma da Tensão e Corrente para a abertura da CH4 na posição π: (a) Fase VM; (b) Fase VD; (c) Fase AZ Gráfico 4.16 Forma da Tensão e Corrente para o fechamento da CH5 na posição π: (a) Fase VM; (b) Fase VD; (c) Fase AZ Gráfico 4.17 Forma da Tensão e Corrente para a abertura da CH5 na posição π: (a) Fase VM; (b) Fase VD; (c) Fase AZ Gráfico 4.18 Forma da Corrente no AL1. Simulações de manobras na CH

6 Gráfico 4.19 Forma da Corrente no AL2. Simulações de manobras na CH Gráfico 4.20 Forma da Corrente no AL1. Simulações de manobras na CH Gráfico 4.21 Forma da Corrente no AL2. Simulações de manobras na CH Gráfico 4.22 Forma da Corrente no AL1. Simulações de manobras na CH Gráfico 4.23 Forma da Corrente no AL2. Simulações de manobras na CH Gráfico 4.24 Forma da Corrente no AL1. Simulações de manobras na CH Gráfico 4.25 Forma da Corrente no AL2. Simulações de manobras na CH Gráfico 4.26 Forma da Corrente no AL1. Simulações de manobras na CH Gráfico 4.27 Forma da Corrente no AL2. Simulações de manobras na CH Gráfico 4.28 Gráficos das grandezas elétricas dos equipamentos envolvidos nas manobras de paralelismo. Leituras dos instrumentos analógicos da ETD; (a) Tensão e Corrente do TR1; (b) - Tensão e Corrente do TR2; (c) Corrente AL s 1 e Gráfico 4.29 Tela gráfica do SSC, representação dos estados reais e medições de tensão e corrente dos equipamentos

7 Gráfico 4.30 Gráficos das grandezas elétricas dos equipamentos envolvidos nas manobras de paralelismo. Leituras do SSC; (a) Tensão e Corrente do TR1; (b) - Tensão e Corrente do TR2; (c) Corrente dos AL s 1 e Gráfico 4.31 Gráficos das grandezas elétricas do AL1 Power 3720: (a) Tensão; (b) Corrente Gráfico 4.32 Gráficos das grandezas elétricas do AL2 Power 3720: (a) Tensão; (b) Corrente Gráfico 4.33 Gráfico comparativo das grandezas elétricas do AL1 Leitura ETD, SSC e Power: (a) Tensão; (b) Corrente Gráfico 4.34 Gráfico comparativo das grandezas elétricas do AL2 Leitura ETD, SSC e Power: (a) Tensão; (b) Corrente Gráfico 4.35 Gráfico da corrente dos AL s 1 e 2 Registro do medidor Power Gráfico 4.36 Gráfico da corrente dos AL s 1 e 2 das seguintes fontes: (a) Amperímetros da ETD; (b) Registros do SSC Gráfico 4.37 Gráfico da tensão dos AL s 1 e 2 das seguintes fontes: (a) Medidor Power 3720; (b) Voltímetros da ETD Gráfico 4.38 Gráfico da tensão dos AL s 1 e 2 Registros do SSC Gráfico 4.39 Máximos valores do carregamento dos AL s no período das manobras: (a) AL1; (b) AL Gráfico 4.40 Máximos valores da tensão no período das manobras: (a) AL1; (b) AL Gráfico 4.41 Mínimos valores da tensão no período das manobras: (a)

8 AL1; (b) AL Gráfico B.1 Taxa Média da Distorção Harmônica Total (THD): (a) AL1; (b) AL Gráfico B.2 Distorções Harmônicas Totais da Tensão e Corrente nas 3 fases: (a) AL1; (b) AL Gráfico B.3 Desequilíbrio Trifásico da Tensão: (a) AL1; (b) AL

9 LISTA DE FOTOS Foto 2.1 CH VIS com fechamento/abertura individual por fase Foto 2.2 Chave de manobra em carga Loadbuster Foto 2.3 Explosão provocada por mau contato após fechamento de chave seccionadora em um alimentador aéreo primário Foto 3.1 Estação Transformadora de Distribuição Moóca Foto 3.2 Conjunto blindado 1 Alimentado pelo TR Foto 3.3 Conjunto blindado 2 Alimentado pelo TR Foto 3.4 Medidores de qualidade Power: (a) 3720; (b) ION Foto 4.1 Instrumento de medição analógico amperímetro utilizado no alimentador aéreo primário Foto 4.2 Instrumentos de medição analógicos utilizados nos TR s da ETD: (a) - Amperímetro; (b) Voltímetro; (c) Vista geral dos instrumentos das três fases Foto 4.3 Medidor de qualidade Power Measurement Foto 4.4 Medidor de qualidade Power ION Foto A.1 Transformadores 1 e 2 da ETD MOO Foto A.2 Detalhes dos disjuntores utilizado nos AL s 1 e 2 da ETD MOO Foto A.3 Detalhes do bastão de manobra LoadBuster (LB)

10 LISTA DE TABELAS Tabela 1.1 Fatores envolvendo o arranjo dos alimentadores Tabela 3.1 Mudança de nomenclatura das CH VIS Tabela 4.1 Ciclo senoidal dividido em instantes Tabela 4.2 Tempos de ajustes das fases VM (Vermelha), VD (Verde) e AZ (Azul) da CH1 para os instantes π/2, π, e 3π/ Tabela 4.3 Tempos de ajustes das fases VM, VD e AZ da CH2 para o instante π Tabela 4.4 Tempos de ajustes das fases VM, VD e AZ da CH3 para o instante π Tabela 4.5 Tempos de ajustes das fases VM, VD e AZ da CH4 para o instante π Tabela 4.6 Tempos de ajustes das fases VM, VD e AZ da CH5 para o instante π Tabela 4.7 Seqüência das manobras nas CH VIS Manobras de 17/04/ Tabela 4.8 Valores das grandezas elétricas medidas, de acordo com os passos da tabela 4.7: (a) 1; (b) 4; (c) 5; (d) 6; (e) 7; (f) 8; (g) 9; (h) 10; (i) 11; (j) 12; (k) Tabela 4.9 Seqüência das manobras nas CH VIS Manobras de 09/10/ Tabela 5.1 Dados comparativos das medidas efetuadas pelo medidor Power e o simulador ATP Tabela 5.2 Classificação dos períodos de carga do sistema elétrico de potência Tabela 5.3 Possibilidades de fechamento em anel entre dois AL s

11 Tabela A.1 Dados operacionais dos alimentadores: (a) AL1; (b) AL Tabela A.2 Dados dos condutores elétricos: (a) AL1; (b) AL Tabela A.3 Dados técnicos dos TR s 1 e 2 da ETD MOO Tabela A.4 Dados técnicos dos DJ s dos AL s 1e 2 da ETD MOO Tabela A.5 Dados de ajuste dos relés CDG dos AL s 1 e 2 na ETD Tabela A.6 Distâncias permitidas entre condutores de um mesmo circuito Tabela B.1 Seqüência das manobras nas CH VIS Manobras de 09/10/ Tabela B.2 Grandezas elétricas extraídas nos instrumentos da ETD, bem como na tela do SSC, de acordo com os passos da tabela

12 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS A2 AC AL ALT ANEEL AQT AZ BJA CCC CH VIS CSPE CTEEP Classe de tensão de atendimento no fornecimento de energia elétrica (88 kv) Corrente alternada Alimentador primário Alimentador com limitação térmica Agência nacional de energia elétrica Alimentador com queda de tensão limitada Fase Azul Bom Jardim Capacidade de curto circuito Chave seccionadora monopolar que efetua o fechamento do anel entre dois alimentadores. Comissão de serviços públicos de energia Companhia de transmissão de energia elétrica paulista DEC Duração equivalente de interrupção por unidade consumidora DIC Duração de interrupção individual por unidade consumidora DJ DMIC EBC EPC EPI ETD ESD Disjuntor Duração máxima de interrupção contínua por unidade consumidora Estação de banco de capacitores Equipamento de proteção coletivo Equipamento de proteção individual Estação transformadora de distribuição Estação do sistema de distribuição

13 FEC Freqüência equivalente de interrupção por unidade consumidora FIC Freqüência de interrupção individual por unidade consumidora I INTERPLAN LB LT LTA LTS MVA PRI PU RRA S/E SECC SIN SSC TAP TCH THD TR U VA Corrente elétrica Software utilizado no planejamento da operação do sistema de distribuição primária. Bastão de manobras LoadBuster com câmara de extinção de arco voltaico Linha de transmissão Linha de transmissão aérea Linha de transmissão subterrânea Mega volt ampér Pirituba Por unidade Relé de religamento automático Subestação de Transmissão de Energia Chave seccionadora Sistema interligado nacional Sistema de supervisão e controle Derivação elétrica no enrolamento de um TR, podendo ser no primário ou no secundário Torre de chaves seccionadoras Taxa da Distorção Harmônica Total Transformador Tensão elétrica Fase Azul

14 VD Vef Vis-à-Vis VM Fase Verde Tensão eficaz Fronteira entre dois alimentadores onde é possível o fechamento em anel Fase Vermelha

15 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO E REVISÃO BIBLIOGRÁFICA OBJETIVO MOTIVAÇÃO REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Corrente de Circulação nas Chaves de Vis-a-Vis Durante Transferência de Carga Aplicação de Modelo de Alimentador Bidirecional Simplificado Acelerando os Cálculos de Queda de Tensão e Perda de Carga Desenvolvimento de Modelo de Peda Simplificado Para Análise de Sistema de Distribuição Estudo de Viabilidade do Melhoramento do Arranjo de um Alimentador Primário de Radial para Anel Fechado Modelo Simplificado de Alimentador Bidirecional para Cálculos em Sistemas de Dstribuição Paralelismo Avançado de Transformador Modelagem e Aplicação do Programa ATP para Estudos de Paralelismo nas Redes de Distribuição Atendidas por Subestações de Diferentes Fontes Avaliação da Variação da Capacidade de Curto-Circuito ao Longo de um Alimentador na Rede de Distribuição METODOLOGIA ADOTADA CONFIGURAÇÃO DE ANEL FECHADO ENTRE DOIS ALIMENTADORES Configuração de Fechamento em Anel do Tipo I... 46

16 2.1.2 Configuração de Fechamento em Anel do Tipo II Configuração de Fechamento em Anel do Tipo III ALGORITMO DA MANOBRA DE FECHAMENTO EM ANEL - FLUXOGRAMA MODELAGEM DA REDE ELÉTRICA ESTUDADA SIMULAÇÕES E RESULTADOS SIMULAÇÃO DE MANOBRAS NAS CH VIS PELO ATPDRAW PARA A CONFIGURAÇÃO DO TIPO II Simulação de Manobra na CH1 através do ATP Simulação de Manobra na CH2 através do ATP Simulação de Manobra na CH3 através do ATP Simulação de Manobra na CH4 através do ATP Simulação de Manobra na CH5 através do ATP Leituras dos AL s 1 e 2 no Momento das Manobras nas CH VIS, registradas pelo Simulador do ATP MANOBRAS NAS CH VIS EM TEMPO REAL PARA A CONFIGURAÇÃO DO TIPO II MANOBRAS DE 17/04/ DADOS DAS MANOBRAS NAS CH VIS EXTRAÍDAS DO SSC EM TEMPO REAL PARA A CONFIGURAÇÃO DO TIPO II MANOBRAS DE 17/04/ DADOS DAS MANOBRAS NAS CH VIS REGISTRADAS PELO MEDIDOR POWER 3720 PARA A CONFIGURAÇÃO DO TIPO II MANOBRAS DE 17/04/ COMPARAÇÃO DOS VALORES ADQUIRIDOS PELAS FERRAMENTAS UTILIZADAS INSTRUMENTOS ANALÓGICOS DA ETD; REGISTROS NO SSC E DADOS EXTRAÍDOS DO MEDIDOR POWER 3720 MANOBRAS DE 17/04/ DADOS DAS MANOBRAS NAS CH VIS REGISTRADAS PELO

17 MEDIDOR POWER ION 7500 PARA A CONFIGURAÇÃO DO TIPO II MANOBRAS DE 09/10/ CONCLUSÕES ALGORITMOS UTILIZADOS E ESTUDO DE CASO REAL PROPOSTAS PARA TRABALHOS FUTUROS APÊNDICE A DADOS DOS EQUIPAMENTOS ESTUDADOS A.1 ALIMENTADORES A.2 ESTAÇÃO TRANSFORMADORA DE DISTRIBUIÇÃO (ETD) A.3 TRANSFORMADOR DE POTÊNCIA (TR) A.4 DISJUNTORES DOS ALIMENTADORES (DJ) A.5 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO A.6 POSTES E ACESSÓRIOS A.7 SECCIONADORAS DE VIS-À-VIS A.8 BASTÃO DE MANOBRA LOADBUSTER APÊNDICE B DADOS DAS MANOBRAS DE 09/10/ REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

18 ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO Esta dissertação está estruturada da seguinte forma: Capítulo 1 Contém a introdução e a revisão bibliográfica sobre paralelismo de alimentadores na rede aérea primária de distribuição de energia elétrica. Capítulo 2 Foi apresentada a proposta da metodologia de paralelismo na operação em tempo real. Também as restrições consideradas para a configuração de anel fechado. Capítulo 3 Os modelos dos componentes da rede aérea utilizados nas simulações e as considerações sobre modelos de carga. Capítulo 4 Está representado o modelamento completo dos alimentadores no ATP. Analisa os principais fenômenos ocorridos no momento do paralelismo dos alimentadores em tempo real. Compara os resultados para o caso real com as simulações do ATP. Capítulo 5 A conclusão do trabalho encontra-se neste capítulo, juntamente com a proposta de novos trabalhos.