Controle de Carga em Sistemas Elétricos de Potência Dispositivos FACTS: SVC STATIC VAR COMPENSATOR

Transcrição

1 Controle de Carga em Sistemas Elétricos de Potência Dispositivos FACTS: SVC STATIC VAR COMPENSATOR VICTOR HABERMANN AVILA MATHIAS SCHIAVUZZO BURIOLLA

2 Introdução Dispositivos com impedância variável Melhoram a regulação de tensão e frequência Geram potência reativa para o sistema Estrutura genérica de um SVC

3 TCR

4 TSC

5 FC-TCR Capacitor fixo e reator controlado Capacitor pode ser substituído por filtros Amplo controle de reativo

6 TSC-TCR Capacitor e reator controlados Vários ramos de capacitor e um de reator Mais flexível

7 Controle do ângulo de disparo Mecanismo de sincronia (PLL) Conversão de uma referência em corrente para um ângulo equivalente Cálculo da corrente de referência Geração do pulso de disparo

8 Controle do ângulo de disparo

9 Harmônicos Poluição da rede elétrica (cargas não lineares). 1- Alimentação de um transformador e sua corrente de compensação. 2- Perdas no banco de capacitores shunt ou em máquinas girantes. 3-Interferência Telefônica.

10 Harmônicos - SVC Normalmente gerados pelo TCR. Categorias: 1- Situações ideais de tensões alternadas balanceadas, como pulsos equidistantes. 2- Desbalanceamento AC, tolerância de baixa impedância no transformador e assimetria dos ângulos de fase

11 Harmônicos - Interação Preocupação maior quando repassado para a rede 1- Harmônicos no barramento de tensão, distorcem no TCR e são devolvidos na rede. 2- Loop de regulação de tensão: Modulação do TCR resultando frequências f0 ± fc retornando ao barramento. 3- Sincronização do tempo de pulso. (Assimetria)

12 Filtros Harmônicos Passa-Faixa

13 Filtros Harmônicos Índices de Performance: 1 Fator de distorção de tensão 2 Fator de distorção harmônica total 3 Fator de interferência telefônica

14 Filtros Harmônicos Efetividade do Filtro Z a impedância efetiva vista pelo TCR, Xtr reatância de fuga do Transformador e Znh a impedância da rede

15 Aspectos de Proteção Suportar estresse proteger sobre tensão ou faltas SVC: 1 Tiristores no banco de capacitores do TSC 2 Tiristores da corrente no reator do TCR Falhas: 1- Ativar em tempo incorreto 2- Não realizar abertura por completo 3- Ativação de um simples tiristor em um circuito complexo (Break Over Diode) 4- Tiristor com defeito

16 Aspectos de Proteção - Operação Manutenção e operação por categorias de criticidade: 1- Sistema falhou em um estresse encontrado mas não ultrapassa o máximo especificado 2- Falha de ativação singular 3- Perda de alguns tiristores 4- Perda parcial de equipamentos auxiliares

17 Aspectos de Proteção - Temperatura Harmônicos ou falhas geram sobrecarregamento dos equipamentos. Ângulo de operação em estado indutivo. Controle de temperatura: water cooler + heat skin. Ponto crítico: D 190ºC Abertura do circuito.

18 Casos de Estresse no TCR Ativação em tempo errado (ângulo de ativação) Curto-circuito através do reator. (2x a corrente em full load) Compensação da falha do sistema AC.

19 Dificuldades - projeto Valores de condução máxima de sobretensões x proteção de temperatura (continuidade) Levantamento matemático necessário simplificações: 1 Desconsiderar chaveamentos 2 Modelar susceptância como variável 3 Desconsiderar sistema de controle SMC e as perdas

20 Control Range - projeto Onde Bmax = Bc e Bmin < 0 (indutivo)

21 Limites - projeto CAPACITIVO INDUTIVO

22 Thevenin - projeto Simplificação com a rede externa modelada como variante no tempo

23 Aplicação O SVC é aplicado principalmente na rápida regulação e controle dinâmico de sobretensão, causado por tomada/saída de carga ou falhas e outras perturbações transitórias

24 Aplicação

25 Referências PADIYAR, K. R. FACTS controllers in power transmission and distribution HINGORANI, Narain G.; GYUGYI, Laszlo; EL-HAWARY, Mohamed. Understanding FACTS: concepts and technology of flexible AC transmission systems. New York: IEEE press,