RELATÓRIO DO ESTUDO DE PARECER DE ACESSO JUNTO A CELESC LABORATÓRIO WEG WAU CONFORME SOLICITAÇÃO DA ORDEM DE COMPRA WEG EMITIDA EM 30/07/2007

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1 RELATÓRIO DO ESTUDO DE PARECER DE ACESSO JUNTO A CELESC LABORATÓRIO WEG WAU CONFORME SOLICITAÇÃO DA ORDEM DE COMPRA WEG EMITIDA EM 3/7/27. REV Introdução. O presente documento tem por objetivo apresentar o estudo de parecer de acesso junto a CELESC da operação do laboratório de ensaios da WEG - WAU. Nesse estudo e de acordo com o especificado nas documentações listadas abaixo o objetivo do trabalho é de avaliar o impacto da operação do laboratório em pauta no sistema de 138 KV da CELESC no que tange ao aspecto de subtensão de curta-duração conforme determina o item 1.4 da especificação ONS(Diretrizes e Critérios para Estudos do Efeito Variação de Tensão de Curta Duração(VTCD)). Para tal, foram tomados como referências os seguintes documentos : - Diretrizes e Critérios para Estudos Elétricos ONS Procedimentos de Rede 25/3/22 - Documento WEG Análise da Proposta de Funcionamento do Laboratório WAU 21/5/27 - Ata de Reunião CELESC 2/7/27 - Documento WEG Descrição do Modus Operantis do Laboratório de Ensaios de Interrupção 1/7/27 - Características técnicas de reactores de limitácion, em média tensión,de la corriente de cortocircuito Del laboratório de Potência de WEG Indústrias Acionamentos Febrero de 26 - Documento WEG - Check List de Especificação de Projeto N. CLEP 1/7 2/7/27 O respectivo relatório está dividido nos seguintes itens listados abaixo : 1 Descrição e Montagem do Circuito detestes. 2 - Descrição e definição das simulações efetuadas. 3- Análise dos Resultados Obtidos. 4- Comentários e Conclusões do Estudo. 1

2 1 Descrição e Montagem do Circuito de Testes. Para a execução dos estudos adotou-se a plataforma de software EMTP(Eletromagnetic Transient Program) pelo fato do mesmo ser abrangente nos seguintes aspectos : Possibilidade de simulações dinâmicas. Simulação de defeitos(curtos) no sistema. Simulação de Transitórios Eletromagnéticos. De posse dessa definição e levando-se em conta as informações contidas nas documentações listadas acima montou-se a seguinte configuração de rede apresentada na figura 1 a seguir. 2

3 U EQBLU BLU Equiv BND13 BND69 T13 JRL13 BND T11 T8 T12 T9 T1 JRL T7 MWE EJRL1 EMWE1 BNDT1 EJRL2 EMWE2 Equiv BND23 LBWAU X_MV R_MV Chave_CC R_LV X_LV Obj test T5 JSLT3 T6 JSLT2 E_WEG GRM JSL GRM34 T1 T2 EQWEG WE138 TRF_1 TRF_2 TRF_3 WEG13 DISJ6 REATM RES_M TFCCH TF_CC TFCCL RES_L REATL WFO JOI T3 GRM13 T4 Equiv EQJOI U Figura 1 Diagrama Unifilar Circuito de Testes. 3

4 As barras da CELESC inseridas no circuito são : 94 BLU BND BND BND BND-T BND-T GRM GRM GRM JOI JRL JRL JSL JSL-T JSL-T MWE WEG WFO-138 Para esse sistema foram representados : As linhas de Transmissão através de parâmetros concentrados com os dados fornecidos pela CELESC e devido ao fato de que seus respectivos comprimentos não ultrapassam a distância média de 5 km. Os transformadores de força de 138 / 13.8 KV através de sua impedância série sem o modelamento de suas características shunt e de sua curva de excitação. Foram modelados os bancos de Capacitores shunt nas barras de 13.8 KV. Os respectivos equivalentes foram inseridos nas barras de Blumenau e Joinville de 138 KV através de uma fonte ideal de tensão em série com as suas impedâncias de seqüência positiva e zero respectivamente. As cargas nas barras de 13.8 KV foram modeladas através de elementos passivos resistivos com valores próximos das potências nominais de cada subestação. 4

5 O circuito do laboratório da WEG WAU foi modelado de acordo com o seguinte esquema apresentado na figura 2 abaixo : Figura 2 Circuito detestes do Laboratório da WEG - WAU Onde os principais equipamentos possuem as características definidas na figura 2 acima. 5

6 2 - Descrição e definição das simulações efetuadas. Uma vez definidas as topologias apresentadas nas figuras 1 e 2 para as respectivas simulações o próximo passo foi definir mais alguns parâmetros importantes conforme a seguir. O passo de integração utilizado foi de 1E-5 segundos ou uma freqüência de amostragem de 1667 amostras/ciclo de 6 Hz. A janela de duração das simulações foi de 5 ms. Conforme documentação da CELESC foram modelados os casos de sábado dia, sábado ponta e domingo, onde foram ajustados os respectivos ângulos das barras no fluxo de potência para que a rede ficasse com o carregamento bem próximo do real. De forma objetiva e com a orientação da WEG os casos analisados e simulados foram focados na obtenção das correntes de teste de 15 KA no laboratório nas três condições mencionadas pela CELESC que podem ocasionar as maiores subtensões na rede da mesma. Para se obter esses valores de corrente usou-se os seguintes valores de Rm,Xm,RL e XL : Resistência e reatância de baixa tensão: Onde : R original.36 ohm faixa 1-74 mohm X original ohm faixa mohm Para se obter a corrente de falta em 15 ka na baixa, RL e XL foram os seguintes (Rm e Xm zerados): Tabela 1 ajuste RL (Ω) XL (Ω) Uma vez escolhidos os principais tópicos acima definiu-se os instantes de fechamento da chave de forma aleatória buscando os melhores e piores casos dos ângulos de incidência da forma de onda de tensão que proporcionassem as maiores variações nas barras da CELESC. Para a obtenção dos piores e melhores instantes para fechamento da chave de curto foram feitas para cada condição analisada 1 simulações estatísticas para o fechamento tripolar das mesmas. 6

7 Foram considerados um tempo médio de fechamento de 15 ms e um desvio padrão de 1,25 ms o que corresponde a aproximadamente 27 graus elétricos (6 Hz). A sorteio é realizado segundo uma distribuição normal com a média e desvio citados. 3- Análise dos Resultados Obtidos. Uma vez definidas as regras de simulação obteve-se diversas condições e curvas de tensões e correntes conforme abaixo. Melhor Caso Domingo : 9 [A] [s].1 (f ile LABWEG_DOM_CALIBR_VMAX.pl4; x-v ar t) c:we138a-w_138a c:we138b-w_138b c:we138c-w_138c Figura 3 Correntes na Alta Tensão 138 KV Barra da WEG 7

8 3 [ka] [s].1 (f ile LABWEG_DOM_CALIBR_VMAX.pl4; x-v ar t) c:reatla- c:reatlb- c:reatlc- Figura 4 Correntes na Baixa Tensão 44 V - WAU 12 [kv] [s].1 (f ile LABWEG_DOM_CALIBR_VMAX.pl4; x-v ar t) v :WE138A v :WE138B v :WE138C Figura 5 Tensão na Barra de 138 KV - WEG 8

9 12 [kv] [ms] 2 (f ile LABWEG_DOM_CALIBR_VMAX.pl4; x-v ar t) v :RES_MA v :RES_MB v :RES_MC Figura 6 Tensão na de 13.8 KV Melhor caso - Barra da WEG-WAU Pior Caso Domingo : 1 [A] [s].1 (f ile labweg_dom_calibr_v min.pl4; x-v ar t) c:we138a-w_138a c:we138b-w_138b c:we138c-w_138c Figura 7 Correntes na Alta Tensão 138 KV Barra da WEG 9

10 4 [ka] [s].1 (f ile labweg_dom_calibr_v min.pl4; x-v ar t) c:reatla- c:reatlb- c:reatlc- Figura 8 Correntes na Baixa Tensão 44 V - WAU 115 * [ms] 35. (f ile labweg_dom_calibr_v min.pl4; x-v ar t) v :WE138A v :WE138B v :WE138C m:minva m:minvb m:minvc Figura 9 Tensão na Barra de 138 KV - WEG 1

11 12 [kv] [ms] 5 (f ile labweg_dom_calibr_v min.pl4; x-v ar t) v :JSL A v :JSL B v :JSL C Figura 1 Tensão na barra de Jaraguá do Sul 138 KV Pior Caso. 12 [kv] [ms] 2 (f ile labweg_dom_calibr_v min.pl4; x-v ar t) v :RES_MA v:res_mb v :RES_MC Figura 11 Tensão na de 13.8 KV Pior Caso - Barra da WEG-WAU 11

12 Comparação entre o melhor e pior caso de fechamento no domingo : 12 [kv] [ms] 25 labweg_dom_calibr_v min.pl4: v :WE138A v :WE138B v :WE138C LABWEG_DOM_CALIBR_VMAX.pl4: v :WE138A v :WE138B v :WE138C Figura 12 Tensões na barra WEG 138 KV pior caso (vmin) x melhor caso (vmax) - detalhe. Comparação calibração x curta duração (pior caso de sábado dia) 12 [kv] [ms] 5 labweg_sab_dia_curta_v min.pl4: v :WE138A v :WE138B v :WE138C labweg_sab_dia_calibr_v min.pl4: v :WE138A v :WE138B v :WE138C Figura 13 Tensões na barra WEG 138 KV pior caso calibração x pior caso curta duração. 12

13 Comparação entre as condições de sábado ponta, sábado dia e domingo : 12 [kv] [ms] 5 labweg_sab_pon_calibr_v min.pl4: v :WE138A v :WE138B labweg_sab_dia_calibr_v min.pl4: v :WE138A v :WE138B labweg_dom_calibr_v min.pl4: v :WE138A v :WE138B Figura 14 Comparação das Tensões na barra da WEG 138KV Portanto dos resultados obtidos nas trezentas simulações efetuadas pode-se obter na seguinte tabela abaixo as variações obtidas nas barras em análise bem como sua maior variação de tensão em porcentagem da tensão atual no sistema. Tabela 2 - Variação da Tensão para o Caso de Domingo Vmáx Vpos (kvp) Vpos (pu) ΠV(%) Barra cód ATP Vnom (kv) Vpre (kvp) mínimo final Vpre (pu) mínimo final mínimo final Weg WE ,67 15,53 15,56 1,,937,937-6,3% -6,3% Weg conexão E_WEG ,68 15,77 15,77 1,,939,939-6,1% -6,1% Guaramirim GRM ,68 16,24 16,24 1,,943,943-5,7% -5,7% Jaraguá Sul JSL ,71 16,12 16,12 1,,942,942-5,8% -5,8% Weg Fundição WFO_ ,88 17,91 17,91 1,2,958,958-4,4% -4,4% Malwee 1 EMW1_ ,81 17,33 17,33 1,1,953,953-4,9% -4,9% São José R Luz 2 EJRL ,79 17,78 17,78 1,1,957,957-4,4% -4,4% Joinvile JOI ,33 111,2 111,2 1,6,987,987-1,9% -1,9% Blumenau 2 BND , ,4,985,985-1,9% -1,9% Blumenau BLU ,16 111,1 111,1 1,4,986,986-1,8% -1,8% 13

14 Tabela 3 - Variação da Tensão para o Caso de Domingo Vmin Vpos (kvp) Vpos (pu) V(%) Barra cód ATP Vnom (kv) Vpre (kvp) mínimo final Vpre (pu) mínimo final mínimo final Weg WE ,67 15,2 15,55 1,,934,937-6,6% -6,3% Weg conexão E_WEG ,68 15,4 15,77 1,,935,939-6,5% -6,1% Guaramirim GRM ,68 15,9 16,24 1,,94,943-6,% -5,7% Jaraguá Sul JSL ,71 15,76 16,12 1,,939,942-6,2% -5,8% Weg Fundição WFO_ ,88 17,68 17,91 1,2,956,958-4,6% -4,4% Malwee 1 EMW1_ ,81 17,5 17,33 1,1,95,953-5,1% -4,9% São José R Luz 2 EJRL ,79 17,54 17,78 1,1,954,957-4,7% -4,4% Joinvile JOI ,33 111,11 111,2 1,6,986,987-2,% -1,9% Blumenau 2 BND , ,4,985,985-1,9% -1,9% Blumenau BLU ,16 111,1 111,1 1,4,986,986-1,8% -1,8% Das tabelas acima pode-se obter as seguintes informações principais : Tabela 4 Instante de fechamento e Ângulo Domingo - Vmax Fase t(v=) t(close) ângulo (o) A,1119, ,8392 B,84, ,94 C,1396, ,18 Tabela 5 Instante de fechamento e Ângulo Domingo - Vmin fase t(v=) t(close) ângulo (o) A,1119, ,4928 B,84,131 99,576 C,1396,1421 1,

15 4- Comentários e Conclusões do Estudo. Das planilhas em EXCEL e das tabelas 2,3,4 e 5 acima pode-se concluir que : Das três condições operativas citadas solicitadas pela CELESC e mostradas nas respectivas planilhas o pior caso ocorre no domingo onde obtêm-se a maior queda de tensão na barra da WEG138KV em torno de 6,6 % da tensão nominal no instante de operação dos ensaios. A pior queda de tensão ocorre na barra de Jaraguá do Sul 138 KV onde se obtem uma variação de tensão em torno de 6,2 % da tensão nominal. Para se contornar essa condição operativa têm-se uma possibilidade de fechamento do circuito de testes nos ângulos apresentados na tabela 4 onde obtêm-se uma faixa operativa para a fase-a de 68,83 a 85,49 graus obtendo-se uma variação das respectivas tensões de 6,1 a 6,5 % na barra de 138 KV da WEG e 5,8 a 6,2 % na barra da SE de Jaraguá do SUL. 15