Quedas de Tensão em Redes de Distribuição de Energia Elétrica Prof. Origa
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Regulação de Tensão ( Regime Permanente )
Causas e Efeitos Causas:? Crescimento da carga Aumento da queda de tensão Efeitos: regulação de tensão - Mau funcionamento de equipamentos
IEEE 1159 / 1995 Tensão em Regime Permanente Tensão em Regime Permanente
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. São causadas principalmente por variações das cargas ao longo de um alimentador. 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 ) ( Limite inferior de Tensão Precária ) ( Tensão Crítica inferior )
Resolução ANEEL 505 /001 Dentre os aspectos que são regulados e fiscalizados pela ANEEL está o NÍVEL DE TENSÃO em Sistemas de Distribuição de Energia (SDEE). NÍVEL DE TENSÃO : Inicialmente regulado pela Resolução ANEEL 505 de novembro de 001, a qual estabelecia as disposições relativas à conformidade dos níveis de tensão de energia elétrica em regime permanente. PRODIST-01 / Módulo 8 (alterações): Revogação das Resoluções nº 4/000, nº 505/001 e nº 50/00; novos critérios para formação de conjuntos de unidades consumidoras; novos limites dos indicadores de continuidade individuais.
Resolução ANEEL 505 /001 Resolução ANEEL 505/001 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);
Resolução ANEEL ( Média Tensão) Resolução ANEEL 505/001 e ProDist/Módulo 8 Pontos de entrega em Tensão superior a 1kV e inferior a 69kV
Resolução ANEEL ( Baixa Tensão) Resolução ANEEL 505/001 e ProDist/Módulo 8
Resolução ANEEL Resolução ANEEL 505/001 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.
Resolução ANEEL Requisitos Mínimos para os equipamentos de medição: Taxa amostral : 16 amostras/ciclo; Conversor A/D: 1 bits; Precisão : 1%. Protocolo de medição: Leituras: 1008 (mil e oito) leituras válidas ( 60min/10min * 4h * 7dias) Período de integralização: 10 minutos (consecutivos). Calculo de RMS : janelas sucessivas de doze a quinze ciclos (0, a 0,5 seg.) Índices: Duração Relativa da transgressão para tensão Precária: Duração Relativa da transgressão para tensão Crítica: DRP(%) DRC(%) 100.nlp 1008 100.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.13.1)
Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE 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. ( considera-se vários patamares de carga). Cálculos Simplificados ( cargas máxima e mínima ).
Redução do Sistema: Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE Sistema Elétrico Completo Fonte (SE) Concentração de Cargas Fonte (SE) Tronco principal
Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE Redução do Sistema / Concentração de cargas: Fonte (SE) Redução do sistema Si - Pontos de concentração de cargas
Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE Método dos Coeficientes Unitários de Queda de Tensão ( r.cos x. sen). I.. V (%) l V esp 3.100 V ( R l j. X l ) ( I.cos j. I. sen) V (%) ( r.cos x l V esp. V. sen). S l R. 3..100 V R.I.cos X.I.sen VS V V(%) V S R.100 ( R.cos X.sen ).I V(% ) l V 3 esp.100 ( r.cos x. sen).100 V (%). S l 3 ( V ) ( r.cos x k l ( esp V esp ) Coeficiente unitário de queda de tensão Ω. 100 km.kv Ω V. sen).100 100 % k.km MVA. km. Valor especificado de linha V (%) k. S3.
Determinação de k Dm x l 8,935.10 4. f. log Ds Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE Dm ( distância média geométrica) depende da estrutura. Ds ( raio médio geométrico) tipo de cabo - Fuchs pg. 588 f - frequencia
Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE Sistema com carga distribuída Considerar: Densidade de carga por quadrícula ( MVA/km ); Área de influência do alimentador; Identificar trechos com características semelhantes; Trechos semelhantes tipicamente com: Carga uniforme; Carga crescente ou decrescente;
Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE Trecho com 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 V(% ) k.dh Dh k. ST k..
Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE Trecho com carga crescente ou decrescente 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 h )..dx k.d..h x h.dx V(% ) 0 k.d..h x h.dx V(% ) k.dh 3. Dh k. 3 S k.. 3 T
Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE Procedimento sistematizado para cálculo das quedas de tensão: Quedas de tensão por trecho: V SE 1 k1. 1 S V1 k. S V.( S S3 4 ) 3 k3. 3 S.( S1 S S3 4.( S3 4 ) ) Coeficiente unitário no trecho i : k i ( r i.cos x i ( V i l esp. sen ).100 ) i V 3 4 k4. 4.( S4 ) Quedas de total até o ponto remoto: V V V V V SE4 SE1 1 3 34
Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE 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 ΔV1- ΔV-3 ΔV3-4 1 3 4 S T1 S 1 S S 3 S 4 S T S S3 S4 S T 3 S 3 S 4 S T 4 S 4 k 1 k k 3 k 4 k1.s T1. 1 k.st. k3.st 3. 3 k4.st 4. 4 k.s k1.s T1. 1. k.s 1 T1 1 T. S S T1 3 T 3 V. V. esp esp Tensões nas barras: V V i 1 V SE ( acum (%) /100) PONTO SE 1 3 4 TENSÃO (KV) V esp V V V 1 esp SE1 V V1 V1 V3 V V3 V4 V3 V3 4
Perfil de Tensão Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE PONTO SE 1 3 4 TENSÃO (KV) V esp V V V 1 esp SE1 V V1 V1 V3 V V3 V4 V3 V3 4
Perfil de Tensão: Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE CAA K1 = 0.803 %/MVA.km 4 CAA K = 0.860 %/MVA.km Tensão na Subestação: 13,8 kv Fator de demanda : 0,95 TRECHO COMP. (km) CARGA ACUMULADA (MVA) K TRECHO (%) ACUMULADA (%) CORRENTE (A) SE - A 8 (0,1 + 0,4 + 0,4 + 0,8). 0,95 0,803 10,37 10,37 79,37 A - B (0,4 + 0,4 + 0,8). 0,95 0,860,61 1,99 74,93 B - C (0,4 + 0,8). 0,95 0,860 1,96 14,95 56,66 C - D (0,8). 0,95 0,860 1,31 16,6 37,97 PONTO SE A B C D TENSÃO (KV) 13,8 1,37 1,01 11,74 11,56
Perfil de Tensão: Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE Limite superior admissível Limite inferior admissível
Obter o Perfil de Tensão: Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE
Obter o Perfil de Tensão: Cálculo de Quedas de Tensão em SDEE Coeficiente Unitário de Queda de Tensão: k ( r.cos x l V esp (. sen).100 ) Tensão pontos de concentração de cargas: V i V 1 V SE ( acum (%) /100) Trecho L (km) Acum. (MVA) K Trecho (%) Acumulada (%) Tensão(kV) Corrente(A) I_carga(A) SE-1 4 0,350 1,077 1,439 1,439 13,60 15,3,1 1-6 0,300 1,077 1,850 3,89 13,35 13,11 3,4-3 5 0,150 1,4990 1,14 4,413 13,19 6,60 1,09 3-4 4 0,070 1,4990 0,40 4,833 13,13 3,08 1,10 4-5 4 0,045 1,4990 0,70 5,10 13,10 1,98 1,98-6 5 0,075 1,4990 0,56 3,851 13,7 3,7 1,31 6-7 0,045 1,4990 0,135 3,986 13,5 1,96 1,31 7-8 3 0,015 1,4990 0,067 4,053 13,4 0,65 0,65 3-9 6 0,055 1,4990 0,495 4,908 13,1,4 1,3 9-10 5 0,05 1,4990 0,187 5,095 13,10 1,10 1,10
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