ESTUDOS PARA INSERÇÃO DE UMA USINA TERMELÉTRICA A CICLO COMBINADO EM UM SISTEMA DE POTÊNCIA CARLOS H. C. GUIMARÃES, LUCAS N. C. C. GUIMARÃES Departamento de Engenharia Elétrica, Univeridade Federal Fluminene Rua Pao da Pátria, 56, ala 509, Bloco D, São Domingo, 2420240, Niterói, RJ, Brail Email: chcg@vm.uff.br, lnccg9@gmail.com Abtract The epanion of an electric power ytem i aociated to the ocioeconomic development of a country over the year. In mot countrie where the retructuring of the electrical ector took place, thi epanion wa hown to be ignificant, aiming to interconnect the ytem region. Due to thi objective, difficultie in different degree of compleity arie, demanding even more detailed tudie of the electrical ytem. Therefore, the preoperational tudie become eential to verify the impact caued by the inertion of new intallation, mainly power plant, beide eamining effect that may limit the full electrical network uage in dynamic tate. The focu of thi paper i the electromechanical tability tudie, where analyi of the ytem dynamic performance i conducted when the inertion of a thermoelectric power plant in combined cycle i done, aeing the proper behavior of the control ytem. Keyword preoperational tudie, electromechanical tability, thermal power plant in combined cycle, dynamic and control. Reumo A epanão de um itema elétrico de potência etá aociada ao deenvolvimento ocioeconômico de um paí ao longo do ano. Na maioria do paíe onde houve a reetruturação do etor elétrico, ea epanão e motrou de forma epreiva, com o objetivo de interligar de forma egura e confiável o itema regionai. Com ete objetivo urgem dificuldade de divero nívei de compleidade, eigindo etudo cada vez mai detalhado do itema elétrico. Aim, o etudo préoperacionai torname fundamentai para verificação do impacto cauado pela inerção de nova intalaçõe, principalmente a de geração, além de eaminar o efeito que poam er limitante para a plena utilização da rede elétrica em regime dinâmico. O foco dee trabalho etá no etudo de etabilidade eletromecânica, onde ão realizada análie do deempenho dinâmico do itema elétrico quando é feita a inerção de uma Uina Termelétrica a ciclo combinado, avaliando o comportamento adequado do itema de controle. Palavrachave etudo préoperacionai, etabilidade eletromecânica, termelétrica a ciclo combinado, dinâmica e controle. Introdução Com o crecimento econômico de um paí, o eu itema elétrico também é obrigado a crecer, em tamanho e compleidade, com conequente aumento do rico de falta de uprimento de energia elétrica. A deregulamentação do etor elétrico na grande maioria do paíe indutrializado vem forçando uma competição econômica pelo mercado de energia elétrica, fazendo com que a ua operação fique cada vez mai próima do eu limite de etabilidade (Guimarãe, 2003). Na epanão de um itema elétrico teme a introdução de nova intalaçõe, tai como: uina geradora, linha de tranmião, ubetaçõe, equipamento de controle e proteção, etc. Sempre que uma nova intalação etá para er colocada em operação comercial, ante e deve avaliar o impacto dela no itema elétrico de potência, atravé de imulaçõe dinâmica de poívei ocorrência. O foco dee trabalho é apreentar a imulaçõe do comportamento dinâmico de um itema elétrico como parte integrante do etudo préoperacionai que devem er realizado, atendendo o procedimento de rede do Operador Nacional do Sitema Elétrico ONS, no que diz repeito à entrada em operação de uma nova uina termelétrica em ciclo combinado. 2 Sitema Elétrico de Potência Um itema elétrico de potência engloba toda a cadeia de energia elétrica, dede a geração, paando pela tranmião e ditribuição ao centro conumidore. A geração de energia elétrica poui divera forma de fonte de produção. A forma mai utilizada no Brail é proveniente do aproveitamento da energia hidráulica do rio, onde a água é repreada e a ua energia potencial é tranformada em energia mecânica na pá da turbina e, então, é tranformada em energia elétrica, atravé de indução eletromagnética. A egunda forma mai utilizada é a proveniente da energia térmica, onde algun tipo de turbina ão uado, endo acoplada ao eio do gerador elétrico. Turbina a vapor ão uada em termelétrica onde o combutível para produção do calor é o óleo ou o urânio enriquecido. Uina termelétrica mai moderna utilizam turbina a gá natural em conjunto com turbina a vapor, para aumentar a ua eficiência energética, endo denominada por ciclo combinado. Outra fonte de energia etão ganhando força gradativamente, uando a energia do vento ou a energia do olar. A tranmião é reponável por levar a energia elétrica da uina até o centro conumidore, onde pouem parte indutrial, comercial e reidencial.
Quando a energia tranmitida é em grande ecala, elevae a tenão de operação, por quetõe econômica e fíica, e pode er feita em corrente contínua ou alternada. A corrente alternada é a mai utilizada por er mai barata, porém a corrente contínua tornae mai competitiva para tranmião a longa ditância e em grande ecala. Podemo citar o cao da tranmião da energia gerada na UHE Itaipu, onde a ditância é de aproimadamente 800 km e a potência tranmitida de 6000 MW em cada tronco de CA e CC, apreentandoe amba economicamente viávei e competitiva. A eletricidade é tranportada atravé de cabo aéreo, fiado em grande torre metálica. Também a tranmião engloba outro equipamento, como tranformadore elevadore e equipamento de medição, controle e proteção da rede elétrica. Chegando ao grande centro, a tenão de operação é reduzida para que a energia poa er ditribuída com egurança ao conumidore. A ditribuição e caracteriza pela entrega da energia a um uuário final geralmente de menor ecala e, por ee motivo, é muito ramificada, endo feita por cabo aéreo uportado por pote ou por cabo ubterrâneo em duto. Aim como na tranmião, a ditribuição poui tranformadore abaiadore da tenão e equipamento de medição, controle e proteção. 2. Geradore Síncrono O geradore íncrono ão máquina converora de energia mecânica em energia elétrica. Em conjunto com a máquina primária, chamada de turbina, forma a unidade geradora. Um gerador íncrono é compoto por dua parte, o rotor e o etator. O rotor é compoto por um núcleo de material ferromagnético, olidário ao eio da máquina e envolto por enrolamento condutore. O etator, também contituído de material ferromagnético, é a parte fia da máquina, montada ao redor do rotor e envolta por enrolamento condutore. O rotor e o etator da máquina ão laminado para minimizar a perda produzida por corrente de fuga e corrente paraita, oriunda da variação do fluo magnético produzido pelo enrolamento do rotor (Silva, 202). O gerador é dito íncrono, quando a velocidade elétrica do rotor é a mema que a frequência do etator/rede elétrica, em regime permanente. Com io, o campo magnético aociado a ambo o enrolamento e movimentam na mema velocidade, chamada de velocidade íncrona, não havendo movimento relativo entre ele em regime permanente. A força envolvida no proceo de geração de energia atuam no rotor do gerador, conforme é motrado na figura. O torque mecânico provém da força motriz, reponável por girar a turbina e movimentar o campo magnético do rotor. A carga é reponável por gerar o torque elétrico que deve e igualar ao torque mecânico em etado de regime permanente (Guimarãe, 2003). Figura. Rotor de um gerador. Onde: T m torque mecânico, em pu; T e torque elétrico, em pu; T d torque de amortecimento, em pu; velocidade angular do rotor, em pu; aceleração angular do rotor, em pu; ângulo de carga do gerador, em rad. A energia mecânica que é tranmitida ao eio do gerador é produzida por uma força motriz aplicada na turbina. O movimento de rotação produzido pela energia mecânica faz girar o campo magnético gerado pela corrente de ecitação, localizada no enrolamento de campo. A interação dee campo com o campo magnético produzido no etator gera uma variação de fluo magnético e, conequentemente, uma tenão induzida no terminai do enrolamento de armadura. Ea tenão é equacionada pela Lei de Faraday (Chapman, 20), a eguir: d e ind N dt Onde: e ind tenão induzida, em Volt; N número de epira do enrolamento; fluo magnético, em Weber. O inal negativo da equação devee ao fato da tenão induzida e opor à variação de fluo magnético, obervado pela Lei de Lenz (Chapman, 20). A tenão induzida no interior da máquina não é a tenão diponível no terminai da mema. Io e deve, primeiramente, à reação da armadura, que ocorre quando a corrente flui no enrolamento de armadura gerando um campo magnético que altera a tenão induzida. Outro fator que contribui para a alteração da tenão é a indutância própria do enrolamento de armadura (Chapman, 20). Logo, é precio coniderar ee fenômeno para analiar o comportamento de um gerador. Ea análie pode er feita a partir do circuito equivalente motrado na figura 2.
r a X S V t 0 o T m T d T e T a 2H o D Figura 2. Circuito equivalente do gerador. Para a potência ativa gerada pela máquina é dada por: Ei Vt en Pe X Onde P e é potência ativa fornecida, E i é a tenão interna, V t é a tenão terminal, é o ângulo de carga e X é a reatância íncrona. A tenão induzida tem forma enoidal, portanto, poui uma frequência elétrica. Como eitem limitaçõe fíica para a velocidade angular do rotor, para e atingir a frequência elétrica do etator é neceário que e faça uma compenação atravé do aumento do número de polo do rotor (Chapman, 20). Sendo aim, a velocidade de rotação mecânica pode er eprea pela equação a eguir: 20 f n e p Onde: n velocidade íncrona de rotação, em RPM; f e frequência elétrica no etator, em Hz; p número de polo do rotor. Cada componente de um itema elétrico é projetado para aumir determinada funçõe em condiçõe operativa egura. No cao do geradore, eitem elemento de proteção que o preervam, mantendo a integridade fíica do enrolamento e o incronimo com o itema elétrico. O elemento de proteção do gerador etão relacionado à limitaçõe de máima e mínima corrente de campo, limite de etabilidade, limite de máima corrente no etator e preervando a relação V/Hz (enlace de fluo magnético) dentro de determinado limite (Guimarãe, 2003). Por e tratar de uma Uina Termelétrica a ciclo combinado, foi utilizado o modelo de máquina íncrona de rotor cilíndrico, repreentado por um enrolamento de campo e doi enrolamento amortecedore. A figura 3 motra o diagrama da equaçõe de ocilação do rotor, a figura 4 apreenta a equaçõe elétrica do eio direto e a figura 5 apreenta o diagrama para equaçõe elétrica do eio em quadratura. Figura 3. Diagrama da equaçõe de ocilação eletromecânica. Onde: H contante de inércia do grupo geradorturbina; D contante de amortecimento; T e torque elétrico aociado à potência ativa; T m torque mecânico no eio; T a torque de aceleração; devio da velocidade angular; o velocidade íncrona; ângulo de carga da máquina. d ' =Eq ' / fd=efd/ T ' do Lq Ll Ld Ll : Satd den num curva de aturação Ld L ' d L ' d Ll " = E " / d=eq/= LadIfd= (LdLl) Ifd Ld Ll Ld L ' d L " d Ll L " d Ll L ' d Ll T " do L ' d L " d Figura 4. Diagrama da equaçõe elétrica do eio direto. Satq : den num T ' qo Lq L ' q L ' q Ll curva de aturação q ' =Ed ' / Lq Ll Lq L ' q " = E " / L " q Ll L " q Ll L ' q Ll T " qo L ' q L " q Iq Id d " =Eq " / q " =Ed " / Figura 5. Diagrama da equaçõe elétrica do eio em quadratura.
2.2 Regulador de tenão e ecitatriz A função do regulador de tenão não é apena controlar a tenão, poi fazendo io, a etabilidade eletromecânica do gerador fica mantida atravé do controle do eu coeficiente de potência incronizante. O regulador poui um valor de referência ajutado para fazer com que a tenão controlada iga o eu valor, elevando ou reduzindo automaticamente a corrente de ecitação do gerador. A figura 6 apreenta o modelo do regulador de tenão e itema de ecitação utilizado no geradore da nova intalação de geração. Tratae do modelo Tipo ST4B padronizado pelo IEEE (IEEE, 2006). VT IFD Vref VUEL VRma KIR KPR VOEL VPSS VRmin KC KP num VE / den IN FEX VR TA IN FEX 8 KG VMma KIM KPM VMmin VBma VB VM Efd A figura 8 apreenta o modelo do limitador de ubecitação aplicado no itema de ecitação da unidade geradora. A função dada por ponto repreenta a parte do diagrama de capacidade da máquina que engloba o limite de mínima ecitação e o limite de etabilidade para a tenão terminal de pu. Portanto, há neceidade de e fazer a correção dee limite com a tenão, cujo reultado erve de referência para a potência reativa gerada. Pe Vt 2 / Q P Qref Qe Kiu Kpu Tu Figura 8. Modelo do limitador de ubecitação. 2.5 Etabilizador de Sitema de Potência VUEL O etabilizador de itema de potência (PSS Power Sytem Stabilizer) é utilizado para amortecer a ocilaçõe eletromecânica do rotor e melhorar a incronização do geradore, atravé do controle da ua ecitação utilizando inai adicionai de etabilização (Kundur, 994). O PSS é incluído no regulador de tenão, modulando o valor da tenão para aumentar o conjugado de amortecimento e de incronimo (Guimarãe, 2003). A figura 9 apreenta o modelo de etabilizador de itema de potência aplicado no regulador de tenão da unidade geradora. Tratae do modelo Tipo PSS2B padronizado pelo IEEE (IEEE, 2006), cujo inal de controle é derivado da intetização da integral da potência de aceleração da máquina. 0 Vref Figura 6. Modelo do regulador de tenão. 2.3 Limitador de obrecitação O limitador de obrecitação é utilizado para evitar obrecarga no enrolamento de campo do gerador. A ua função é evitar o deligamento da máquina por atuação da proteção e jamai deve ubtituir a função do relé de proteção (Guimarãe, 2003). A figura 7 apreenta o modelo do limitador de obrecitação aplicado no itema de ecitação da unidade geradora, com quatro nívei, com a repectiva temporizaçõe ditinta arbitrada. t Ifd hold=0 IfdN 0,5 ACUM reet inic=0 temp OET OET2 OET3 OEI OEI2.GT..GT..GT. OEI3 OEI4 = 0 > 0 cont = 0 > 0 cont3 cont2 OE OEI3 OE3 = 0 > 0 Figura 7. Modelo do limitador de obrecitação. ret Ki.NOT. 2.4 Limitador de ubecitação OE2 OEI3 OE4 = 0 > 0 IOEL Ifd Kio Kpo To 0 Vref VOEL Pe TW TW TW3 TW3 TW2 TW2 KS2 T7 KS3 T8 T9 KS T9 T T2 T9 T9 Figura 9. Modelo do inal etabilizador. 2.6 Regulador de velocidade e turbina T9 T3 T4 Vmin Vma VPSS A função do regulador de velocidade em cada unidade geradora é realizar o controle primário de velocidade, correpondente à mudança na potência demandada pelo itema. O controle primário de velocidade altera o torque mecânico do gerador de maneira que não haja deequilíbrio entre o torque mecânico e o torque elétrico, ocaionado por uma mudança na carga. A figura 0 e apreentam o modelo do reguladore de velocidade e turbina utilizado na unidade a gá e a vapor, repectivamente. ref Kc Ti Ti R 3,3 450 950 0,,5 TR Temp 0,5 0,77 Pm 2 5 Pbt Pbg 0,23 F F = TR 700Wf 550 50 TR = 900 o F 0,05 0,4 F2 =,3Wf2 0,5 0,20 F2 e 0, e 0,2 Wf 0, Wf2 Figura 0. Modelo do regulador de velocidade e turbina a gá.
R Pmg K NU T Gerador de Vapor T2 T3 Pref TG TCH Pdown Pup FHP TRH FIP TCO Figura. Modelo de regulador de velocidade e turbina a vapor. O modelo motrado na figura 0 é conhecido como modelo de Rowen (Rowen, 983). Pmin Pma PGV 3 Sitema Elétrico Simulado O itema elétrico imulado, apreentado na figura 2, é contituído de quarenta e dua barra, com doze barra contendo centrai elétrica e dezenove contendo carga, com a energia elétrica gerada endo tranportada para a carga atravé de linha aérea de tranmião e tranformadore com a função de elevar ou abaiar adequadamente o nívei de tenão, endo algun dele dotado de dipoitivo de comutação em carga, para ajudar no controle da tenão (Guimarãe, 203). Na barra 8 foi introduzida uma uina termelétrica a ciclo combinado (gávapor) para melhorar qualidade e aumentar a confiabilidade da energia elétrica entregue à carga. Eta uina é contituída de 2 geradore de 24 MVA cada, movido por uma turbina a gá, e por um gerador de 230 MVA, movido por 3 turbina a vapor, com o repectivo tranformadore elevadore. 37 26 29 38 FLP Pbt Pbg Pmec Para io, foram aplicado evento que ecitam cada um dele. 3. Degrau na referência do RAT Neta imulaçõe foram aplicado degrau de ±5% na tenão de referência do regulador automático de tenão (RAT) da máquina, com eta em vazio, ou conectada ao itema elétrico. Para a imulação em vazio foram aplicado degrau de 5% em t=, de 5% em t= e t=2, e novamente 5% em t=3. A figura 3 motra o comportamento da tenão terminal do geradore com turbina a gá e a vapor, em vazio. Pode er obervado que o reguladore de tenão repondem adequadamente à variaçõe impota na repectiva referência, com repota imilare.,06,04,02,00 0,98 0,96 0,94 0 0 20 30 40 Figura 3. Tenão terminal do geradore em vazio. Com a máquina conectada ao itema foram aplicado degrau de 5% em t= na máquina com turbina a gá e a vapor. A figura 4 motra o comportamento da tenão terminal do geradore com turbina a gá e a vapor, conectado ao itema. Também podem er obervada repota imilare à obtida com o geradore em vazio, porém com menor overhoot. 39 2 25 8 7 27 28 24 23 36,0,08 3 2 6 30 4 22,06 40 5 3 4 5 35,04 9 6 7 2 33 9 20,02 0 4 8 2 6 20 8 3 34 Figura 4. Tenão terminal do geradore conectado ao itema. 4 42 0 32 Figura 2. Sitema Elétrico de Potência utilizado na imulaçõe. A imulaçõe foram eecutada com o Programa de Análie de Tranitório Eletromecânico ANATEM, de propriedade do CEPEL Centro de Pequia de Energia Elétrica, cujo objetivo é de avaliar o comportamento dinâmico do itema de controle da uina termelétrica em ciclo combinado, obervando alguma variávei de cada regulador. 3.2 Curtocircuito Neta imulação foi aplicado curtocircuito monofáico na barra 8, próimo à unidade geradora. Para io, foi chaveado na barra um reator de 5000 Mvar, durante 200 miliegundo. A figura 5 e 6 motram o comportamento da tenão terminal do geradore com turbina a gá e a vapor, repectivamente, em e com o etabilizadore. Durante o defeito a tenão cai e apó o defeito o itema de ecitação reponde trazendo de volta a tenão para o eu valor inicial. Uma ligeira modula
ção da tenão terminal é notada, com a finalidade de amortecer a ocilaçõe eletromecânica. 400 360, 320 280,0 240 200 0,9 60 0,8 0,7 0 2 4 6 8 0 Figura 5. Tenão terminal do geradore com turbina a gá. 20 0 2 4 6 8 0 Figura 9. Potência ativa do geradore com turbina a gá. 200 80, 60 40,0 20 00 0,9 80 0,8 0,7 0 2 4 6 8 0 Figura 6. Tenão terminal do gerador com turbina a vapor. A figura 7 e 8 motram o comportamento da frequência do geradore com turbina a gá e a vapor, repectivamente, em e com o etabilizadore. Pode er obervado que o etabilizadore ajudam no amortecimento da ocilaçõe eletromecânica. 60,3 60,2 60, 60 0 2 4 6 8 0 Figura 20. Potência ativa do gerador com turbina a vapor. 3.3 Perda de uma unidade com turbina a gá Neta imulação foi coniderada a perda de uma unidade com turbina a gá, para contatação da redução da potência na unidade com turbina a vapor. A figura 2 motra a potência mecânica da turbina a vapor caindo em função da perda de uma unidade com turbina a gá. A potência total do gerador a gá inicialmente é reduzida à metade com a perda de uma unidade e depoi é aumentada para uprir a carga do itema, chegando ao eu limite. Com ee aumento, a potência da unidade a vapor também aumenta. 60,0 270 230 59,9 0 2 4 6 8 0 Figura 7. Frequência do geradore com turbina a gá. 90 50 Gá 60,3 0 Vapor 60,2 60, 70 0 40 80 20 60 200 240 280 320 360 Figura 2. Potência mecânica no eio do geradore. 60,0 59,9 0 2 4 6 8 0 Figura 8. Frequência do gerador com turbina a vapor. A figura 9 e 20 motram o comportamento da potência ativa total do geradore com turbina a gá e a vapor, repectivamente, em e com o etabilizadore. Também pode er obervado que o etabilizadore melhoram o amortecimento da potência elétrica reduzindo o tempo para atingir eu valor inicial. 3.4 Tete com o limitadore de obrecitação Para forçar a atuação do limitadore de obrecitação foi chaveado um reator de 400 Mvar na barra da unidade a gá e um reator de 200 Mvar na barra da unidade a vapor. A figura 22 e 23 motram o gráfico para comparação da tenõe terminai com e em a atuação do repectivo limitadore. Podee notar a redução da tenão terminal para diminuir a corrente de ecitação do geradore, trazendoa para valore deejávei, em rico de queima do enrolamento de campo.
,04,02,00 0,98 0,96 0,94 0,92 0,90 0 4 8 2 6 20 Figura 22. Tenão terminal do geradore com turbina a gá.,04,02 A figura 26 motra o comportamento da corrente de ecitação do geradore com turbina a gá. Pode er obervado um aumento acentuado no eu valor para atender à neceidade de reativo para recuperação da tenão, atingindo o divero nívei térmico do enrolamento do rotor (valor nominal de,5674 pu). Apó um tempo, com a atuação do limitador de obrecitação, o eu valor é reduzido para não comprometer a ua integridade fíica, admitindoe uma obrecarga de 2% em regime permanente. Ea figura motra ainda como eria o comportamento da corrente de ecitação em coniderar a atuação do limitadore de obrecitação. 2,8,00 2,6 Valor atual em limitador 0,98 2,4 0,96 2,2 Valor de referência 2,0 Valor atual com limitador 0,94,8 0,92,6 0,90 0 4 8 2 6 20,4,2 Valor nominal Figura 23. Tenão terminal do gerador com turbina a vapor. A figura 24 motra o comportamento da potência reativa total do geradore com turbina a gá, com e em limitador. Pode er obervado um aumento acentuado no eu valor na tentativa de recuperação da tenão. Apó um tempo, com a atuação do limitador de obrecitação, o eu valor é reduzido e e etabiliza em 303 Mvar. Sem o limitador o valor e etabiliza em 530 Mvar. 550 500 450 400 350 300 250 200 50 00 0 4 8 2 6 20 Figura 24. Potência reativa do geradore com turbina a gá. A figura 25 apreenta o comportamento da potência reativa do gerador com turbina a vapor, com e em limitador. Um aumento acentuado no eu valor na tentativa de recuperação da tenão é obervado. Com a atuação do limitador de obrecitação, o eu valor é reduzido e e etabiliza em 66 Mvar. Sem o limitador o valor e etabiliza em 265 Mvar. 300 250 200 50 00 50 0 4 8 2 6 20 Figura 25. Potência reativa do gerador com turbina a vapor.,0 0 4 8 2 6 20 Figura 26. Corrente de campo do geradore com turbina a gá. A figura 27 apreenta o comportamento da corrente de ecitação do gerador com turbina a vapor. Também é motrado como eria o comportamento da corrente de ecitação em coniderar a atuação do limitadore de obrecitação. Obervae um aumento acentuado no eu valor para atender à neceidade de reativo para recuperação da tenão, atingindo o divero nívei térmico do enrolamento do rotor (valor nominal de,5507 pu). Apó um tempo, com a atuação do limitador de obrecitação, o eu valor é reduzido para não comprometer a ua integridade fíica, admitindoe uma obrecarga de 2% em regime permanente. 2,6 2,4 2,2 2,0,8,6,4,2 Valor atual em limitador Valor de referência Valor nominal Valor atual com limitador,0 0 4 8 2 6 20 Figura 27. Corrente de campo do gerador com turbina a vapor. 3.5 Tete com o limitadore de ubecitação Para forçar a atuação do limitadore de ubecitação foi chaveado um capacitor de 400 Mvar na barra da unidade a gá e um capacitor de 200 Mvar na barra da unidade a vapor. A figura 28 e 29 motram o gráfico para comparação da tenõe terminai com e em a atuação do limitadore de ubecitação do geradore com turbina a gá e a vapor, repectivamente. Sem a atuação do limitador a tenão ficou regulada, porém aborvendo reativo além da ua capacidade, podendo
provocar a atuação equivocada do relé de perda de ecitação. A atuação do limitador de ubecitação permite que a tenão permaneça com valor mai alto do que o eu valor original, para proteger a máquina de poível perda de incronimo, de autoecitação, ou, como foi obervado no eemplo, da atuação indevida do relé de perda de ecitação. O ajute do controlador PI dee limitador deve er feito com ação mai rápida poível, poi o fenômeno de autoecitação é rápido.,3 60 30 0 30 60 90 20 50 80 20 240 0 4 8 2 6 20 Figura 3. Potência reativa do gerador com turbina a vapor.,2,,0 0,9 4 Concluão 0,8 0,7 0,6 0,5 0 4 8 2 6 20 Figura 28. Tenão terminal do geradore com turbina a gá.,3,2,,0 0,9 0,8 0,7 0 4 8 2 6 20 Figura 29. Tenão terminal do gerador com turbina a vapor. A figura 30 motra o comportamento da potência reativa total do geradore com turbina a gá, com e em limitador. Pode er obervada uma redução acentuada no eu valor na tentativa de recuperação da tenão. Apó um tempo, com a atuação correta do limitador de ubecitação, o eu valor e etabiliza em 35 Mvar. Sem o limitador o valor fica em torno de 300 Mvar. 20 50 20 90 60 230 300 370 440 50 580 0 4 8 2 6 20 Figura 30. Potência reativa do geradore com turbina a gá. A figura 3 apreenta o comportamento da potência reativa do gerador com turbina a vapor, com e em limitador. Uma redução acentuada no eu valor na tentativa de recuperação da tenão é obervada. Com a atuação do limitador de ubecitação, o eu valor e etabiliza em 66 Mvar. Sem o limitador o valor ocila em torno de 60 Mvar. Analiando o reultado da imulaçõe podee concluir que o modelo do controladore da unidade geradora da nova intalação de geração apreentaram um bom deempenho, não comprometendo a integridade do itema elétrico, etando pronta para a eecução do tete de campo para o eu comiionamento final. No tete para verificação da atuação do limitadore de obre e ubecitação foram obervado deempenho adequado, preervando o enrolamento de campo e a etabilidade da máquina. Apó ete etudo pôdee perceber como é importante fazer a avaliação prévia do comportamento dinâmico de um itema elétrico, ante da nova intalação er colocada em operação comercial. Referência Bibliográfica Chapman, S. J. (20). Electric Machinery Fundamental. 5 th Edition, McGrawHill, USA. Guimarãe, C. H. C. (2003). Simulação Dinâmica de Sitema Elétrico de Potência Coniderando o Fenômeno de Longa Duração. Tee de Doutorado, COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, RJ. Guimarãe, L. N. C. C. (203). Etudo para Inerção de uma Uina Termelétrica a Ciclo Combinado em um Sitema de Potência. Trabalho de Concluão de Curo, UFF, Niterói, RJ. IEEE (2006). IEEE Recommended Practice for Ecitation Sytem Model for Power Sytem Stability Studie. ANSI/IEEE Std 42.5 TM 2005, New York, NY, USA. Kundur, P. (994). Power Sytem Stability and Control. McGrawHill, USA. Rowen, W. I. (983). Simplified Mathematical Repreentation of HeavyDuty Ga Turbine. 28 th International Ga Turbine Conference and Ehibit, Journal of Engineering for Power, Tranaction of the ASME, Vol 05, pp. 865 869, Paper No. 83GT63, Phoeni, AZ, USA. Silva, R. P. (202). Dinâmica de Sitema Elétrico de Potência ob Condição de Ilhamento. Trabalho de Concluão de Curo, UFF, Niterói, RJ.