Compensação de Sistemas Elétricos ( Módulo 2 Regulação de Tensão ) Luís Carlos Origa de Oliveira
Regulação de Tensão ( Regime Permanente )
Causas e Efeitos Aumento da carga Aumento da queda de tensão
Tensão em Regime Permanente IEEE 1159 / 1995 Controle da 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, e que podem ser corrigidas com a utilização de banco de capacitores e/ou reguladores. São causadas por variações de cargas no sistema ou eventos e, inclusive, podem ser resultado de má operação de bancos de reguladores ou de capacitores. 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 ) ( Tensão Crítica inferior ) ( Limite inferior de Tensão Precária )
Resolução ANEEL 505 /2001 Dentre os aspectos que são regulados e fiscalizados pela ANEEL está o NÍVEL DE TENSÃO em Sistemas de Distribuição de Energia (SDE). NÍVEL DE TENSÃO : Inicialmente regulado pela Resolução ANEEL 505 de novembro de 2001, a qual estabelecia as disposições relativas à conformidade dos níveis de tensão de energia elétrica em regime permanente. PRODIST-2012 / Módulo 8 (alterações): Revogação das Resoluções nº 24/2000, nº 505/2001 e nº 520/2002; novos critérios para formação de conjuntos de unidades consumidoras; novos limites dos indicadores de continuidade individuais.
Resolução ANEEL 505 /2001 Resolução ANEEL 505/2001 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 505/2001 e ProDist/Módulo 8 Pontos de entrega em Tensão superior a 1kV e inferior a 69kV
Resolução ANEEL ( Baixa Tensão) Resolução ANEEL 505/2001 e ProDist/Módulo 8
Resolução ANEEL Resolução ANEEL 505/2001 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: 12 bits; Precisão : 1%. Protocolo de medição: Índices: Leituras: 1008 (mil e oito) leituras válidas ( 60min/10min * 24h * 7dias) Período de integralização: 10 minutos (consecutivos). Calculo de RMS : janelas sucessivas de doze a quinze ciclos (0,2 a 0,25 seg.) 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 2.13.1)
Cálculo de Quedas de Tensão em SDE 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. ( diferentes patamares de carga). Cálculos Simplificados ( cargas máxima e mínima ).
Cálculo de Quedas de Tensão em SDE Redução do Sistema: Sistema Elétrico Completo Fonte (SE) Concentração de Cargas Fonte (SE) Ramal principal
Cálculo de Quedas de Tensão em SDE Redução do Sistema / Concentração de cargas: Fonte (SE) Redução do sistema Si - Pontos de concentração de cargas
Cálculo de Quedas de Tensão em SDE Método dos Coeficientes Unitários V ( R l j. X l ) ( I.cos j. I. sen) ( r.cos x. sen). I.. V (%) l V esp 3.100 V (%) ( r.cos x l V esp. V. sen). S l R. 3..100 V R.I.cos X.I.sen ( r.cos x. sen).100 V (%). S3. l 2 ( V ) esp VS V V(%) V S R.100 ( R.cos X.sen ).I V(% ) l V 3 esp Valor especificado de linha.100 Coeficiente unitário de queda de tensão ( r.cos x k l ( V esp. sen).100 V (%) k. S3. ) 2
Cálculo de Quedas de Tensão em SDE Determinação de k Dm x l 28,935.10 4. f. log Ds 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 SDE Sistema com carga distribuída Considerar: Densidade de carga por quadrícula ( MVA/km 2 ); 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 SDE 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 2 2 V(% ) k.dh 2 2 Dh k. 2 ST k.. 2
Carga crescente ou decrescente: Cálculo de Quedas de Tensão em SDE 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 2 h 2 ).2.dx k.d..h x 2 h.dx V(% ) 0 k.d..h x 2 h.dx V(% ) k.dh 3 2.2 2Dh k. 3 2S k.. 3 T
Cálculo de Quedas de Tensão em SDE Procedimento sistematizado para cálculo das quedas de tensão: Quedas de tensão por trecho: V SE 1 k1. 1 S.( S1 S2 S3 4 ) Coeficiente unitário no trecho i : V1 2 k2. 2 S V.( S2 S3 4 2 3 k3. 3 S.( S3 4 ) ) k i ( r i.cos x i ( V i l esp. sen ).100 ) 2 i V 3 4 k4. 4.( S4 ) Quedas de total até o ponto remoto: V V V V V SE4 SE1 12 23 34
Cálculo de Quedas de Tensão em SDE 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 ΔV1-2 1 2 S T1 S 1 S 2 S 3 S 4 S T 2 S2 S3 S4 k 1 k 2 k1.s T1. 1 k2.st 2. 2 k.s k1.s T1. 1. k.s 1 T1 1 2 T 2 2. S S T1 3 T 2 3 V. V. esp esp ΔV2-3 3 S T 3 S 3 S 4 k 3 k3.st 3. 3 ΔV3-4 4 S T 4 S 4 k 4 k4.st 4. 4 Tensões nas barras: PONTO SE 1 2 3 4 TENSÃO (KV) V esp V V V 1 esp SE1 V2 V1 V1 2 V3 V2 V23 V4 V3 V3 4
Perfil de Tensão Cálculo de Quedas de Tensão em SDE PONTO SE 1 2 3 4 TENSÃO (KV) V esp V V V 1 esp SE1 V2 V1 V1 2 V3 V2 V23 V4 V3 V3 4
Cálculo de Quedas de Tensão em SDE Perfil de Tensão: 2 CAA K1 = 0.803 %/MVA.km 4 CAA K2 = 0.860 %/MVA.km Tensão na Subestação: 13,8 kv Fator de demanda : 0,45 TRECHO COMP. (km) CARGA ACUMULADA (MVA) K TRECHO (%) ACUMULADA (%) CORRENTE (A) PONTO SE 4 3 2 1 TENSÃO (KV)
Cálculo de Quedas de Tensão em SDE Andradina SE 1 2 3 4 5 6 7 3 Km 2 Km 7 Km 4 Km 1,2 Km 4 Km 4,2 Km Castilho Pontal Junqueira Trecho Carga (MVA) CARGA MÁXIMA EM 1998 Comprimento (Km) K (MVA.Km) -1 V% V% Acumulado Corrente (A) SE 1 1,648 3,0 0,414 2,046 2,046 135,669 1 2 1,342 2,0 0,414 1,111 3,157 110,504 2 3 1,246 7,0 0,414 3,610 6,767 102,590 3 4 1,211 4,0 0,414 2,005 8,772 99,713 4 5 0,642 1,2 0,414 0,319 9,091 52,882 5 6 0,204 4,0 0,414 0,338 9,429 16,809 6 7 0,126 4,2 0,414 0,219 9,648 10,373 Trecho Carga (MVA) CARGA MÍNIMA EM 1998 Comprimento (Km) K (MVA.Km) -1 V% V% Acumulado Corrente (A) SE 1 0,604 3,0 0,414 0,750 0,750 43,841 1 2 0,492 2,0 0,414 0,407 1,157 37,964 2 3 0,457 7,0 0,414 1,324 2,481 35,286 3 4 0,444 4,0 0,414 0,735 3,216 34,280 4 5 0,235 1,2 0,414 0,117 3,333 18,189 5 6 0,075 4,0 0,414 0,124 3,457 5,783 6 7 0,046 4,2 0,414 0,080 3,537 3,553 Índice de crescimento de 8% ao ano Fonte: SE/Andradina 138kV/11,4kV Linha: 3# 4/0 CAA Fator de Demanda C máxima : 0,289 Fator de Demanda C mínima : 0,106 Ponto Carga Total Instalada 1 1060,0 kva 2 332,5 kva 3 120,0 kva 4 1970,0 kva 5 1515,0 kva 6 270,0 kva 7 435,0 kva
Cálculo de Quedas de Tensão em SDE Andradina SE 1 2 3 4 5 6 7 3 Km 2 Km 7 Km 4 Km 1,2 Km 4 Km 4,2 Km Castilho Pontal Junqueira
Luís Carlos Origa de Oliveira origa@dee.feis.unesp.br