Mitigação de VTCDs (AMTs) Universidade Federal de Itajubá Grupo de Qualidade da Energia - GQEE Professor: José Maria Carvalho Filho jmaria@unifei.edu.br
Sensibilidade dos Equipamentos
Topologia SEI - Típico
Curva- CBEMA
Curva- ITIC
Curva- SEMI 47
Sensibilidade - Contatores
Sensibilidade - CLPs
Sensibilidade AVVs (ASDs)
Mitigação de AMTs
Filosofia - Mitigação AMTs Medidas Preventivas / Corretivas Diminuir a severidade do afundamento de tensão (concessionária) Redução da magnitude» Reconfigurar o sistema elétrico Redução da duração» Ajustes de proteção» Disjuntores mais rápidos
Filosofia - Mitigação AMTs Medidas Preventivas / Corretivas Diminuir a severidade do afundamento de tensão (concessionária) Reduzir o n o de ocorrências» Práticas de projeto» Práticas de manutenção» Poda de árvores nas LDs» Limpeza na faixa de servidão LTs» Pára-raios de LTs (exemplo: Cemig)» Campanhas de conscientização contra queimadas, vandalismo, etc...
Filosofia - Mitigação AMTs Medidas Preventivas / Corretivas Diminuir a sensibilidade dos equipamentos (Fabricantes) Fontes internas de equipamentos microcomputadores vídeos relógios digitais, etc. Acionamentos mais robustos (ride through systems- RTS) Diminuir a sensibilidade dos processos (Consumidor) Conscientização do pessoal de engenharia do consumidor...
Filosofia - Mitigação AMTs Instalar condicionadores de energia e outros equipamentos UPS Estáticos Cargas prioritárias Alimentação de CLPs Alimentação de sistemas de controle Alimentação da bobinas de contatores, relés auxiliares UPS- Rotativos Cargas prioritárias DVRs RTS
Filosofia - Mitigação AMTs Medidas Preventivas / Corretivas Conclusões: Solução conjunta - Concessionária - Fabricante - Consumidor - Instituições de pesquisa Análise de Custo Beneficio
Filosofia - Mitigação AMTs
Ações no Sistema do Consumidor
Estabilização da Tensão de Comando Exemplo- Comando de MITs em BT
Estabilização da Tensão no Circuito de Potência (Sem armazenamento de energia)
Tap Transformadores Comutação sob carga eletromecânico: Tempo de operação muito lento e incompatível para mitigar AMTs.
Mudança Eletrônica de Taps Tempo de operação é de 1 a 1,5 ciclos, e não mitiga AMTs abaixo de 0,8 p.u.
Chave de Transferência Break Before Make - BBM Desconecta-se a fonte original antes da transferência Make Before Break - MBB não se desconecta a fonte original antes da transferência. Ocorre paralelismo momentâneo entre as fontes
Chave de Transferência Transferência síncrona: Ambas as fontes estão em fase ou com uma diferença angular menor que 30. Tempo de transferência da ordem de 4 ms. Transferência assíncrona: As fontes não estão em fase ou com uma diferença angular maior que 30. É necessário atrasar a transferência em cerca de 8-10 ms.
Chave de Transferência Transferência síncrona: A transferência é feita com um tempo de comutação, em torno de 4 ms.
Estabilização da Tensão no Circuito de Potência (Com armazenamento de energia)
UPS-Rotativo Mitiga AMTs, tempo de transferência zero... 4 2 3 1
UPS-Rotativo Motor e gerador num único equipamento: máquina síncrona
UPS- Dupla conversão on-line Operação pela rede
UPS- Dupla conversão on-line Operação pela bateria
UPS- Dupla conversão on-line Proteção contra vários distúrbios de QEE, inclusive VTCDs; Tempo de transferência igual a zero. A autonomia das baterias para mitigar AMTs pode ser menor, por exemplo, 1 minuto.
Complementação da Tensão no Circuito de Potência (Com armazenamento de energia)
DVR Instalação de Restaurador Dinâmico de Tensão
DVR Funcionamento
Cargas Sensíveis DVR O primeiro DVR foi instalado em uma planta industrial em 1996 nos EUA; O Restaurador Dinâmico de Tensão (DVR) é conectado em série com as cargas sensíveis e compensa afundamentos de tensão;
2. O Restaurador Dinâmico de Tensão (DVR) DVR O DVR é um equipamento baseado em eletrônica de potência; Geralmente, possui um capacitor em corrente contínua como forma de armazenamento de energia;
DVR Funcionamento ODVRinjetatensões de módulo e ângulo controlados através de um transformador conectado em série com a carga sensível; As tensões são geradas, a partir da energia armazenada no banco de capacitores do elo CC, utilizando a técnica de modulação por largura de pulso (PWM);
Vantagens DVR Aplicação do DVR: É um equipamento projetado para atender cargas da ordem de2mva; Apresenta tempo de resposta compatível com a sensibilidade da carga, da ordem de 2 a 3 milissegundos; Custo elevado...
2. O Restaurador Dinâmico de Tensão (DVR) DVR - Topologias
2. O Restaurador Dinâmico de Tensão (DVR) DVR - Topologias Diagrama unifilar do DVR
2. O Restaurador Dinâmico de Tensão (DVR) DVR - Topologias
2. O Restaurador Dinâmico de Tensão (DVR) DVR - Topologias
2. O Restaurador Dinâmico de Tensão (DVR) DVR - Topologias Armazenadores primários: Baterias Volantes de inercia
Vantagens DVR Aplicação do DVR: Mitigam AMTs na faixa de 50-80%.Para AMTs abaixo de 50%, a relação custo benefício fica inviável. Não mitigam IMTs; Tem potência reduzida, normalmente uma fração da potência da carga protegida;
Vantagens DVR Gráfico de frequência acumulada da magnitude de AMTs
Vantagens DVR Gráfico de frequência acumulada da duração de AMTs
Vantagens DVR Gráfico de frequência acumulada da duração de AMTs
3. Modelagem do DVR DVR O DVR tem por objetivo restaurar a tensão, tanto em em módulo como em ângulo.
DVR Planta Industrial na região metropolitana de Curitiba-PR
DVR Dados da Planta Industrial Característica Valor/Descrição Potência Aparente [kva] 600 Potência Ativa [kw] 540 Fator de Potência 0,9 Sistema de Alimentação[kV] 13,8 (delta) Número de alimentadores 1
DVR Dados dos Afundamentos de Tensão da Planta Amplitude (pu) Ocorrência/Ano(%) 0,70-0,90 50 0,50-0,70 25 0,30-0,50 20 Abaixo de 0,30 5
DVR O equipamento DVR deve ser especificado de modo a atender a carga do consumidor (600 KVA) Deve ser capaz de corrigir os afundamentos de tensão com até 12 ciclos de duração (200 ms), e que tenham tensão residual de até 50%.
DVR DVR Especificado Característica Valor/Descrição Tensão Nominal de entrada Classe 15 [kv] Tensão nominal de saída Classe 15 [kv] Nível básico de impulso NBI 95 [kv] (entrada) Carga nominal máxima [kva] 600 Eliminação de afundamentos até 0,50 [pu] Corrente suportável de curta 8 duração [ka] Eficiência [%] 98 Tempo de resposta [ms] <2
DVR Comportamento do DVR frente a um afundamento ocorrido na fase C.
DVR Comportamento do DVR frente a uma seqüência de AMTs devido a religamentos na rede.
DVR Tensão fornecida à carga:
F I M