“ESTUDO DE ENERGIZAÇÃO DE BANCOS DE CAPACITORES DE

FL / GSI / 20
BELÉM – PA / BRASIL / 1997
GRUPO XI
GRUPO DE ESTUDO DE SOBRETENSÕES, COORDENAÇÃO DE ISOLAMENTO E INTERFERÊNCIAS (GSI)
“ESTUDO DE ENERGIZAÇÃO DE BANCOS DE CAPACITORES DE GRANDE PORTE REALIZADO NO
SIMULADOR DIGITAL EM TEMPO REAL (RTDS™) DE FURNAS UTILIZANDO DISJUNTORES COM
SINCRONIZADOR”
Paulo Cesar Fernandez *
Paulo Cesar V. Esmeraldo
Hélio Hayashi de Almeida
Eberth Antônio Piantino
Cesar Ribeiro Zani
Francisco M. Salgado Carvalho
Sérgio do Espírito Santo
Victor Alexandre B. França
José Mauro Feitosa Walmar Lacerda Kauss
Francisco A. Freitas
FURNAS CENTRAIS ELÉTRICAS S.A.
RESUMO
Este trabalho apresenta os resultados de estudo realizado
para avaliar os transitórios eletromagnéticos das manobras de
energização de bancos de capacitores de grande porte
existentes na subestação Tijuco Preto de FURNAS (200
MVAr/banco), utilizando-se disjuntores dotados de
sincronizadores.
Este estudo foi realizado através de simulações estatísticas
utilizando-se uma ferramenta recentemente adquirida por
FURNAS, o “Real Time Digital Simulator” (RTDS™). Este
simulador permite realizar estudos de transitórios
eletromagnéticos, em tempo real, com dispositivos
analógicos conectados em “loop” fechado a uma rede
representada digitalmente.
Utilizou-se também um protótipo de dispositivo
sincronizador, desenvolvido pelo Laboratório de Medidas
Elétricas e Eletrônicas de FURNAS, que foi acoplado ao
modelo digital de disjuntor na rede elétrica simulada no
RTDS™ através das portas analógico/digitais desta
ferramenta de simulação. Dessa forma este estudo também
teve o objetivo de avaliar as características de repetibilidade
(precisão e acurácia), deste dispositivo sincronizador,
durante um elevado número de manobras.
O sistema de transmissão associado à usina de Itaipu (12.600
MW), foi construído e é operado por FURNAS Centrais
Elétricas S.A.. Metade da potência gerada nesta usina é
transmitida na frequência de 60 Hz, através de um sistema de
transmissão C.A., na tensão de 800 kV. A outra metade da
potência gerada em Itaipu, na frequência de 50 Hz, é
transmitida através de um sistema de corrente contínua na
tensão de ± 600 kV. A subestação de Tijuco Preto de
FURNAS Centrais Elétricas S.A. é de importância capital
para a operação do sistema interligado sul/sudeste brasileiro.
É a subestação, situada no estado de São Paulo, responsável
por receber do sistema de transmissão de Itaipu toda a
potência gerada em 60Hz nesta usina para o sistema elétrico
interligado da região sudeste do Brasil, incluindo eventuais
intercâmbios de energia com o sistema elétrico da região sul.
A subestação de Tijuco Preto pode receber ainda parte da
potência transmitida em corrente contínua, gerada em Itaipu
na frequência de 50 Hz.
Atualmente a subestação de Tijuco Preto possui quatro
bancos de capacitores “shunt” de grande porte em operação
(200 MVAr/banco em 345 kV). A configuração definitiva,
planejada para esta subestação, é de 10 destes bancos,
perfazendo um total de 2.000 MVAr.
PALAVRAS - CHAVE:
Pelas características do controle de tensão no sistema
interligado Sul/Sudeste brasileiro, estes bancos de
capacitores são manobrados até quatro vezes por dia (duas
operações de fechamento e duas de abertura). As câmaras
auxiliares dos disjuntores que manobram estes bancos de
capacitores, onde estão contidos os contatos auxiliares em
série com os resistores de fechamento, vêm apresentando
defeitos e excessivo desgaste de seus componentes
Chaveamento controlado, sincronizador, energização,
banco de capacitores, disjuntores, sobrecorrentes transitórias,
sobretensões transitórias
Desta forma, a confiabilidade operativa destes bancos, bem
como os custos associados à manutenção e à
indisponibilidade têm estado longe do ideal.
1.0 INTRODUÇÃO
2.0
VANTAGENS
DA
UTILIZAÇÃO
CHAVEAMENTO SINCRONIZADO
Foi feita também uma comparação de desempenho da
manobra sincronizada com a utilização de métodos
convencionais de controle/limitação dos transitórios de
manobra (resistores de pré-inserção e pára-raios de ZnO).
* autor para contato:
Paulo Cesar Fernandez - FURNAS Centrais Elétricas S.A.
Rua Real Grandeza, 219, Bloco B, sala 606, Botafogo, Rio de Janeiro - RJ
CEP 22.283-900
Tel : 55 21 528-5566 ; Fax : 55 21 528-5576 ; e-mail:[email protected]
DE
2
Para solucionar os problemas relatados com os atuais
disjuntores destes bancos de capacitores, FURNAS está
avaliando a hipótese de se utilizar sincronizadores.
Através da utilização de chaveamento controlado por
sincronizador nas manobras de energização destes bancos de
capacitores,
pretende-se
eliminar,
ou
minimizar
enormemente, as causas do desgaste excessivo que tem sido
verificado em diversos componentes das câmaras auxiliares
dos disjuntores destes bancos de capacitores.
Isto é possível em função do controle/limitação da corrente
transitória de “inrush”, ou seja, da carga elétrica transferida
para o banco de capacitores durante o transitório de
energização do mesmo. Para as câmaras auxiliares esta
situação se verifica logo após o fechamento dos contatos nas
mesmas, até o “by-pass” destes, feito com o fechamento dos
contatos principais do disjuntor.
Este controle/limitação pode ser obtido através da utilização
de sincronizador durante as manobras de energização destes
bancos de capacitores. Neste caso, o sincronizador fará com
que o fechamento dos contatos auxiliares do disjuntor ocorra
muito próximo do instante em que a tensão da rede passa por
um zero, o que ocasionará variações mais suaves desta
corrente transitória de energização do banco de capacitores.
Desta forma, se consegue reduzir os desgastes verificados
nestes disjuntores, e que têm ocorrido em função da
passagem instantânea de correntes elevadas nas câmaras
auxiliares quando o fechamento dos contatos se dá
aleatoriamente, ou seja, em instantes em que a tensão da rede
pode ser muito diferente de zero.
funcionamento para um dos módulos ou fases. O dispositivo
completo é constituído de três desses módulos independentes
entre si.
De uma maneira simplificada, o funcionamento para cada
uma das fases do sincronizador desenvolvido por FURNAS
pode ser feito conforme mostrado abaixo:
· o detector de zeros, supervisiona permanentemente todos
os cruzamentos por zero da tensão do sistema utilizada como
referência para o sincronismo;
· ao receber um sinal de comando voluntário para
fechamento do disjuntor, o circuito de “trigger” emite um
sinal para habilitar a saída de pulsos do detector de zeros;
· o detector aguarda o próximo cruzamento por zero da
tensão de referência, quando então passa a emitir pulsos
sincronizados com este instante;
· estes pulsos acionam o primeiro temporizador
(monoestável 1), cujo tempo de retardo é função do nível da
tensão “CC” do circuito de acionamento do disjuntor (função
da entrada 2 Vcc ±). Esta supervisão da tensão “CC” é feita
para compensar o efeito da variação dos tempos de atuação
(de fechamento) do disjuntor, em função da variação da
tensão “CC” de alimentação da bobina de fechamento do
mesmo;
· ao retardo inicial (monoestável 1) é adicionado um retardo
(monoestável 2), com ajuste manual, que somados ao tempo
de fechamento do disjuntor (medido em ensaio) perfazem um
número inteiro de ciclos da onda de tensão da rede, na sua
frequência fundamental;
· isto faz com que o disparo do tiristor do módulo de
potência ocorra no instante adequado para fechar os contatos
do disjuntor no zero da tensão do sistema, ou o mais próximo
possível deste instante.
Futuramente, pretende-se, com a utilização de disjuntores
dotados de sincronizadores, substituir, inclusive, as câmaras
auxiliares e os seus resistores de pré-inserção no fechamento,
o que tornará o equipamento como um todo (banco de
capacitores) mais confiável operativamente, bem como
reduzirá significativamente os custos de aquisição dos
disjuntores e os custos de manutenção/indisponibilidade do
equipamento.
4.0 FERRAMENTA DE SIMULAÇÃO RTDS™
3.0
DESCRIÇÃO
DO
DESENVOLVIDO POR FURNAS
O RTDS™ pelas suas potencialidades/facilidades permite a
realização de estudos desta natureza (simulação de
transitórios eletromecânicos/eletromagnéticos), em tempo
real, com dispositivos físicos (analógicos) conectados em
“loop” fechado a uma rede simulada digitalmente.
SINCRONIZADOR
As principais aplicações para este dispositivo sincronizador
desenvolvido por FURNAS são: energização de bancos de
capacitores, energização e religamento automático de LT ’s
em vazio e energização de bancos de reatores.
Este equipamento tem como principais características ser um
dispositivo totalmente analógico, sendo o controle do disparo
para manobra do disjuntor independente para cada um dos
pólos, permitindo ajuste fino (manual) do instante de
fechamento dos contatos em cada uma das fases. Monitora as
tensões nas três fases apenas do lado da fonte do disjuntor.
Opcionalmente pode trabalhar com apenas uma fase
monitorada, sendo que neste caso o comando de fechamento
para os dois polos restantes é dado com defasagens fixas de
60 e 120 graus em relação à fase monitorada.
Na FIGURA 3 apresentamos o diagrama de blocos do
sincronizador descrevendo o princípio geral de
Para a realização deste estudo de chaveamento de bancos de
capacitores, envolvendo a utilização de sincronizadores, foi
utilizado o Simulador Digital em Tempo Real de FURNAS
(RTDS™). Este simulador é o único equipamento para
simulação de transitórios eletromecânicos e eletromagnéticos
deste tipo existente na América Latina.
O RTDS™ (Real Time Digital Simulator) é um sistema
digital de processamento em tempo real, dedicado, que é
capaz de simular transitórios eletromagnéticos em sistemas
elétricos de potência, reunindo simultaneamente as vantagens
da simulação analógica em TNA e as vantagens da simulação
através de programas digitais, eliminando também grande
parte das desvantagens inerentes aos dois processos de
simulação.
Dessa forma, este equipamento de simulação utilizado neste
estudo (RTDS™) pode ser descrito, de uma forma sucinta,
como sendo constituído de diversos “racks” de
processamento, cada um com 36 processadores em paralelo,
obtendo assim uma alta performance.
3
Programas especificamente desenvolvidos para o RTDS™,,
mas utilizando os mesmos princípios e modelagens
matemáticas empregados em programas digitais tradicionais
(EMTP/ATP, EMTDC e outros), aproveitam esta alta
performance de processamento para a simulação digital
“sincronizada” com o tempo físico (processamento em tempo
real), em intervalos de integração mínimos da ordem de 50
ms.
trechos de barramento pelos valores de resistências e
indutâncias parasitas associadas, em função dos
comprimentos envolvidos (vide detalhes da rede simulada na
FIGURA 1).
Os bancos de capacitores foram representados através de um
equivalente simplificado. Apenas o banco que era chaveado
na simulação foi representado em detalhes, incluindo as
resistências de amortecimento existentes em paralelo com as
células capacitivas.
O interfaceamento com os equipamentos físicos reais é feito
através das entradas e saídas, analógicas e digitais, existentes
no RTDSTM , sendo permitido inclusive a ligação de
osciloscópios para monitoração dos sinais/grandezas físicos
em tempo real.
Com isto foi possível acoplar-se um sincronizador real
desenvolvido pelo Laboratório de Medidas Elétricas e
Eletrônicas de FURNAS ao modelo digital de disjuntor na
rede elétrica simulada.
5.0 DESCRIÇÃO DO ESTUDO REALIZADO
5.1 Configurações Estudadas
Para a realização deste estudo foi modelada detalhadamente a
ilha de bancos de capacitores da subestação de Tijuco Preto.
O restante do sistema elétrico interligado foi representado no
RTDS™ através de um equivalente (fonte ideal atrás de
impedância equivalente de curto-circuito), conforme se pode
observar na FIGURA 1 abaixo.
Foram estudadas basicamente três configurações de rede,
relacionadas com diversos estágios da ilha de bancos de
capacitores da SE T. Preto, a saber:
a - com apenas um banco de capacitores;
b - na sua configuração atual com 4 bancos de capacitores;
c - com 5 bancos de capacitores.
A configuração “c” acima , pela distância elétrica entre os
bancos de capacitores simulados, representa praticamente a
configuração definitiva planejada para a SE T. Preto (10
bancos), em termos das sobrecorrentes transitórias de
“inrush” oriundas da manobra de energização em “back-toback” do último banco. Isto ocorre porque as contribuições
para a corrente transitória de carga do banco manobrado,
oriundas dos bancos já energizados e situados eletricamente
mais próximos deste banco, correspondem a praticamente
100 % desta corrente transitória de carga para a configuração
definitiva da ilha de bancos de capacitores.
Portanto, em virtude da capacidade do RTDS™ quanto ao
número de componentes da rede para se processar as
simulações em tempo real, foi necessário reduzir-se o número
de bancos de capacitores, nas simulações para o arranjo
definitivo da ilha da SE T. Preto, de 10 para 5 bancos. Esta
simplificação não acarreta alterações significativas nos
resultados, em virtude do acima exposto.
5.2 Modelagem da Ilha de Bancos de Capacitores
A representação da ilha de bancos de capacitores desta
subestação foi feita através da modelagem dos diversos
FIGURA 1
Diagrama unifilar da rede simulada no RTDS™.
5.3 Modelagem do Disjuntor
Para cada uma das configurações de bancos de capacitores
apresentadas no sub-item 5.1, a manobra de energização em
questão foi estudada considerando-se o disjuntor dotado de
sincronizador (com e sem câmara auxiliar), e, também,
considerando-se o disjuntor sem controle de chaveamento
síncrono (com e sem câmara auxiliar).
Apenas o disjuntor para abertura e fechamento do banco de
capacitores que foi manobrado em cada caso foi
representado. Este disjuntor foi representado internamente
(através de um modelo digital) no RTDS™. Quando se
considerava o recurso do chaveamento síncrono, o seu
fechamento era controlado pelo protótipo do sincronizador
desenvolvido por FURNAS, montado externamente e
interfaceado com o RTDS™ através de amplificadores de
tensão. Nos casos em que o disjuntor não era controlado por
sincronizador, o seu fechamento se dava aleatoriamente em
algum ponto da onda de tensão da fonte.
A abertura deste disjuntor foi controlada pelo próprio
circuito modelado digitalmente no RTDS™ (software de
controle), de forma a preparar automaticamente o sistema
modelado para o próximo processamento da sequência
estatística.
4
O sincronizador recebia os sinais analógicos referentes às
tensões nas fases A, B e C do nó onde estava conectado o
disjuntor (através de uma interface digital/analógica), e,
quando a onda de tensão da fonte em cada fase “cruzava o
zero”, enviava um sinal digital (independente por cada fase)
para o disjuntor modelado digitalmente no RTDS™, com um
retardo de tempo compatível com a caracteriística aleatória
do tempo de fechamento do disjuntor. Desta forma,
comandava o fechamento do mesmo em um instante de
tempo muito próximo do cruzamento por zero da onda de
tensão da rede (FIGURA 2).
disjuntor foi comandado aleatoriamente em cada caso. A
partir do comando de fechamento proveniente do
sincronizador, foi simulado o atraso randômico associado ao
fechamento dos contatos do disjuntor. Todos os casos do
processamento estatístico foram tabulados, sendo
armazenados diversos valores de interesse, tais como
sobretensões e sobrecorrentes instantâneas máximas em cada
fase. O pior caso com relação a corrente teve todo o seu
comportamento transitório (saída gráfica) gravado.
Para simular a manobra de fechamento do disjuntor foram
gerados, em arquivos de trabalho do RTDS™, valores
randômicos de tempo de fechamento para cada uma das fases
do mesmo, para cada uma das simulações estatísticas.. Estes
valores randômicos foram sorteados a partir de uma
distribuição gaussiana, utilizando-se um mesmo valor médio
para o tempo de fechamento de cada uma das fases e desviopadrão de 0,4 ms, com a curva gaussiana associada truncada
em 3 s. Para os casos com câmara auxiliar, utilizou-se um
desvio-padrão de 0,5 ms para estas e 0,833 ms para a câmara
principal. O fechamento das câmaras principais era
comandado 6ms após o tempo médio de fechamento das
câmaras auxiliares.
5.5 Descrição dos casos simulados com o disjuntor não
controlado por sincronizador
Foram analisadas as mesmas configurações descritas no subitem 5.4, verificando-se também a influência do valor do
resistor de fechamento do disjuntor. Nestes casos, utilizou-se
um resistor de fechamento de 172 ohms/polo, correspondente
ao valor original de RPI fornecido pelo fabricante e também
um resistor de 400 ohms/polo, correspondente ao valor de
RPI sobressalente existente no estoque dos órgãos de
manutenção da empresa.
FIGURA 2
Diagrama unifilar esquemático representando a atuação do
sincronizador em um disjuntor equipado com resistor de
fechamento na manobra de energização de um banco de
capacitores. O restante do sistema simulado está indicado
através de um circuito elétrico equivalente. Ia - corrente no
contato auxiliar do disjuntor; Ip - corrente no contato
principal do disjuntor; S1 - sinal de trigger para autorizar o
fechamento do disjuntor; S2 - sinal de tensão do lado-fonte
do disjuntor; S3 - sinal de comando de fechamento do
disjuntor dado pelo sincronizador.
5.4 Descrição dos Casos Simulados com Utilização do
Sincronizador
Como pré-condição para esta análise, ajustou-se o
sincronizador de forma a comandar o fechamento de cada
fase do disjuntor no tempo médio de fechamento de cada
uma delas.
Cada condição citada no sub-item 5.1 acima foi analisada
estatisticamente através da simulação de 100 casos. O sinal
habilitando o sincronizador a comandar o fechamento do
Da mesma forma, cada condição foi analisada
estatisticamente através da simulação de 100 casos. O
fechamento do disjuntor foi comandado aleatoriamente em
qualquer instante do ciclo de tensão. A partir do comando de
fechamento foi simulado o atraso randômico existente no
fechamento dos contatos, da mesma forma como visto acima.
Ou seja, para simular a manobra de fechamento do disjuntor
foram gerados, em arquivos de trabalho do RTDS™, valores
randômicos de tempo de fechamento para cada uma das fases
do mesmo, para cada uma das simulações estatísticas.. Estes
valores randômicos foram sorteados a partir de uma
distribuição gaussiana, truncada em 3 s, utilizando-se um
mesmo valor médio para o tempo de fechamento de cada uma
das fases. Para as câmaras auxiliares, utilizou-se um desviopadrão de 0,5 ms, e, para as câmaras principais, de 0,833 ms.
O fechamento das câmaras principais era comandado 6ms
após o tempo médio de fechamento das câmaras auxiliares.
6.0 ANÁLISE DOS RESULTADOS OBTIDOS
Na TABELA 1 estão apresentados os resultados deste estudo
desenvolvido com a utilização do RTDS™ de FURNAS,
bem como uma comparação do desempenho de disjuntores
dotados de sincronizadores com a utilização de resistores de
pré-inserção no fechamento. A coluna Ddelaymaxabc se
5
refere à máxima discrepância ocorrida entre os tempos de
fechamento dos polos do disjuntor nas 3 fases.
Na TABELA 2 estão apresentados os resultados dos casos
processados com o EMTP. Neste caso, para a configuração
definitiva, foram simulados todos os 10 bancos da ilha de
bancos de capacitores da subestação de T. Preto. Os valores
de sobretensão transitória máxima indicados se referem ao
pior caso da simulação estatística ,em termos de
sobretensões.
Pelos resultados obtidos neste estudo observa-se que as
sobretensões verificadas nas manobras de energização de
bancos de capacitores estudadas são sempre bem pequenas
(abaixo da tensão de condução de energia nos pára-raios de
ZnO), sendo praticamente nulas nos casos de energização de
bancos de capacitores na configuração em “back-to-back”.
Dessa forma, não há atuação destes pára-raios instalados em
paralelo com os bancos de capacitores, não sendo necessária
portanto a representação dos mesmos nas simulações no
RTDS™, o que facilitou bastante os estudos realizados.
Quanto às sobrecorrentes verificadas, observa-se que nos
casos de energização de um banco de capacitores na
configuração
“back-to-back”
ocorrem
as
maiores
sobrecorrentes transitórias de alta frequência, oriundas da
descarga dos bancos de capacitores já energizados. As
sobrecorrentes transitórias existentes na manobra de
energização do primeiro banco de capacitores são de
amplitude e frequência significativamente mais baixas que na
configuração anterior, em virtude da reatância indutiva série
equivalente entre o banco energizado e a fonte ser muito
maior que a reatância indutiva série entre bancos, na
configuração “back-to-back”.
Para as manobras de energização de bancos de capacitores na
configuração em “back-to-back”, observa-se uma limitação
da resposta do RTDS™ para freqüências superiores a 3 kHz.
Isto se deve a atual limitação de “time-step” mínimo para
processamento no RTDS™ em função da limitação da
velocidade de cálculo de seus processadores para poderem
executar simulações em tempo real.
Como no caso da subestação de Tijuco Preto as freqüências
envolvidas nas correntes de descarga “back-to-back” entre
bancos de capacitores chegam a 9-10 kHz, a simulação
precisa deste fenômeno fica prejudicada no RTDS™, até que
sejam oferecidos processadores mais velozes pelos
fabricantes deste equipamento. Não obstante, as simulações
realizadas com o RTDS™ conseguem reproduzir
corretamente a forma de onda das tensões e correntes
transitórias nestes casos.
Além disso, mesmo nas simulações da manobra de
energização de bancos de capacitores na configuração “backto-back”, o RTDS™ permite observar perfeitamente o
comportamento do sincronizador utilizado, em termos das
suas características de repetibilidade (precisão e acurácia),
em relação ao tempo-alvo desejado.
7.0 CONCLUSÕES
Os resultados dos casos processados no RTDS™ sem a
representação de sincronizadores, quando comparados com
os resultados de estudos feitos no EMTP, para a manobra de
energização de um banco de capacitores isolado, se mostram
muito semelhantes aos obtidos nas simulações digitais
convencionais, demonstrando a precisão desta nova
ferramenta.
Para as manobras de energização de bancos de capacitores na
configuração em “back-to-back”, observa-se uma limitação
da resposta do RTDS™ para freqüências superiores a 3 kHz.
Como no caso da subestação de Tijuco Preto as freqüências
envolvidas nas correntes de descarga “back-to-back” entre
bancos de capacitores chegam a 9-10 kHz, a simulação
precisa deste fenômeno fica prejudicada no RTDS™. Não
obstante, as simulações realizadas com o RTDS™
conseguem reproduzir corretamente a forma de onda das
tensões e correntes transitórias nestes casos.
Além disso, mesmo nas simulações da manobra de
energização de bancos de capacitores na configuração “backto-back”, o RTDS™ permite observar perfeitamente o
comportamento do sincronizador utilizado, em termos das
suas características de repetibilidade (precisão e acurácia),
em relação ao tempo-alvo desejado, o que não seria possível
através das ferramentas convencionais EMTP/ATP.
Os resultados dos casos processados no RTDS™ com a
representação de sincronizadores mostram que este
equipamento é capaz de minimizar sobremaneira as causas
do desgaste excessivo dos componentes das câmaras
auxiliares dos disjuntores destes bancos de capacitores,
podendo inclusive substituí-las futuramente, quando ficar
comprovada a sua confiabilidade operativa em ambientes
agressivos (em termos de condições climáticas e de
compatibilidade eletromagnética), como as subestações do
sistema elétrico de potência de FURNAS.
Em relação ao sincronizador de FURNAS propriamente dito,
pode-se observar que as suas características de repetibilidade,
em relação a atingir o tempo-alvo desejado, são bastante
satisfatórias.
Para os casos em que se deseja analisar o desempenho de
equipamentos como relés, sincronizadores, sistemas de
controle, etc, em tempo real, pode-se dizer que o RTDS™ é a
ferramenta mais flexível, rápida e precisa disponível,
englobando as principais vantagens da simulação digital
(facilidade e precisão para a modelagem dos diversos
elementos do sistema elétrico, ausência de problemas físicos
e mecânicos que possam afetar a simulação, etc) e as
vantagens da simulação analógica (interfaceamento com
equipamentos reais, processamento em tempo real, etc).
8.0 BIBLIOGRAFIA
(1) SALGADO CARVALHO, F.M., FERNANDEZ, P.C. e
MOSQUEIRA, A.J.M. - "Determinação das correntes
transitórias advindas de manobras de energização de bancos
de capacitores em Tijuco Preto 345 kV , através de
simulações com o EMTP", CIER-SUPRO, Montevideo,
1995.
6
(2) FROHLICH, K., HOELZL, C., CARVALHO, A.C. and
HOFBAUER, W. - "Transmission line controlled switching",
Canadian Electrical Association, Vancouver, 1995.
(3) CARVALHO, A.C., HOFBAUER, W., HOGG, P. and
FROHLICH, K. - "Controlled switching as a reliable mean to
reduce stresses imposed to the circuit-breaker and to the
network", CIGRE SC 13 Colloquium, Florianópolis, 1995.
7
SINCRONIZADOR
(módulo eletrônico de
detecção de zeros)
MÓDULO DE
POTÊNCIA
+
sinal de comando
entrada 1
trigger
fase
filtro
detetor
mono-
de zeros
neutro
monoestável 1
estável 2
SCR
FONTE 12Vcc
RES 1
entrada 2
+
Vcc
filtro
RES 2
supervisão Vcc
para bobina
de fechamento
do disjuntor
-
FIGURA 3
Diagrama de blocos descrevendo o princípio básico de funcionamento do sincronizador de FURNAS.
DISJUNTOR
c/ SINC
c/ SINC
c/ SINC
c/ SINC
c/ SINC
s/ SINC
s/ SINC
s/ SINC
s/ SINC
s/ SINC
s/ SINC
s/ SINC
TABELA 1
Valores máximos de sobretensão e sobrecorrente dos casos simulados no RTDS™
abc
CONFIGURAÇÃO
CORRENTE PELA
RESISTOR
Ddelaymax
DE BANCOS DE
CÂMARA
(OHMS)
CAPACITORES
PRINCIPAL
(Itransmax)
172
172
172
400
172
400
-
1
1
4
4
5
1
1
1
4
4
4
5
2,679 ms
2,379 ms
2,679 ms
2,379 ms
2,379 ms
4,124 ms
4,124 ms
3,965 ms
4,124 ms
4,124 ms
3,965 ms
3,965 ms
2,10
3,11
6,41
9,40
12,90
2,09
3,60
6,07
7,34
12,15
21,33
24,73
SOBRETENSÃO
TRANSITÓRIA
MÁXIMAkV/(pu)
373,94(1,33)
411,26(1,46)
323,74(1,15)
331.11(1,18)
329,32(1,17)
374,97(1,33)
452,54(1,60)
582,37(2,06)
334,50(1,19)
365,57(1,30)
399,19(1,42)
375,61(1,33)
TABELA 2
Valores máximos de sobretensão e sobrecorrente dos casos simulados no EMTP. SINCRONIZADOR digitalmente simulado no EMTP fecha
o disjuntor a 30 ° elétricos da passagem da tensão por zero.
DISJUNTOR
RESISTOR
(OHMS)
CONFIGURAÇÃO
DE BANCOS DE
CAPACITORES
CORRENTE
CÂMARA AUXILIAR (kA PICO)
c/ SINC
c/ SINC
c/ SINC
s/ SINC
s/ SINC
s/ SINC
s/ SINC
s/ SINC
s/ SINC
s/ SINC
s/ SINC
s/ SINC
172
400
172
400
172
400
172
400
-
10
10
10
1
1
1
4
4
4
10
10
10
0,87
0,38
1,50
0,72
1,80
0,75
1,80
0,75
-
CORRENTE PELA
CÂMARA PRINCIPAL
(Itransmax)
(kA pico)
15,8
39,9
25,3
2,10
3,65
5,73
16,5
29,3
49,6
16,8
30,0
51,2
(kHz)
10,0
10.0
9,0
0,76
0,76
0,73
10,0
10,0
9,0
10,0
10.0
9,0
SOBRETENSÃO
TRANSITÓRIA
MÁXIMA(pu)
1,10
1,15
1,11
1,30
1,55
1,73
1,17
1,25
1,42
1,15
1,22
1,41
8