2-Os gradadores como geradores de VAR

Eletrônica de Potência I
Compensador Estático
Monofásico de VAR
Prof. José Roberto Marques - 2015
1
Compensador Estático de VAR
Objetivo:
Gerar potência reativa de modo a minimizar a potência aparente em um determinado nó da
rede elétrica.
Composição:
Capacitor Fixo
Reator Controlado por Tiristor (TCR)
2
Tensão e corrente no ramos do TCR
400
tensão (azul) e corrente (verde)
300
200
100
0



-100

-200
-300
-400
0
1
2
3
4
5
6
7
8
t (rad)
Expressão da corrente fundamental no ramo do TCR
3
Reatância equivalente do reator controlado por tiristor
Reatância do compensador de VAR
(capacitor em paralelo com o TCR)
4
Comportamento da indutância do TCR em função do ângulo de controle
60
Leqpu=Leq/LTCR (pu)
50
40
30
20
10
0
90
100
110
120
130
140
alfa (graus)
150
160
170
180
Potência reativa que o Compensador Estático injeta no nó
5
Comportamento da indutância do TCR em função do ângulo de controle
1.8
1.7
Leqpu=Leq/LTCR (pu)
1.6
1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
1
90
100
110
120
alfa (graus)
130
140
150
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Exemplo 1:
O circuito abaixo corresponde a um nó de uma rede elétrica onde admitimos que a
tensão de nó é invariável e que as cargas de três dos cinco ramos correspondem a
cargas dinâmicas acionadas por processos independentes enquanto dois ramos
operam de modo fixo. Sob o contexto definido, calcular:
O valor do banco de capacitores (capacitor fixo) de modo que o fator de
potência, no pior caso das conexões (menor fator de potência atrasado), seja
0,95 atrasado.
O valor da indutância de um reator ideal no TCR para manter a mesma o
fator de potência solicitado no item (a) na condição do menor fator de potência
atrasado das conexões.
Calcular os ângulos de controle do TCR para cada condição operacional das
chaves A, B e C.
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As correntes e potências absorvidas por cada ramo nas condições de suas chaves fechadas, são:
A
B
C
8
Calculo do fator de potência para cada condição operacional com o compensador de VAR
desligado.
AOFF, BOFF, COFF
AOFF, BOFF, CON
AOFF, BON, COFF
AON, BOFF, COFF
AOFF, BON, CON
AON, BOFF, CON
AON, BON, COFF
AON, BON, CON
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Para a situação de menor fator de potência atrasado e maior potência reativa em operação
FP=0,7007 e Qtotal = 35142 VAR atrasados
10
.
O caso de maior fator de potência ocorre em
De onde temos:
Como a reatância do reator com alfa = 90 graus é:
Podemos calcular a reatância do :
A indutância do indutor do TCR deve ser:
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Exemplo de cálculo:
Cálculo dos ângulos de disparo para cada condição de operação das chaves AOFF, BOFF, COFF
Verificação:
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Potências reativas de compensação, Reatância do
compensador e ângulo de controle em graus
Xcomp(Ω)
α
FP
Condições das chaves
0
AOFF,BOFF,COFF
122,47°
1
AOFF, BOFF, CON
154,60°
2
AOFF, BON, COFF
161,41°
3
AON, BOFF, COFF
91,8547°
4
AOFF, BON, CON
180°
5
AON, BOFF, CON
150,46°
6
AON, BON, COFF
157,69°
7
AON, BON, CON
176,73°
Qcomp (VAR)
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