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A3 - 06

Benefcios Operacionais da Aplicao de Manobras Controladas de Equipamentos de Alta Tenso

Herivelto de Souza Bronzeado (*) Jorge Amon Filho Ministrio da integrao Nacional - MI Consultor

Adolpho E. A. L. Calazans Paulo Cesar Fernandez Chesf Eletrobras

Brasil

SUMRIO

Manobras de equipamentos de alta tenso normalmente causam transitrios eletromagnticos que podem provocar srios inconvenientes operao do sitema eltrico, tais como sobretenses harmnicas temporrias, atuao indesejvel e/ou incorreta do sistema de proteo, atuao de pra-raios, envelhecimento precoce do isolamento no autoregenerativo, falhas em equipamentos, variaes de tenso, degradao da qualidade da energia eltrica, entre outros. Esses transitrios podem ser significantemente reduzidos ou mesmo eliminados atravs da utilizao de estratgias de controle do chaveamento do disjuntor que manobra o equipamento, pr-determinando-se os instantes de abertura e/ou fechamento dos seus polos. Este artigo apresenta os princpios da tecnologia do chaveamento controlado de equipamentos, d exemplos de suas aplicaes e discute os benefcios operacionais advindo das experincias adquiridas no uso dessa tecnologia.

PALAVRAS CHAVE

Manobra de equipamentos; Chaveamento controlado de equipamentos; Mitigao de transitrios eletromagnticos; Melhoria da qualidade da energia eltrica; Recomposio segura de sistemas eltricos; Comit de Estudos A3.

(*) Herivelto de Souza Bronzeado, bronzeado@ieee.org e herivelto.bronzeado@integracao.gov.br

VII WORKSPOT- Workshop internacional sobre transformadores de potncia, equipamentos, subestaes e materiais

RIO DE JANEIRO, RJ 23 A 26 DE NOVEMBRO DE 2014

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1. INTRODUO A manobra de equipamentos, tais como banco de capacitores, reatores, linhas de transmisso e transformadores, geralmente do origem a transitrios eletromagnticos que podem provocar srios inconvenientes operao do sistema eltrico. Exemplos desses inconvenientes so as sobretenses harmnicas temporrias, atuao indesejvel dos sistemas de proteo, envelhecimento precoce do isolamento no auto-regenerativo, atuao de pra-raios, falhas em equipamentos, grandes variaes na tenso de suprimento, problemas com a qualidade da energia eltrica fornecida com interrupo de consumidores com cargas sensveis, entre outros. A energizao dos bancos de capacitores, especialmente nas configuraes back-to-back, provoca altas correntes de energizao, em mdulo e freqncia, exigindo uma maior absoro de energia pelos pra-raios da subestao. Este tipo de manobra causa ainda sobretenses no sistema eltrico, eroso nos contatos do disjuntor, sobretenso nos secundrios dos transformadores de corrente, estresse dieltrico no banco de capacitores e em equipamentos prximos, aumento no potencial da malha de terra e elevadas interferncias nos cabos de controle e proteo. Tambm pode causar sobretenses nos terminais remotos de linhas de transmisso, bem como nas redes de mdia e baixa tenso ligadas aos enrolamentos secundrios dos transformadores. Nas manobras de desligamento de reatores, geralmente ocorrem reignies do arco entre os contatos do disjuntor que causam sobretenses, estressam o isolamento do reator e podem provocar falhas na extino da corrente no disjuntor. Na energizao dos reatores, a componente de corrente contnua da corrente de inrush pode causar saturao nos transformadores de potncia que se encontram em operao nas proximidades. No caso de transformadores, a energizao em instantes aleatrios pode gerar correntes de altas magnitudes (correntes de inrush), as quais podem causar elevadas sobretenses harmnicas temporrias, atuaes indevidas dos sistemas de proteo, estresses dieltricos nos enrolamentos dos transformadores, degradao da qualidade da tenso fornecida e energia eltrica fornecida, bem como a saturao de transformadores em operao nas proximidades devido ao fenmeno conhecido como interao simptica (sympatethic interaction) [1]. Todos esses transitrios de manobras podem ser mitigados ou mesmo eliminados atravs de chaveamentos controlados desses equipamentos, evitando que sejam excedidos os critrios de planejamento e expanso das transmissoras, alm de prolongar a vida til dos ativos. As estratgias do chaveamento controlado constitui uma poderosa ferramenta para a operaco do sistema eltrico, melhorando principalmente a qualidade da tenso suprida aos consumidores e o desempenho dos disjuntores. A reduo desses transitrios reduz consideravelmente os riscos de falhas de equipamentos e pode tornar a recomposio do sistema eltrico muito mais segura, uma vez que haver uma menor probabilidade de energizaes mal sucedidas. Este artigo tem como objetivo principal a apresentao dos benefcios operacionais da aplicao da tecnologia de chaveamento controlado de equipamentos de alta tenso, bem como compartilhar as experincias j adquiridas com a utilizao dessa tecnologia e as informaes sobre o trabalho que vem sendo realizado pelo Comit de Estudos A3 do Cigr-Brasil (Equipamentos de Alta Tenso). 2. COMIT DE ESTUDOS A3 DO CICR-BRASIL (EQUIPAMENTOS DE ALTA TENSO) O Comit de Estudos A3 do CIGR Brasil (CE A3) tem se empenhado no estudo da aplicao do chaveamento controlado de equipamentos de alta tenso em sistemas de potncia e das suas vantagens como mtodo eficaz para limitao dos transitrios eletromagnticos de manobra. Destaca-se a sua participao no grupo internacional WG A3.07 (Controlled Switching of HVAC Circuit-breakers), criado em 1996 a fim de estudar a tecnologia emergente, na poca, do chaveamento controlado, ou seja, a operao de equipamentos de manobra em pontos/instantes pr-determinados da onda de tenso ou corrente do sistema (point-on-wave control). Comit de Estudos A3 do CIGR Brasil (CE A3) est participando do recm-formado grupo internacional WG A3.35 (Guidelines and Best Practices for the Commissioning of Controlled Switching Projects), cuja primeira reunio foi em janeiro de 2014, no Rio de Janeiro, com o objetivo de produzir um guia de aplicao das melhores prticas para o comissionamento e operao de instalaes providas de chaveamento controlado de equipamentos, partindo dos resultados do WG A3.07 (Controlled Switching of HVAC Circuit-breakers) e de outros organismos relevantes [2]. 3. PRINCPIOS DE MANOBRAS CONTROLADAS DE EQUIPAMENTOS DE ALTA TENSO O chaveamento controlado de equipamentos de alta tenso como soluo tcnica para a limitao de transitrios de manobra no uma idia nova. Esta possibilidade e seus benefcios vm sendo investigados h quase 40 anos. Os mtodos convencionais para reduzir o impacto dos transitrios de chaveamento utilizam geralmente resistores ou reatores de pr-insero, reatores limitadores de corrente ou pra-raios. No entanto, solues tecnolgicas satisfatrias s puderam ser implementadas recentemente, graas evoluo da tecnologia dos disjuntores de alta tenso e ao desenvolvimento de dispositivos eletrnicos aplicados a sistemas de potncia.

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A idia bsica para realizar um chaveamento controlado fazer com que o fechamento e/ou abertura eltrica dos contatos dos polos do disjuntor sejam realizados em instantes ideais de forma que os transitrios eletromagnticos decorrentes possam ser mitigados, atenuando-se, assim, as solicitaes dieltricas impostas aos equipamentos e ao sistema eltrico e tambm melhorando os nveis de qualidade do suprimento de energia. A abertura/fechamento controlado de disjuntores oferece uma alternativa aos mtodos convencionais de reduo dos transitrios de manobra e vm se tornando amplamente disponvel na manobra de capacitores, reatores, transformadores e linhas de transmisso, oferecendo vrios benefcios tcnicos/econmicos. Entre as vantagens do chaveamento controlado esto as redues de altas correntes de energizao em bancos de capacitores e transformadores e, consequentemente, as sobretenses harmnicas temporrias decorrentes, reduzindo tambm os estresses dieltricos nos enrolamentos de transformadores e reatores, aumentando-lhes a vida til. O controle do chaveamento realizado atravs de dispositivos que calcula e determina o instante ou tempo de fechamento e/ou abertura dos polos de um disjuntor em relao ao ngulo de fase de um sinal de referncia de tenso ou corrente. relevante dizer que, para que se obtenha um desempenho adequado em uma manobra de fechamento, as caractersticas estatsticas da disperso bem como o comportamento de rigidez dieltrica entre contatos do disjuntor sejam bem conhecidos. Essas duas caractersticas so importantes parmetros na manobra controlada, e vo determinar qual a tenso mxima de estabelecimento entre os contatos do disjuntor, especialmente em aplicao de religamento automtico para linhas de transmisso compensadas por reatores. A eficcia do chaveamento controlado depende de vrios fatores, sendo o mais importante a consistncia e a repetibilidade do tempo de operao do disjuntor. Os disjuntores mais adequados para aplicaes de chaveamento controlado so aqueles com altas taxas de reduo da suportabilidade dieltrica entre seus contatos em manobras de fechamento e desvio mximo nos tempos de operao (disperso estatstica) menor que 1 ms. 3.1 Estratgia para o controle da abertura dos polos do disjuntor A abertura controlada dos polos de um disjuntor realizada atravs do controle da separao do contato eltrico em cada polo em relao ao ngulo de fase da corrente. Controlar o ponto de separao de contato significa pr-determinar o tempo de arco dos contatos de forma a se reduzir os desgastes dos contatos e falhas no disjuntor, alm de minimizar os estresses e perturbaes no sistema eltrico decorrentes dos transtrios dessa manobra. O controle bastante simples desde que sejam conhecidos o tempo de operao do disjuntor, especificamente o intervalo de tempo entre a energizao da bobina de abertura e a separao dos contatos. O controle da abertura do polo realizado de forma que a separao dos seus contatos se inicie imediatamente aps a corrente passar por zero. No movimento de separao dos contatos, um arco eltrico estabelecido entre eles e se extingue no primeiro zero da corrente, em um intervalo de tempo menor que um semi-ciclo (90 graus eltricos). O chaveamento controlado proporciona um maior tempo de arco, de forma que a sua extino se d no momento em que os contatos estejam suficientemente separados para permitir a mxima rigidez dieltrica, garantindo a melhor condio para suportar o restabelecimento da tenso entre os contatos e, consequentemente, a no ocorrncia de uma reignio ou reacendimento. A reignio a ruptura dieltrica que restabelece a corrente ainda dentro do intervalo de tempo de 90 graus eltricos de interrupo, normalmente associada s condies trmicas da cmara que no possibilita o restabelecimento dieltrico e, consequentemente, a no extino do arco eltrico. O reacendimento a ruptura dieltrica, aps os 90 graus eltricos, normalmente causada por uma falha na capacidade do restabelecimento dieltrico do disjuntor aps a interrupo do arco, o que pode resultar em severas consequncias para o disjuntor ou sistema eltrico associado.

Figura 1 : Exemplo de sequncia dos intervalos de tempos para a abertura controlada de um disjuntor A Figura 1 mostra a seqncia de tempo para uma abertura controlada de um disjuntor [3]. Uma ordem de comando para abertura emitida de forma aleatria em relao ao ngulo de fase do sinal de referncia no

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instante tcommand. Essa ordem retardada pelo controlador por um intervalo de tempo, Ttotal, que a soma de um intervalo de tempo de atraso intencional de sincronizao em relao referncia, Tcont, e um determinado intervalo de tempo de espera, Tw. Tcont calculado em relao a um determinado cruzamento por zero da referncia, o qual uma funo do tempo da abertura mecnica do disjuntor, Topening, e do ngulo de fase alvo definido pelo momento da separao eltrica dos contatos, tseparate. Onde:

O controle preciso do tseparate, instante da separao mecnica dos contatos em relao ao prximo zero de corrente no qual ocorre a extino do arco, define efetivamente o tempo de arco, Tarcing. O tempo de abertura mecnica do disjuntor, Topening, o intervalo de tempo entre a energizao da bobina de abertura e o incio da separao mecncia dos contatos. NTzero um nmero inteiro de meio-ciclos necessrio para se obter um valor positivo de Tcont mostrado na Figura 1. 3.2 Estratgia para o controle do fechamento dos polos do disjuntor O fechamento controlado de um disjuntor refere-se ao controle do instante de conduo da corrente em cada plo do disjuntor com relao ao ngulo de fase da tenso de referncia. A Figura 2 mostra a seqncia de tempo para um fechamento controlado [3]. Disjuntores para estas aplicaes devem ser construdos de modo a proporcionar uma certa consistncia na repetio das operaes de fechamento. O dispositivo de controle monitora a tenso da fonte e tem ela como referncia para realizar a operao do fechamento.

Figura 2 : Exemplo da sequncia dos intervalos de tempo para o fechamento controlado de um disjuntor A Figura 2 refere-se ao fechamento de uma carga indutiva, onde o instante de fechamento timo se d no pico da tenso, assumindo que o intervalo de tempo de pr-reacendimento inferior a um semi-ciclo. O comando de fechamento disparado aleatoriamente em relao ao ngulo de fase do sinal de referncia num instante tcommand. O controlador atrasa esse comando por um intervalo de tempo Ttotal, que a soma do tempo de sincronizao intencional de atraso Tcont e um determinado tempo de espera Tw. Tcont determinado pelo tempo do fechamento mecnico do disjuntor, o tempo de pr-reacendimento Tprestriking e o tempo relacionado com o ngulo de fase alvo do instante do fechamento real dos contatos (making instant). O intervalo de tempo de atraso Tcont em relao a um cruzamento pelo zero da tenso de referncia calculado considerando o tempo de fechamento do disjuntor Tclosing e o tempo de pr-reacendimento Tprestriking. A corrente comea a fluir no instante do fechamento eltrico dos contatos tmake, com o correspondente intervalo de tempo Tm sendo definido a partir do instante tmake em relao ao primeiro cruzamento da tenso por zero.

O tempo de fechamento Tclosing o intervalo de tempo entre a energizao da bobina de fechamento do disjuntor e o instante de fechamento mecnico dos seus contatos. O tempo de pr-reacendimento Tprestriking o intervalo de tempo que decorre entre o instante de prestrike e toque mecnico dos contatos. O tempo de fechamento eltrico do disjuntor, Tmaking, o intervalo de tempo entre a energizao da bobina de fechamento e o instante em que a corrente comea a fluir, tmake, ou seja, quando os contatos se fecham eletricamente.

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4. APLICAOES DAS MANOBRAS CONTROLADAS EM EQUIPAMENTOS DE ALTA TENSO 4.1 Chaveamento controlado de banco de capacitores em derivao Os bancos de capacitores so manobrados com frequncia em sistemas de potncia. Os transitrios de corrente e tenso gerados causam sobrecorrentes no local da manobra e/ou sobretenses em locais remotos, podendo afetar os transformadores nos terminais remostos de linhas. Quando existem outros capacitores no mesmo barramento do banco que est sendo energizado (operao back-to-back), as altas correntes transitrias inerentes esta operao so indesejveis, particularmente por induzir tenses nos cabos de proteo e controle, alm de gerar perigosos potenciais de passo e de toque. O fechamento controlado do banco de capacitores atenua consideravelmente as correntes transitrias de energizao. A Figura 3 mostra as formas de onda de tenses e correntes na energizao controlada de um banco de capacitores, com o fechamento dos polos do disjuntor ocorrendo prximo aos zeros da tenso em cada fase. Observa-se que os transitrios nas correntes de energizao so relativamente baixos, atingindo rapidamente o seu valor nominal (aproximadamente um ciclo aps a energizao, em todas as trs fases).

Figura 3 Formas de onda das tenses e correntes na energizao controlada de um banco de capacitores.

4.2 Chaveamento controlado de transformadores de potncia A energizao convencional de transformadores normalmente realizada atravs do fechamento aleatrio dos polos do disjuntor, com as tenses do sistema eltrico sendo aplicadas nos enrolamentos do transformador tambm em instantes aleatrios. Como consequncia, os fluxos magnticos inicialmente produzidos nos enrolamentos, sero, em geral, assimtricos, provocando um sobrefluxo no ncleo do transformador, saturando-o, e, consequentemente, gerando altas correntes de magnetizao (corrente de inrush) podendo atingir 10 ou 20 vezes a sua corrente nominal, valores estes prximos magnitude das correntes de curto-circuito. Dependendo da durao, magnitude e grau de desequilbrio entre as fases das correntes de inrush, elas podem causar srios inconvenientes no sistema eltrico e no prprio transformador. Como exemplo desses impactos tem-se: sobretenses harmnicas temporrias, atuao indevida do sistema de proteo, afundamentos momentneos de tenso, estresses eletromecnicos nos enrolamentos do transformador, interao simptica, etc. A forma usual de mitigao os transitrios de inrush em transformadores o uso de resistores de insero aplicados nos disjuntores, cujos valores habituais para disjutores de 230 kV at 800 kV so de 400 a 800 ohms e tempos de insero de 8 a 12 ms. Uma soluo alternativa surgida posteriormente para mitigar as altas correntes de energizao a aplicao da energizao controlada do transformador, cuja estratgia de controle consiste no fechamento eltrico dos polos do disjuntor em instantes de tempo tal que a tenso a ser aplicada nos enrolamentos restabelea o fluxo magntico no transformador como se o mesmo tivesse permanecido energizado, ou seja, o fluxo a ser gerado no transformador aps a sua energizao deve coincidir com o do fluxo prospectivo que estaria sendo gerado no transformador pela tenso do sistema caso ele estivesse energizado.

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A Figura 4a ilustra os instantes de uma condio tima para energizar transformadores sem a ocorrncia das altas correntes de energizao. Observar que o fluxo magntico gerado partir de um valor de fluxo residual, a partir do qual segue o comportamento do fluxo prospectivo como se o transformador estivesse em regime permanente. Lembrar que a tenso aplicada est 90 graus adiantados do fluxo indicado. A Figura 4b ilustra um instante de uma energizao no controlada onde o fluxo gerado no transformador est longe de coincidir com o fluxo prospectivo, gerando um sobrefluxo no transformador e, consequentemente, altas correntes de energizao.

(a) (b) Figura 4 (a) Fluxo magntico gerado em uma energizao controlada; (b) Sobrefluxo magntico gerado em

uma energizao no controlada. A Figura 5 mostra as formas de onda das correntes de energizao nos enrolamentos de 230 kV e as tenses nos terminais de 138 kV em um transformador (100 MVA, 230 kV/138 kV) submetido a ensaios de chaveamento controlado [4].

Figura 5 - Formas de onda das correntes de energizao nos enrolamentos de 230 kV e tenses nos terminais de 138 kV de um transformador de 100 MVA, 230 kV/138 kV submetido a ensaios de chaveamento controlado [4].

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A Tabela 1 mostra a descrio de cada um dos ensaios realizados [4]. Para efeito de comparao, as magnitudes das correntes na Figura 5 esto mostradas em uma mesma escala de magnitude, tendo como base o maior valor de pico de corrente (1110 A) registrado no Test 9.

Tabela 1

Ensaios Descrio

Test 1 Energizao do transformador com controle dos instantes de fechamento dos polos do disjuntor, mas sem a informao de fluxo residual (considerado nulo).

Test 3 Energizao do transformador com controle dos instantes de fechamento dos polos do disjuntor e considerando o fluxo residual medido.

Test 5 Energizao do transformador com controle dos instantes de fechamento dos polos do disjuntor e considerando o fluxo residual medido.

Test 7 Energizao do transformador com controle dos instantes de fechamento dos polos do disjuntor e considerando o fluxo residual medido.

Test 9 Energizao do transformador sem controle dos instantes de fechamento dos polos do disjuntor. Uma anlise das formas de onda das tenses no Test 1 indica que o primeiro polo fechado do disjuntor foi o da fase A e, na sequncia, os outros dois polos (B e C) foram fechados praticamente no mesmo instante, aproximadamente de ciclo aps do fechamento do polo da fase A. Neste caso, apesar do chaveamento ter sido controlado, o valor do fluxo residual no transformador no tinha sido considerado. No Test 3, a energizao do transformador foi controlada, com os instantes de fechamento dos polos do disjuntor ajustados para considerar o fluxo residual medido. Neste caso, as correntes de inrush no transformador apresentaram valores insignificantes e, portanto, no detectadas pelo instrumento de medio, indicando que no houve saturao do ncleo do transformador. Isto pode ser confirmado tambm pelas formas de onda das tenses de 138 kV, as quais no apresentaram distores. Comportamento praticamente similar ocorreu nos ensaios Test 5 e Test 7, indicando a robustez da estratgia utilizada para o chaveamento controlado de transformadores [4]. No Test 9, onde o transformador foi energizado sem o controle dos instantes de fechamento dos polos do disjuntor, as correntes de inrush apresentaram altas magnitudes, com o pico da fase C atingindo mais de 1.100 A, aproximadamente 250% do pico da corrente nominal do transformador, indicando altos nveis de saturao do transformador. Neste ensaio, observa-se pelas formas de onda das tenses de 138 kV que o disjuntor de 230 kV fechou seus polos praticamente no mesmo instante. 4.3 Chaveamento controlado de reator em derivao O desligamento de reatores em derivao normalmente gera sobretenses transitrias devido ao corte da corrente indutiva no reator antes da sua passagem pelo zero natural. Isto ocorre em praticamente todos os desligamentos de cargas indutivas, em maior ou menor grau de severidade, quando a tenso de restabelecimento entre os contatos do disjuntor excede a rigidez dieltrica do meio de extino [5]. Neste caso, a alta taxa de crescimento da tenso de restabelecimento que pode danificar o isolamento dos equipamentos. A manobra controlada de abertura de reatores em derivao reduz praticamente zero a probabilidade de reignies. Isto realizado atravs do ajuste do instante da abertura mecnica dos polos do disjuntor um pouco depois da passagem da corrente pelo zero natural, de forma a aumentar o tempo de arco, permitindo suficiente separao mecnica entre os contatos do disjuntor no instante da extino do arco eltrico, elevando o valor da caracterstica dieltrica fria do disjuntor para garantir que no haja reignies. Esta aplicao muito utilizada para a manobra de abertura de reatores em derivao do sistema da Eletrobras Furnas desde os anos 80 e na CHESF desde os anos 90. As aberturas controladas dos reatores de 150 Mvar/525 kV (Chesf) and 330 Mvar/765 kV (Eletrobras Furnas) tem se mostrados excelentes resultados. 4.4 Chaveamento controlado de linhas de transmisso Um fator primordial no projeto de linhas de transmisso o nvel esperado dos surtos de manobras. No futuro, a capacidade de limitar esses surtos atravs do chaveamento controlado poder oferecer algumas vantagens econmicas significativas. importante ressaltar que o chaveamento controlado de linhas de transmisso requer um dispositivo de controle que possa determinar o estado da tenso nos terminais em cada fase da linha de transmisso e ajustar os tempos de operao de cada polo do disjuntor de forma a sincronizar a tenso medida em cada fase da linha de transmisso nos seus terminais com a tenso do sistema a ser aplicada. Similar ao chaveamento controlado de transformadores trifsicos, onde o fluxo residual e prospectivo devem ser considerados devido os acoplamentos magnticos entre fases, a manobra controlada de linhas de transmisso devem considerar a tenso residual na linha e os acoplamentos eltricos entre fases duranrte a energizao.

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5. BENEFCIOS DAS MANOBRAS CONTROLADAS DE EQUIPAMENTOS DE ALTA TENSO Os benefcios das manobras controladas de equipamentos de alta tenso incluem, fundamentalmente, a mitigao dos transitrios eletromagnticos, melhoria da qualidade da energia eltrica, aumento da certeza de sucessos nas manobras de recomposio do sistema, melhoria no desempenho de disjuntores, reduo do custo de manuteno e extenso da vida til dos equipamentos. O chaveamento controlado de bancos de capacitores e transformadores reduz significativamente a magnitude das correntes de energizao (inrush) e, consequentemente, as sobretenses harmnicas temporrias no sistema, minimizando os diversos inconvenientes e estresses decorrentes dessas sobretenses e correntes de inrush. O chaveamento aleatrio do disjuntor provoca desgastes nos componentes internos das cmaras de extino de arco face s elevadas correntes de inrush (em magnitude e frequncia) e reignies durante as vrias interrupes ou pr-arco durante as manobras de fechamento. Os principais componentes afetados so os contatos principais, contatos de arco e bocais de sopro [6]. Em alguns casos, os desgastes podem exigir manutenes frequentes nos disjuntores, inviabilizando a sua continuidade operacional, onerando a sua manuteno e, s vezes, requerendo substituio. O uso do chaveamento controlado reduz os transitrios eletromagnticos, a ocorrncia de reignies/reacendimentos na cmara de extino e o seu desgaste. Existem indcios de atuao da proteo de sobretenses ou sobrecorrente nas subestaes onde bancos de capacitores e transformadores so manobrados, ou mesmo em subestaes prximas. A atuao do rel de sobretenso pode ocorrer em funo de possveis ressonncias entre os elementos do sistema em sintonia com a frequncia da corrente de energizao dos bancos de capacitores. A probabilidade de uma ocorrncia de operao incorreta da proteo fica ainda maior num processo de recomposio do sistema, tendo em vista que o sistema, degradado em relao sua condio normal de operao, tem um baixo amortecimento frente aos transitrios eletromagnticos e tende ficar mais vulnervel s ressonncias e fenmenos transitrios no muito amortecidos. Com o chaveamento controlado minimiza-se esse risco e favorece o processo de recomposio. Eventuais impecilhos durante uma recomposio demanda a busca de alternativas, atrasando a recomposio e causando perda de receita Transmissora quanto Parcela Varivel (parcela a ser reduzida da receita da transmissora em funo da no prestao adequada do servio pblico de transmisso). A adio de resistores de pr-insero em disjuntores j existentes requer a incluso de uma cmara auxiliar com um custo adicional de 25 a 30% do valor nominal do disjuntor e somente pode ser aplicado quando h possibilidade em funo do projeto do disjuntor. Se tal adaptao no for possvel, apenas a troca completa do disjuntor que permite lanar mo deste recurso (resistor de pr-insero). Por esse motivo, o resistor normalmente disponibilizado j na aquisio ou durante a fase de fabricao do disjuntor. O chaveamento controlado substitui, com menor custo, o resistor de pr-insero. Com a aplicao do chaveamento controlado, ocorre um intervalo maior nas intervenes nos equipamentos para manuteno ou mesmo retroffiting. O chaveamento controlado tambm pode reduzir perdas de receita por indisponibilidade de ativos na Rede Bsica e perdas relativas Parcela Varivel em decorrncia de desligamentos ou atrasos na recomposio do sistema. A indisponibilidade de ativos ou de energizao mal sucedida pode ocorrer face aos transitrios causados pelas manobras convencionais de equipamentos). Segue uma resumos dos principais benefcios das manobras controladas de equipamentos de alta tenso:

Reduo dos transitrios eletromagnticos e estresses mecnicos e dieltricos nos equipamentos; Melhoria da qualidade da energia eltrica e reduo da sada intempestiva de consumidores com

cargas sensveis; Reduo dos desgastes da cmara dos disjuntores e melhoria do desempenho do disjuntor durante a

interrupo de correntes na regio dieltrica; Reduo da operao indesejveis dos sistemas de proteo; Maior segurana nas manobras e reduo do tempo e na recomposio do sistema eltrico; Aumento da expectativa de vida e reduo do risco de falhas de equipamentos; Eliminao da utilizao dos resistores de pr-insero; Reduo da frequncia dos servios de manuteno em equipamentos; Reduo da perda de receita (Parcela Varivel) das transmissoras.

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6. CONCLUSES A experincia adquirida com o chaveamento controlado de equipamentos de alta tenso tem demonstrado que esta tcnica bastante eficiente para mitigar os transitrios eletromagnticos decorrentes das manobras de equipamentos, tornando-se uma poderosa ferramenta para as empresas transmissoras de energia eltrica que tem que atender as rigorosos requisitos de coordenao de isolamento e qualidade da energia eltrica fornecida, alm da necessidade de aumentar a vida til de seus ativos. A eficcia do chaveamento controlado depende de vrios fatores, sendo o mais importante a consistncia/repetibilidade do tempo de operao do disjuntor. Disjuntores com um desvio no tempo de operao menor que 1 ms e com altas taxas de reduo da suportabilidade dieltrica (RDDS) so os mais adequados para essas aplicaes. As melhorias recentes na tecnologia de chaveamento controlado produziram uma variedade de dispositivos que so capazes de fazer o controle preciso do tempo de operao de disjuntores. Com a tecnologia de chaveamento controlado amadurecendo, a flexibilidade, confiabilidade, facilidade de uso e custo global de sua implementao nos disjuntores atualmente em operao iro, cada vez mais, melhorar, beneficiando a operao do sistema eltrico nacional. Os benefcios das manobras controladas de equipamentos de alta tenso so imediatos e duradouros. As empresas de transmisso no Brasil tem aplicado, com certa cautela, a estratgia do chaveamento controlado em seus sistemas para reduzir os transitrios decorrentes das manobras dos equipamentos. Isto se d talvez devido ao conservadorismo tcnico nas empresas, associado pouca difuso dessa tecnologia no Brasil. Em termos mundiais, ainda necessrio aguardar a concluso dos trabalhos/atividades em andamento no Working Group A3.35 (Guidelines and Best Practices for the Commissioning of Controlled Switching Projects) do Cigr.

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