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TE 991 Tópicos em
Qualidade de
Energia
Cap. 7 – Variação de
tensão em regime
permanente
Prof. Mateus Duarte
Teixeira (por J.C. Oliveira)
1. Definição
“Variações de tensão de longa
duração são desvios que ocorrem no
valor eficaz desta grandeza, na
frequência do sistema, com duração
superior a 3 minutos”
1. Origem das Variações de Tensão
Operação de disjuntores;
Manutenção;
Carregamento dos Condutores;
Variação de Cargas;
Chaveamento de Capacitores;
Fiação mal dimensionada ou conexões
mal feitas.
1. Origem das Variações de Tensão
SV. .
V
SZ
jQP
.
V
Scc
.
I
1. Origem das Variações de Tensão
Scc
Q
V
V
V
SV.
.
V
.
I
.
IZ S
.
IRS
.
IjX S
...
)( IjXRVV SSS
2. Exemplo de Histograma de Tensão
3. Limites de Faixas de Tensão -
PRODIST
4. Amostragem das Medições para
redes elétricas
Medições Amostrais
Medições Solicitadas / Reclamações de Tensão
5. Faixas de Conformidade de Tensão
em Regime Permanente
FAIXA CRÍTICA SUPERIOR
FAIXA PRECÁRIA SUPERIOR
FAIXA ADEQUADA
FAIXA PRECÁRIA INFERIOR
FAIXA CRÍTICA INFERIOR
1.008 Leituras Válidas
Intervalo de 10 minutos
Exemplo de Medição
6. DRP – Duração Relativa da
Transgressão de Tensão Precária
Indicador individual referente à duração relativa das
leituras de tensão, nas faixas de tensão precária, no
período de observação definido, expresso em percentual
100.008.1
nlpDRP
%75,5100.008.1
58
DRP
X 925 Leituras
X 15 Leituras
X 10 Leituras
X 50 Leituras
X 8 Leituras
7. DRC – Duração Relativa da
Transgressão de Tensão Crítica
Indicador individual referente à duração relativa das
leituras de tensão, nas faixas de tensão crítica, no período
de observação definido, expresso em percentual
100.008.1
nlcDRC
X 925 Leituras
%48,2100.008.1
25
DRC
X 15 Leituras
X 10 Leituras
X 50 Leituras
X 8 Leituras
8. Compensação
9. Soluções
Compensação direta: equipamentos que
utilizam a filosofia da mudança manual ou
automática de tapes ou aqueles que inserem
de tensões de compensação controladas,
aditivas ou subtrativas, àquelas disponibilizadas
pela rede supridora;
Compensação indireta: técnica atrelada com
equipamentos que operam à base do controle
do fluxo de potência reativa.
9. Soluções
Reguladores de Ação Direta
Exemplos de reguladores baseados na
mudança automática de tapes: Toshiba TB-
R1000, COOPER VR-32 e ITB RAV-2;
Exemplos de reguladores que inserem tensões
de compensação controladas: SIPCON S, DVR,
Softswitching DySC.
9. Soluções
Principio físico dos reguladores de Ação Direta
baseados em mudança de TAPS
1V
2V1N
2N
2
2
1
1
N
V
N
V
1
212
N
NVV
9. Soluções
Reguladores Monofásicos Utilizado para manter regulada a tensão na carga, através de
um comutador de derivações em carga monofásico. São
montados em bancos trifásicos, conexão delta, delta aberto ou
estrela aterrada, permitindo a regulação da tensão em cada
linha individualmente ou através de um sistema mestre
comandado, onde a tensão é regulada para as três fases em
um mesmo nível, substituindo os reguladores de tensão trifásicos
com inúmeras vantagens, cuja principal é o reduzido preço.
Tensão: Até 36.2kV
9. Soluções
Reguladores Monofásicos
9. Soluções
Exemplo de atuação do Regulador de Tensão
9. Soluções
Princípio físico dos reguladores de ação direta via
inserção de tensões de compensação
9. Soluções
Reguladores de Ação Indireta
Alguns exemplos clássicos de dispositivos para
compensação indireta da tensão através do
controle do fluxo da potência reativa:
Bancos de capacitores e/ou reatores, fixos ou
variáveis, manuais e automativos;
Compensadores síncronos;
RCTs (Reatores Controlados a Tiristores);
CCTs (Capacitores Chaveados a Tiristores);
Tecnologia UPFC (Unified Power Flow Controller):
STATCOM, SIPCON P, dentre outros.
9. Soluções Reator Linear e Banco de Capacitores
(chaveamento mecânico)
Fonte CACarga
Disjuntor
Disjuntor
Reator
LinearBanco de
Capacitor
9. Soluções Reator Controlado a Tiristores - RCT
9. Soluções Capacitor Chaveado a Tiristores - RCT
9. Soluções Compensadores Síncronos
9. Soluções Static Synchronous Compensator– STATCOM
9. Soluções Utilização de Capacitores de Baixa Tensão
9. Soluções Utilização de Capacitores de Baixa Tensão
11.400/220V
75 kVA - 3Ø
10 kVAr - 3Ø
1
2
4 5
3
7 28
27
26
25
24 23 22
21
20
6 8 9 10 11 12
13
14
15 16 17 18
19
9. Soluções Utilização de Capacitores de Baixa Tensão
0,75
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1 2 6 7 3 4 20 21 22 23 24 25 26 27 28 5 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Barra
Tensão (
pu )
0,75
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1 2 6 7 3 20 4 21 8 22 23 24 25 26 27 28 5 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Barra
Te
nsã
o (
pu )
Caso Base
Resultados obtidos
sem o capacitor
Caso 01
Capacitor conectado
na Barra 11
9. Soluções Utilização de Capacitores de Baixa Tensão
0,75
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1 2 6 7 3 20 4 21 8 22 23 24 25 26 27 28 5 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Barra
Te
nsã
o (
pu )
0,75
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1 2 6 7 3 20 4 21 8 22 23 24 25 26 27 28 5 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Barra
Te
nsã
o (
pu ) Caso 01
Capacitor conectado
na Barra 11
Caso 02
Capacitor conectado
na Barra 14
9. Soluções Utilização de Capacitores de Baixa Tensão
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1 2 6 7 3 20 4 21 8 22 23 24 25 26 27 28 5 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Barra
Tensão (
pu )
9. Soluções Utilização de Capacitores de Baixa Tensão
PERDAS ( % ) kW kWh / Mês kWh / Ano
Perdas sem compensação 2,79% 1,360 979 11.751
Perdas com compensação 2,26% 1,102 793 9.519
Diferença das perdas 0,53% 0,258 186 2.232
0,0% 0,5% 1,0% 1,5% 2,0% 2,5% 3,0%
Perdas sem compensação
Perdas com compensação
kVA kW kVAr
58,86 48,75 33,00
54,89 48,35 25,98
6,74% 0,82% 21,27%Redução ( % )
Análise de Desempenho
Antes
DepoisCarregamento do Trafo
52 53 54 55 56 57 58 59 60
Carregamento sem compensação
Carregamento com compensação
9. Soluções Utilização de Capacitores de Baixa Tensão
DRP antes e após a conexão do capacitor
9. Soluções Utilização de Capacitores de Baixa Tensão
105
110
115
120
125
130
135
140
145
10:2
0:0
0
15:2
0:0
0
20:2
0:0
0
01:2
0:0
0
06:2
0:0
0
11:2
0:0
0
16:2
0:0
0
21:2
0:0
0
02:2
0:0
0
07:2
0:0
0
12:2
0:0
0
17:2
0:0
0
22:2
0:0
0
03:2
0:0
0
08:2
0:0
0
13:2
0:0
0
18:2
0:0
0
23:2
0:0
0
04:2
0:0
0
09:2
0:0
0
14:2
0:0
0
19:2
0:0
0
00:2
0:0
0
05:2
0:0
0
10:2
0:0
0
15:2
0:0
0
20:2
0:0
0
01:2
0:0
0
06:2
0:0
0
11:2
0:0
0
16:2
0:0
0
21:2
0:0
0
02:2
0:0
0
07:2
0:0
0
Horário
Tensão (
Volts
)
Antes Depois
9. Soluções Utilização de Capacitores de Baixa Tensão
0,70
0,75
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1,05
1,10
10:2
0:0
0
15:2
0:0
0
20:2
0:0
0
01:2
0:0
0
06:2
0:0
0
11:2
0:0
0
16:2
0:0
0
21:2
0:0
0
02:2
0:0
0
07:2
0:0
0
12:2
0:0
0
17:2
0:0
0
22:2
0:0
0
03:2
0:0
0
08:2
0:0
0
13:2
0:0
0
18:2
0:0
0
23:2
0:0
0
04:2
0:0
0
09:2
0:0
0
14:2
0:0
0
19:2
0:0
0
00:2
0:0
0
05:2
0:0
0
10:2
0:0
0
15:2
0:0
0
20:2
0:0
0
01:2
0:0
0
06:2
0:0
0
11:2
0:0
0
16:2
0:0
0
21:2
0:0
0
02:2
0:0
0
07:2
0:0
0
Horário
Fato
r de P
otê
ncia
(pu)
Antes Depois