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Caderno 3 p837 a 1052.pmd

1.
2. 700 0 100 0 105 0 110 0 115 0 120 0 125 0 130 file CURTO1F1 pl4 x var t t TRIGA tt VDELTA t VDELTB t VDELTC FIGURA 7 Portadora e Tens o utilizada no controle das chaves 20 10 0 10 40 0 100 0 105 0 110 0 115 0 120 0 125 0 130 file CURTO1F1 pl4 x var t c CARGYA TERRA3 c CARGY B TERRA3 FIGURA Corrente de carga I 3 Considera es e Pr ximos passos Pelos resultados apresentados embora com algumas simplifica es verifica se que o dispositivo mant m a ten s o na carga pr xima ao seu valor nominal conforme pode ser constatado na forma de onda da tens o de carga da figura 6 que resulta nos seguintes valores eficazes para as respectivas componentes fundamentais Va 12
3. do p i LIMITADOR i L K i BARA i T AC DC AC DC DC DC i i PWM Da i i i CARGA 10 kVA 0 95 fp y E ERR ER A O O S a Re FIGURA 1 Diagrama Unifilar do Mini DVR O retificador de carregamento do capacitor da 1 ver s o ser constitu do de um retificador trif sico a diodo com limita o resistiva O conversor DC AC e uma resist ncia de descarga ligados ao link DC se encarregam de descarre gar o capacitor durante a ocorr ncia da eleva o momen t nea da tens o Nas pr ximas etapas ser considerada a utiliza o de um conversor AC DC bidirecional e controlado As chaves est ticas e contatores de bypass ser o colocadas em paralelo com os prim rios dos trafos de inje o permitindo a prote o do DVR em caso de sobrecorrente na linha principal por afundamentos tempo r rios com dura o superior ao estipulado Est o previstos disjuntores de manobra para que o DVR possa ser substitu do ou reparado sem discontinuidade da alimenta o da carga Os TP s e TC s indicados na Figura 1 est o em n me ro bem superior ao m nimo necess rio destinando se ao controle do DVR e a monitora o das diversas tens es e correntes do sistema B Dimensionamento do Inversor A pot ncia aparente do inversor dada por 1 cuja dedu o ser apresentada em artigo futuro 5 y A
4. CINV custo do investimento CPER custo das perdas COM custo de opera o e manuten o e Custo do Consumidor imperfei es de servi o CEND custo da energia n o distribu da interrup es CDT custo do desvio de tens o CQE custo da qualidade de energia outras imperfei es do servi o como flicker harm nicas afundamen tos s bitos de tens o etc O custo do investimento corresponde das reformas previstas no projeto de rede secund ria realizado por t c nico da Coelba ou por ela terceirizado As simula es rea lizadas no software s o fundamentais pois indicam a ne cessidade de troca e ou adi o de condutores troca e ou adi o de transformadores etc No entanto a parte f sica da rede como troca de postes ou levantamento dos custos de constru o devem ser realizados conforme rotina j estabelecida na COELBA Quanto ao custo das perdas a metodologia desenvol vida fundamenta se no c lculo das perdas em redes secun d rias t picas compostas de transformador de distribui o Nos transformadores as perdas podem ser separadas em perdas no ferro e perdas no cobre As perdas no ferro de pendem da tens o aplicada sobre as bobinas e do projeto das mesmas S o consideradas constantes para cada tipo de transformador onde tipo deve ser entendido como a caracteriza o do transformador por pot ncia e tens o nominais circuitos de baixa tens o ramais de entrada e medidores
5. 1500 080 iiiki Impacto Sobre os ndices de Continuidade do Fornecimento Resultante da Utiliza o de Religadores Inteligentes A C Panizza ENERSUL S A RESUMO Nos sistemas el tricos de distribui o cada vez maior o n mero de problemas relacionados s interrup es da energia suprida As interrup es t m um impacto maior nas cargas comuns que h alguns anos atr s Microcomputadores e ou tros tipos de controles digitais s o amplamente utilizados em todos os setores residencial comercial e industrial Estes ti pos de cargas tendem a perder suas mem rias com as inter rup es e afundamentos moment neos de tens o e o proces so controlado pode ser completamente perdido gerando pre Ju zo econ mico para o consumidor e concession ria de ener gia O presente trabalho tem por meta propor uma solu o inovadora no contexto nacional para a melhoria dos n veis da qualidade da energia el trica em circuitos prim rios e secun d rios de distribui o diminuindo sensivelmente o universo de consumidores afetados pelas faltas permanentes melhoran do assim a qualidade percebida do fornecimento de energia el trica pelos consumidores Cuja mensura o pode ser reali zada por meio dos ndices de continuidade de grupo DEC e FEC e individuais DIC e FIC PALAVRAS CHAVE DEC FEC Faltas Permanentes Religadores de Distribui o EE 1 INTRODU O Nos sistemas el tricos de distribui o cada v
6. III Semin rio Brasileiro sobre Qualidade da Energia El trica SBQEE 99 Bras lia DF Brasil 8 12 Agosto de 1999 7 B D Bonatto B D E A Mertens Jr e F A Fernandes Diag n stico da Qualidade de Energia El trica no Sistema de Distribui o III Confer ncia Latino Americana de Distribui o de Ener gia El trica II CONLADIS Escola Polit cnica da USP Cidade Universit ria S o Paulo SP Brasil 8 13 de setembro de 1998 8 L E O Pinheiro B D Bonatto R Torrezan e F A Fernandes Monitoramento da Qualidade de Energia El trica Fornecida Ca sos Pr ticos Solu es e a Vis o de Planejamento XIII Semin rio Nacional de Distribui o de Energia El trica XII SENDI S o Paulo SP Brasil 11 16 de maio de 1997 9 L E O Pinheiro O S I Komukai B D Bonatto e E Yoshida Medi es para Monitoramento da Qualidade de Energia em Sis tema de Distribui o I Semin rio Brasileiro de Qualidade da Energia El trica I SBQEE UFU Uberl ndia MG Brasil 10 13 de junho de 1996 10 B D Bonatto H W Dommel E A Mertens Jr and F A Fernandes Power Quality Analysis based on EMTP Simulations Harmonics Case Study Sth Brazilian Power Electronics Conference COBEP 99 Foz do Iguassu PR Brazil Volume 1 pp 135 140 September 19 23 1999 96 ANAIS DO II CITENEL 2003 11 B D Bonatto E H Watanabe E A Mertens Jr H W Domm
7. te lineares at 600 Hz 17 realizando medi es confi veis at a quinquag sima harm nica 3000Hz EH II DESCRI O DO TRABALHO A Import ncia da Monitora o dos Harm nicos Alguns dos problemas relacionados presen a de har m nicos s o descritos abaixo 16 a Aquecimento dos cabos destinados a transmiss o de energia diminuindo a vida til dos mesmos b Rompimento da isola o dos transformados ocasionan do o aquecimento e consequentemente defeitos no e quipamento c Superaquecimento de motores de indu o aparecimen to de torques pulsantes d Ocasionar o surgimento de capacit ncias e indut ncias que poderiam provocar resson ncia na linha de transmiss o e Opera o err nea em sistemas de regula o e contro le f Mau funcionamento de dispositivos de medi o basea dos em disco de indu o g Mau funcionamento de l mpadas a merc rio e fluorescen te h Superaquecimento de capacitores usados na corre o do fator de pot ncia etc Deve se ressaltar que para a maioria das concession rias os perfis detalhados do consumo e da gera o harm nica por parte dos consumidores na sua representa o como uma fonte harm nica global bem como o impacto causado no sistema supridor s o praticamente desconhecidos B Escolha do TP para medi o da grandeza Realizou se o levantamento da resposta em frequ n cia de v rios TP Observou se que alguns TPs ver Tabela 1
8. 148 80 Assim para f 60Hz L 3 947mH C 17 826uUF A freq ncia de resson ncia do filtro dada por gt 1 2 o O projeto do filtro feito fixando o valor da indut ncia w em e admitindo se a frequ ncia de resson ncia do filtro igual a IkHz Deste modo obt m se da express o anterior E cada Low F Sistema de controle A figura 2 mostra o diagrama de controle simplifica do sem considerar o sistema de prote o 5 CONTROLE x p CONTROLE Ee DE TENS O LIMITADOR DE PWM CORRENTE FIGURA 2 Sistema de controle do Mini DVR Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 887 ouian de Energia El trica O bloco I respons vel pelo c lculo dos Vref s de cada inversor monof sico Existem diversas estrat gias que est o sendo estudadas por exemplo pode se compensar apenas as amplitudes mantendo se as fases originais pode se compen sar harm nicas presentes na rede pode se fazer inje o de tens o minimizando a pot ncia ativa entregue pelo DVR etc Os blocos II II IV e V s o respons veis por manter a tens o no trafo de inje o igual ao V au Ser utilizada a estrutura com malhas concatenadas A malha interna bloco II se encarrega de manter a cor rente no indutor no valor pr estabelecido pela malha de controle de tens o bloco II de modo a garantir que a tens
9. EE VII CONCLUS ES Uma nova filosofia de opera o de redes utilizando religadores telecomandados e automatizados foi mostrado com vistas a redu o dos ndices de continuidade de grupo e individuais Foi comentado o funcionamento da l gica de recom posi o da carga no caso de defeitos permanentes nos alimentadores Sendo que em casos de defeitos permanen tes o trecho n o defeituoso do alimentador restabelecido com tempo inferior a 01 um minuto portanto n o geran do DEC FEC DIC e FIC para estes consumidores Toda a recomposi o sendo realizada sem a interven o do des pachante do COD Ficou demonstrado que a redu o nos ndices de con tinuidade de grupo dos alimentadores envolvidos podem chegar a 50 para o DEC e 67 para o FEC 906 ANAIS DO II CITENEL 2003 EM VII REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS Cat logos 1 2 3 Reclosers Types NOVA 15 and NOVA 27 Three Phase Microprocessor Contrplled Installation and Operation Instructions Religadores Controles Microprocessados para Religadores kyle Form 5 Form 5 UDP e Form 5 NOVA DC Instru es para Instala o e Opera o KYLE Form 5 Eletronic Recloser Control Livros 4 Dugan Roger C Mcgranaghan Mark F Beaty Wayne H Electrical Power Systems Quality 1996 McGraw Hill Prioriza o de Investimentos em Melhoramentos de Sistemas de Distribui o A Valente UNIFACS A Almeida COELBA J Ramalho UNIFAC
10. FIGURA 10 Comportamento da DHI para a tens o harm nica de ordem 5 Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 445 Otan de Energia El trica Por outro lado uma an lise mais aprofundada das cor rentes no lado secund rio deste transformador antes e de pois da energiza o do filtro ainda se fazia necess ria A figura 11 abaixo mostra a forma de onda para a fase A da corrente no secund rio deste transformador antes da energiza o do filtro correspondente Observa se a que a corrente de 5 harm nica de aproximadamente 1 A No entanto quando o filtro energizado ver figura 12 esta corrente de 5 harm nica cresce para 14 A A mais prov vel raz o para este aumento de corrente harm nica de 5 ordem a presen a do filtro que oferece um caminho el tri co mais curto para essas correntes ter atra do correntes de 5 harm nicas oriundas do lado de AT 13 8 kV T tom mo oa a Je m FIGURA 11 Forma de onda da corrente fase A no circuito secund rio do transformador e correspondente espectro harm nico ANTES da energiza o do filtro PESE Canal TE FF HI bajad dd SERES MM OT a al E N Lazian FIGURA 12 Forma de onda da corrente fase A no circuito secund rio do transformador e correspondente espectro harm nico APOS a energiza o do filtro Conforme mencionado acima o destino final desta cor rente de 5 harm nica medida no s
11. o TABELA 7 Varia es moment neas de tens o verificadas s Varia es Moment neas de Tens o VMT Dura o VMT Afundamento Moment neo de tens o AMT EMT 5 Total VMT ciclos n 20 20a30 30a40 40a50 50a60 60a70 ETEEN 80 a 90 Fio Iporaua o de 272 1 J TAI TI T 42 0 O i E 4 2 A curva de incid ncia de varia es moment neas de tens o da barra de 13 8kV da SE Navira a disposi o das VMT s na curva CBEMA e a curva de incid ncia acumu lada segundo amplitude e tens o s o apresentadas nas fi guras de 11 a 13 respectivamente Frequ ncia n mero de ocorr ncias a gt gt E o a 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 1 Dura o segundos FIGURA 13 Curva de incid ncia acumulada de AMT e Medi es na SE Corumb O consumidor monitorado nesta subesta o foi a f brica de cimento Ita A tabela 8 apresenta a tabela das Varia es Momen t neas de Tens o VMT na barra de 138 kV da Subesta o Corumb no per odo de monitora o TABELA 8 Varia es moment neas de tens o verificadas E Dura o VMT Afundamento Moment neo de tens o AMT EMT Total VMT ciclos f 10a20 20330 30440 40350 50a60 60a70 70480 80a90 gt 10 por dura o 7 Varia es Moment neas de Tens o VMT pm ERES E
12. o alimentadores ou subesta es por exemplo T picos da compensa o reativa relacionada ao controle de tens o Degrada o de capacitores na presen a de harm nicas resson ncias Estudos de transit rios provenientes do chaveamento de bancos de capacitores Estudos de instala o de bancos em ambientes industriais tendo em vista os efeitos da res son ncia harm nica causada pelos capacitores e o fen me no do cancelamento harm nico A partir desta an lise foi verificado que boa parte dos problemas encontrados na instala o de bancos de capacitores reside na circula o de harm nicas na rede na localiza o e nos chaveamentos desses equipamentos O que salientou a import ncia no desenvolvimento de um sis tema que forne a uma configura o tima para bancos de capacitores reduza a circula o de harm nicos na rede e elimine problemas relacionados a energiza o desenergiza o desses equipamentos B Pesquisa e Desenvolvimento de um prot tipo de padr o vers til de Bancos de Capacitores Foram feitas an lises visando definir a forma de de senvolvimento do banco vers til reloc vel de capacitores para aplica o em Sistemas Prim rios Tamb m foram fei tas an lises buscando um local adequado para a instala o do prot tipo A melhor defini o para este tipo de banco foi o ter mo Plug amp Play pois se trata de um banco de f cil instala o sem necessidade de desligamentos da rede
13. rea afetada dispositivos operados manobras efetuadas consumidores atingidos material utilizado causa da ocorr ncia etc e Composi o das equipes respons veis pela Opera o e Manuten o englobando quantidade de eletricistas por tipo de equipe ve culo utilizado por cada tipo de equi pe adapta es no ve culo visando facilitar a execu o das tarefas etc e Ferramental e Equipamentos dispon veis para a execu o das tarefas de Opera o e de Manuten o de rede e Tipos de servi o executados por cada tipo de equipe A partir dessas informa es poss vel se estabelecer um plano de a es bastante eficiente EM II DETALHAMENTO DOS TIPOS DE A ES A An lise De Ocorr ncias A an lise das ocorr ncias permite estabelecer priorizar e direcionar as a es de forma que as mesmas sejam o mais eficiente poss vel Al m do mais a an lise sistem tica desses dados pos sibilita acompanhar a evolu o e as mudan as das caracte r sticas dos tipos de o corr ncia permitindo uma modifica o din mica e eficiente das a es priorit rias e seus reais efeitos na melhoria do processo pois a realimenta o do processo din mica Para tanto tais an lises englobam 1 Causas mais freq entes a Na rede prim ria b Na rede secund ria necess rio que se efetuem levantamentos envolven do as ocorr ncias observadas no per odo de an lise visan do determinar as causas de interrup es
14. 44 Uma vis o panor mica do ponto a ser instalado o pro t tipo do filtro mostrada a seguir FIGURA 3 Vis o panor mica o local escolhido B Instala o do Prot tipo O prot tipo dever ser instalado at o prazo de en cerramento do primeiro ciclo deste projeto que ser em setembro de 2003 EM VII CONCLUS O De acordo com o descrito neste artigo pode se con cluir que o Projeto PD69 vem atingindo seus objetivos den Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 925 Otan de Energia El trica tro do Primeiro Ciclo conforme estava proposto na pro posta de P amp D aprovada pela Aneel Uma das grandes vantagens associadas ao sistema Plug amp Play proposto o ganho no tempo de instala o retira da de capacitores na rede o que atualmente feito em v rias horas Com 1sso ser o evitadas manobras no siste ma pois n o haver necessidade de abertura de ramais para instala o sem preju zo dos consumidores Vale ressaltar que dever o ser feitas avalia es deste padr o vers til de capacitores bem como do sistema con jugado de compensa o reativa comparando o com o de sempenho dos equipamentos convencionais existentes em alimentadores de distribui o Para tanto um trabalho sis tem tico de monitora o dever ser feito Al m disso v lido mencionar que atualmente as empresas de energia t m investido em tecnologias moder nas de supervis o e controle como po
15. Este primeiro prot tipo serviu para que todas as l gicas e programas computacionais fossem testados Esta fase foi importante para eliminar diversos proble mas de especifica o pois como o filtro foi constru do com componentes mais baratos de menor pot ncia permitia testes em que eles eram saturados e muitas vezes queimados aq e e FIGURA 9 Vis o Geral do Segundo Prot tipo Esta estrutura permitiu tamb m que parte do processo de transfer ncia tecnol gica fosse feita Elementos do cor po t cnico da EDP Bandeirante visitaram a montagem e Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 855 puderam realizar diversos testes Este primeiro prot tipo foi montado de forma segmentar com os seus componen tes dispostos de acordo com a sua fun o no equipamento ou seja de forma did tica Terminada a fase de testes com este primeiro pro t tipo foi iniciada a constru o do segundo prot tipo para atuar em uma rede de 220 V Alguns dos circui tos e componentes por serem de maior pot ncia foram adquiridos substituindo os existentes no primeiro pro t tipo Os programas computacionais continuaram pra ticamente os mesmos Nas reuni es com os profissionais da EDP Bandei rante vislumbrou se a possibilidade de se colocar este prot tipo em uma rede de 13 8 kV Com isto alguns elementos do segundo prot tipo foram trocados e al guns ajustes foram alterados A Figura 9 uma foto do segund
16. QUALIDADE DE ENERGIA ELETRICA EL 9 CISAOUI OP opepienod ANAIS DO II CITENEL 2003 636 An lise da Instala o de Filtros Harm nicos Passivos em Circuitos Secund rios de Distribui o C Penna ENERSUL e J W Resende UFU RESUMO Este artigo apresenta as bases te ricas os resultados pr ticos e os coment rios relativos instala o de 8 filtros sintoniza dos no lado de BT de 8 transformadores pertencentes a um alimentador em 13 8 kV PALAVRAS CHAVE Compensa o harm nica Filtros harm nicos Medi es har m nicas EM I INTRODU O O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um equipamento in dito sob o ponto de vista de aplica o para conex o junto aos circuitos secund rios dos sis temas de distribui o Trata se de um filtro harm nico LC sintonizado em frequ ncias prejudiciais a v rios elementos dos sistemas de energia como por exemplo equipamentos microprocessados instalados junto aos alimentadores de distribui o cargas sens veis bancos de capacitores etc Atualmente algumas concession rias brasileiras es t o instalando capacitores de baixa tens o em circuitos secund rios de distribui o Esta medida sem d vida alguma traz v rios benef cios ao circuito como por exemplo diminui o do carregamento dos transforma dores de distribui o diminui o das perdas t cnicas no segmento considerado aumento do n vel de tens o melhoria do fator
17. arm ordem harm nica h Rh resist ncia do ramo ij na freq ncia harm nica h Ih corrente harm nica de ordem h da barra i paraj O valor da corrente harm nica Ih dado pela se guinte equa o Vh Vh j 7h 3 1 onde Vh e Vh s o as tens es nas respectivas barras 1 e J Essas tens es s o calculadas pelo programa O programa HARMFLOW calcula todas as perdas joulicas associadas correntes harm nicas presentes no sistema de energia desde a fundamental at a ltima har m nica existente considerando a corre o no valor da re sist ncia dos elementos do sistema pelo efeito Skin EE I EXEMPLO ILUSTRATIVO A figura 2 mostra um sistema de 9 barras para o qual ser o calculadas as perdas joulicas fundamentais e harm nicas atrav s do programa HARMFLOW 0 01 j0 03 yY 0 01 j0 02 0 01 j0 02 1 0 001 j0 2667 SD 158kV 15 8kV 0 01 0 02 0 8MW 2 4MW Cosg 0 8 COSg 0 8 SOSUR 0 01 j0 02 7 2 4MW 0 02 j0 03 cosg 0 8 a 0 01 j0 02 4 0MW 2 4MW 0 8MW COS 0 8 COs 0 8 COS 0 8 FIGURA 2 Sistema de 9 barras 898 ANAIS DO II CITENEL 2003 Os resultados do estudo est o na figura 3 As perdas s o apresentadas por ramo o que possibilita identificar em qual ramo est ocorrendo a maior perda joulica Em bora n o mostrado nesta figura o programa mostra as per das tamb m por
18. o e isola o da rea defeituosa menor que 01 minuto por tanto n o gerado DEC e FEC para o alimentador com pleto Contudo o tempo de restabelecimento do defeito deste trecho ainda de 1 5 hora Assim o DEC e o FEC totais ser o de 135945 DEC 0 49 hora Total 4140 8 1359 1 PEC ae PT Sue 9 C Cen rio 3 Opera o de Redes de Distribui o com Chave Faca Defeito no Alimentador 05 Considerando um defeito no trecho 1 do alimentador Al 05 como mostra a figura 12 SE CGB DEFEITO DJ CGB 07 4 RL 5652 E BE Trecho 1 Trecho 2 RL 8773 NA E DJ CGB 05 RL 7275 FIGURA 12 Cen rio 3 Opera o com chave faca Considerando tamb m que na opera o da Rede de Distribui o com chave faca o tempo de manobras para localiza o e isola o da rea defeituosa leva em m dia 0 5 hora e o tempo de restabelecimento do defeito no tre cho 1 de 1 5 hora Assim DEC e FEC ser o 4703 0 5 DEC qreecho Trecho 2 mo 4703 0 5 hora 1 0 2595 1 5 DEC 0 83 h Trecho 1 4703 ora 1 1 Portanto o DEC total ser DEC 0 5 0 83 12 DEC 1 33 hora 13 E o FEC total ser 4703 1 FEC 1 i c 14 Total 4703 D Cen rio 4 Opera o de Redes de Distribui o com Religadores Defeito no Alimentador 05 Considerando um defeito no trecho 1 do alimentador Al 05 mas agora a opera o com religadores e a l gica
19. www ceonet des napier ac uk resources flying_circus tutorials 11 GALV O Carlos de Oliveira e VALEN A M I S Sistemas In teligentes Aplica o a Recuros H dricos e Ci ncias Ambientais Ed Universidade Rio Grande do Sul 1999 12 GALV O L C R REIS L B e UDAETA M E M Introdu o a aplica o do planejamento integrado de recursos PIR orientado ao desenvolvimento sustentado numa rea rural GEPEA POLI USP 1997 13 GHIRARDI A G A presen a da ag ncia reguladora estadual e a qualidade dos servi os de distribui o de energia el trica In I Congresso Brasileiro de regula o de servi os P blicos Concedi dos 2000 Salvador Anais Salvador CD ROM 14 GOUVEIA M R Bases Conceituais para o Planejamento de Investimen tos em Sistemas de Distribui o de Energia El trica 1993 Tese de Douto rado Escola Polit cnica Universidade de S o Paulo Registrador de Qualidade de Tens o com Leitura Remota L Marques E Ara jo ENAUTEC J A S Brito COELBA RESUMO Este artigo descreve o Registrador de Qualidade de Tens o com Leitura Remota RQT prot tipo que foi desenvolvido para monitorar remotamente valores eficazes de tens o da rede secund ria al m de registrar viola es de faixas de valores m ximos e m nimos de sobretens o e subtens o com respec tivos hor rios de ocorr ncia e dura o em ciclos Essas infor ma es ser o teis para verificar
20. 1 2 fp fp L2 banco de capacitores ld P L24 STATCOM Da fp L2 sem compensa o 0 9 T n os in NR n s m gs a mada 0 8 0 7 fP L24 STATCOM fp L2 sem compensa o 0 6 e t t t t t t t t t 0 1 2 3 4 5 FIGUA 17 Fator de pot ncia na carga 2 a sem com pensa o b com bancos de capacitores chaveados c com o controle de fator de pot ncia do STATCOM Verifica se nestes resultados que o controle de fator de pot ncia realizado atrav s do STATCOM mant m o fa tor de pot ncia no ponto de medi o L2 no valor m nimo necess rio 0 92 atrav s da compensa o din mica dos reativos gerados por esta carga Este resultado bem me lhor do que o resultado onde n o h compensa o No entanto o resultado obtido atrav s dos bancos de capacitores devido a um excesso de pot ncia reativa de compensa o que resultante da varia o discreta dos valores dos bancos de capacitores melhor do que o obti do pelo STATCOM Por m estes resultados introduzem varia es bruscas transit rios e resson ncias e n o podem ser ajustados s varia es din micas de pot ncia reativa na mosforma precisa como foi obtida pelo STATCOM EM VI CONCLUS ES Neste trabalho a aplica o do STATCOM em sistema de distribui o foi apresentada atrav s de proposta de con troles para a tens o e para o fator de pot ncia Num sistema exemplo apresentado mostrou se a efi c cia do STATCOM faz
21. Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 855 ou seja um sinal de mesma amplitude e fase oposta A extens o deste princ pio aos sistemas de distribui o de energia el trica gera o diagrama simplificado da figura 1 A rede de distribui o representada pela fonte de tens o Vs est sujeita a uma carga n o linear ou linear com bai xo fator de pot ncia As grandezas el tricas que podem ser as tens es e correntes de carga e de rede dependendo da estrat gia adotada s o as vari veis monitoradas pelo FAP que ap s processamento gerar o os harm nicos de corrente para redu o dos harm nicos indesej veis que cir culam pela rede A principal diferen a em rela o ao con trole ativo de ru do que no FAP deseja se manter a com ponente fundamental de corrente 60 Hz e esta em fase com a fundamental de tens o Com isso garante se um alto fator de pot ncia e baixa distor o harm nica da cor rente drenada da rede el trica Otan de Energia El trica a E ri A ja Fitre Atin al 1 ral ido 171 FIGURA 1 Diagrama simplificado da atua o de um filtro ativo paralelo Apesar do filtro ativo paralelo ser mais indicado para compensa o de reativos redu o da taxa de distor o har m nica de corrente e corre o do fator de pot ncia ele con tribui tamb m para a melhoria das taxas de distor o har m nica de tens o provocadas por correntes com caracter s ti
22. Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 951 U H Bezerra J N Garcez M N A Moscoso J A S Sena K T Souza R R Silva R S Lemos A A A Tupiassu J E Mes quita Desenvolvimento de prot tipo de um instrumento para monitora mento da qualidade de energia de uma concession ria de distribui o de energia el trica In I CITNEL Congresso de Ino va o Tecnol gica em Energia El trica Bras lia DF 2001 U H Castro R N C Alves M N A Moscoso J A S Sena K T Souza A G Castro Bezerra J N Garcez W J F Lima J H M Maciel A L S E M Amazonas A A A Tupiassu J E Mesquita Istrumento para monitoramento da qualidade da ener gia em rede de distribui o el trica In IV SBQEE Semin rio Brasileiro de Quali dade da Energia El trica Porto Alegre RS 2001 U H Bezerra J N Garcez W J F Lima J H M Maciel A L S Castro R N C Alves M N A Moscoso J A S Sena K T Souza A G Castro A A A Tupiassu J E Mesquita Power quality mo nitoring instgrument for energy distribution feeder In 11th IMEKO TC 4 Symposium Trends in Electrical Measurement adn Instru mentation Lisboa PT 2001 U H Bezera J N Garcez W J F Lima J H M Maciel A L S Castro R N C Alves M N A Moscoso J A S Sena K T Souza A G Castro A A A Tupiassu J E Mesquita Itegrating a power quality monitoring system in a distributio
23. De O eIVI gt IVd n o existe pot ncia ativa P 0 por m existe pot ncia reativa capacitiva Q lt 0 figura 3 e As situa es apresentadas mostram como o STATCOM opera em rela o ao sistema el trico ao qual est conectado Vs Ly o L XL Vi V FIGURA 2 Diagrama em blocos simplificado do STATCOM partes b sicas Atrav s destes resultados verifica se que caso as ten s es do sistema CA e do STATCOM estejam sincroniza das e em fase n o h pot ncia ativa em nenhum sentido por m se a amplitude das tens es forem diferentes obser va se a exist ncia de pot ncia reativa 858 ANAIS DO II CITENEL 2003 Vs Vi Va gt Vi fis lt a fc id Le FIGURA 3 Diagramas fasoriais das tens es e corren tes do sistema el trico e do STATCOM Desta forma o STATCOM pode operar como um ban co trif sico de indutores vari veis gerando correntes atrasa das de 90 em rela o tens o do sistema el trico ou como um banco de capacitores trif sicos vari veis gerando cor rentes adiantadas de 90 Realizando para isto o controle cont nuo de amplitude de tens o do inversor atrav s de pe quenas defasagens entre as tens es da rede e do inversor EE III O SISTEMA EXEMPLO Para demonstrar o STATCOM atuando como equipa mento controlador da tens o e de fator de pot ncia um sistema exemplo foi implementado O sistema exemplo uti lizado nos testes com o STATCOM est esquematiz
24. Relat rio de estudo e defini o dos pontos Especifica o e compra dos materiais necess rios Pro t tipo instalado Etapa 3 Desenvolvimento de prot tipo de padr o de com pensa o reativa e filtragem de harm nicas para aplica o no sistema secund rio de distribui o de baixo custo e Descri o Levantamento bibliogr fico sobre inova es tecnologias e estado da arte da compensa o reativa e filtragem de harm nicas em sistemas secund rios de distri bui o Pesquisa e desenvolvimento de um prot tipo de com pensa o reativa e filtragem de harm nica de baixo custo para instala o em sistemas secund rios de distribui o e Produtos Relat rio das inova es tecnol gicas e da si tua o atual da compensa o reativa Prot tipo de pa dr o vers til desenvolvido Etapa 4 Implementa o do prot tipo da compensa o reativa e filtragem harm nica de baixo custo na BT Baixa Tens o e Descri o Estudo e defini o do ponto de instala o do prot tipo no sistema secund rio com alto fluxo de harm nicas pertencente ao alimentador prim rio onde foi instala do o prot tipo do padr o de banco de capacitores vers til Levantamento especifica o e aquisi o dos equipamen tos e materiais necess rios Instala o do prot tipo e Produtos Relat rio de defini o do ponto de instala o Especifica o e compra dos materiais necess rios Pro t tipo instalado A
25. T De Souza Nesc Ufpa R R Da Silva Nesc Ufpa R S Lemos Nesc Ufpa G P S Cavalcante Nesc Ufpa J S E Silva Nesc Ufpa A A A Tupiass Rede Celpa J C Neto Rede Celpa E P S A Lima Rede Celpa RESUMO As varia es transit rias de tens o provocadas por defeitos ou manobras que ocorrem nas redes de distribui o s o fato res que afetam a qualidade da energia e podem provocar o mau funcionamento e at a queima de equipamentos em insta la es consumidoras o que gera reclama es dos consu midores junto s concession rias de energia Devido postu ra dos consumidores e das ag ncias reguladoras em exigir me lhor qualidade para o produto energia el trica o monitoramento e o registro das ocorr ncias desses fen menos hoje assume consider vel import ncia para prover as empre sas distribuidoras com meios adequados para identificar ana lisar e encaminhar solu es mitigadoras para problemas cau sados pela ocorr ncia desses fen menos Neste trabalho apre senta se um sistema de monitoramento de varia es de tens o capaz de identificar e registrar as ocorr ncias de interrup es de energia VTCD s Varia es da Tens o de Curta Dura o e os transit rios oscilat rios de baixa frequ ncia at 5 KHz que ocorrem nas redes de distribui o Ser o apresentados detalhes do desenvolvimento do instrumento para a aquisi o das amostras de tens o nas fases A Be C do software para a detec
26. a sintoniza o do ramo LC em uma frequ ncia m ltipla inteira da fundamental tem se dois tipos distintos de filtros filtros sintonizados e filtros amortecidos Os filtros sintonizados s o circuitos ressonantes s rie que na frequ ncia de sintonia ou de resson ncia apresen tam baixa imped ncia praticamente igual resist ncia do circuito Para frequ ncias menores que a frequ ncia de sintonia s o capacitivos e para as frequ ncias superiores aquela frequ ncia s o indutivos Portanto para a frequ ncia fundamental estes filtros funcionam como compensadores de reativos Os filtros amortecidos s o circuitos formados por capacitores indutores e resistores em diferentes combina es e que oferecem baixa imped ncia sobre uma larga fai xa de frequ ncia Na frequ ncia fundamental a exemplo dos filtros sintonizados os filtros amortecidos tamb m apresen tam imped ncia predominantemente capacitiva J nas frequ ncias superiores eles s o essencialmente resistivos Para o presente projeto optou se por motivos de se guran a devido principalmente inconst ncia das carac ter sticas de topologia dos circuitos secund rios de baixa tens o a sintoniza o do ramo LC em frequ ncias fracion rias mais especificamente em 288 Hz A seguir para um melhor posicionamento do leitor ao longo deste trabalho apresentam se os equacionamentos b sicos relativos sintoniza o entre capacitores e indutores para a c
27. acoplado a um suporte para fixa o em poste via cintas met licas Incorporou se um sensor de temperatura ao sistema de aquisi o do registrador de forma a fazer um acompanhamento remoto da temperatu ra interna do prot tipo instalado no poste FIGURA 3 Prot tipo montado no gabinete Uma vez testada a conex o local via modem de RF incorporou se um equipamento celular com tecnologia CDMA configurado para transmiss o de dados via cabo de comunica o com porta RS232 O RQT foi projetado para registrar transgress es que ocorrem nas tens es na rede el trica O registro destes eventos possibilita o c lculo off line dos diversos in dicadores de qualidade exigidos pela ANEEL ou pela con cession ria Para este prop sito s o definidas cinco faixas de tens o de opera o A cada aquisi o a tens o lida comparada com os limites das cinco faixas e o contador da faixa adequada incrementado Al m dos contadores das faixas a tens o lida comparada com os limiares de m x1 mo e m nimo da sobretens o Para verificar se a tens o da rede est dentro das faixas de opera o necess rio calcular a tens o rms a partir de amostras no conversor anal gico digital O conversor utili zado de 12 bits no modo de convers o bipolar Para o c lculo desta tens o se utiliza uma taxa de aquisi o ou amostragem de amostras por ciclo de 60 Hz e uma ja nela de medi o de ciclos Isto indica que s o neces
28. correntes da carga no sistema estacion rio T obtido atra v s do PLL A fun o do multiplicador efetuar a divis o da integral pelo intervalo de integra o isto T 6 Portan to o que se tem ao final s o as m dias m veis das compo nentes id e iq em 1 6 do per odo da fundamental t I A S fia at E 3 1 a 6 t M dia gt liq dt K 3 2 FILTRO BUTTERWORTH FIR FILTRO BUTTERWORTH FIR FIGURA 2 Diagrama de blocos para retirada das componen tes cc de id e iq pelo m todo da m dia m vel Tal procedimento se fundamenta no fato de que todas as harm nicas de ordem mpar se tornam m ltiplas de 6 quando observadas no sistema de refer ncia d q Assim com exce o da fundamental que se transforma em um n vel CC todos as harm nicas mpares t m a m dia em 1 6 do per odo igual a zero A seguir ser feita uma descri o detalhada de como as harm nicas mpares se tornam m ltiplas de 6 quando quando transformadas Em primeiro lugar importante observar o tipo de sequ ncia de fase que cada harm nica apresenta Se a car ga equilibrada as correntes apresentar o um defasamento entre si de 2 7 3 ou seja os defasamentos das fases a b e c ser o respectivamente ja 0 jb 2 7 3 e qc 2 1 3 Com isto os defasamentos nas fases a b e c para uma harm nica de ordem n qualquer ser o respectivamente Pp 0 n 4 1 TT Opn m 42 TT Qon Re 4 3 As h
29. de verificado nos afundamentos moment neos de tens o da SE Corumb e a elevada quantidade de eventos na SE Campo Grande com certeza trariam preju zos aos clientes com cargas sens veis Ficou demonstrado que no c lculo da estimativa dos custos das interrup es dos processos produtivos neces s rio a informa o de perdas parada da produ o cujo do m nio de conhecimento do consumidor Como propostas para trabalhos futuros sugere se a reali za o de medi es simult neas na barra da subesta o e no ponto de acoplamento comum de consumidores para a deter mina o da propaga o das varia es moment neas de tens o EM VII REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS 1 DUGAN R C McGranaghan M F Beaty H W Electrical power systems quality Editora McGraw Hill USA 1996 2 ONS SUBM DULO 2 2 Padr es de Desempenho da Rede B sica Outubro de 2000 3 VILELA J H Contribui es ao diagn stico da qualidade da ener gia el trica disserta o de mestrado UFU Fevereiro 1997 4 PEREIRA F C Contribui es aos estudos dos impactos energ ticos associados a qualidade da energia el trica Disserta o de Mestrado UFU Fevereiro 1998 5 DECKMANN Sigmar M Dr Varia es Moment neas de Ten s o Estudos sobre qualidade de energia el trica Relat rio Final Estudos Sobre Qualidade de Energia ANEEL Julho 2000 6 RAMOS A J P Identifica
30. detec o dos fen menos VTCD s calculado o valor RMS de cada ciclo e a partir do momento que ocorrer uma vari a o maior que 10 acima ou abaixo do valor nominal da tens o o instrumento inicia o registro do fen meno Em paralelo uma outra rotina executada comparando o va lor de uma amostra adquirida com o valor da amostra an terior usando como base a t cnica de detec o dos fen menos transit rios oscilat rios Com rela o interface com o usu rio 7 est o dis pon veis no software algumas facilidades que permitem a realiza o de diversas a es tanto ao n vel do instrumento como ao n vel do banco de dados local Por meio do siste ma de software o usu rio pode realizar as tarefas de Con figura o do Instrumento possibilitando uma verifica o altera o remota de alguns de seus par metros operacionais como os n veis estabelecidos por ex do valor de tens o nominal para a detec o dos VTCD s a taxa de amostragem do sinal de tens o e o n mero de identifica o IP do ins trumento Os cadastros das subesta es e dos instrumentos de monitoramento nestas subesta es s o realizados de maneira simples atrav s da janela de interface homem m quina Cada instrumento deve est associado a um telefone cujo n mero informado inclusive com o c digo de rea Os dados de campo enviados pelos instrumentos s o armazenados no banco de dados e acessados diretamente pelo usu rio para
31. es Dispon veis Informa es Dispon veis o Composi o das Equipes Taxa de falha m dia km rede prim ria Treinamento Efetuado Taxa de falha m dia km rede secund ria Ferramental Necess rio Taxa de falha m dia tipo de equipamento Ferramental Dispon vel Equipe est atuando dentro dos padr es estabelecidos Sim Efetuar inspe o e levantamento de campo no trecho e definir a melhor solu o para o caso espec fico O trecho em an lise apresenta taxa de falha superior a taxa m dia para o tipo de rede FIM P a reciclagem Sim J foi treinada para a atividade Efetuar inspe o e Sim levantamento de campo no equipamento e definir a melhor solu o para o caso espec fico O equipamento conectado no trecho apresenta taxa de falha superior a taxa m dia para o seu tipo Efetuar o treinamento Efetuar minuciosa inspe o e levantamento de campo poste a poste com equipe composta de t cnicos e eletricistas de linha viva Equipe possui o ferramental necess rio para a execu o da tarefa Adquirir o ferramental necess rio Foi poss vel estabelecer o local ou ponto do defeito Problema Agilizar solu o 5 9 e resolvido A quantidade dispon vel a necess ria N o
32. es acima de 4 Os algoritmos de filtragens continuam sendo melhorados para trazer esse valor para pelo menos a 2 Todas essas Intera es considera es e simula es consumiram tempo al m do previsto tanto que foi solici tada prorroga o do prazo por mais 60 dias O produto acordado est funcional a n vel de prot tipo ou seja mede varia es de tens o individualiza harm nicas at a 15 e calcula DHT pelo processo tradicional somat rio das har m nicas at a 322 Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 673 Otan de Energia El trica EM II CONCLUS ES O desenvolvimento desse equipamento obrigou a ter contato com uma s rie de quest es ainda n o resolvidas Essas quest es permanecem para serem debatidas em f rum adequado Existem os pesquisadores especialistas em qua lidade de energia inclusive aproveito a ocasi o para agra decer a todos os contactados que conhecem profunda mente os fen menos do sistema de energia e seus efeitos e existem os pesquisadores especialistas em transformar e eletronizar a visualiza o desses fen menos atrav s de algoritmos matem ticos e adequ los s limita es de implementa es de circuitos eletr nicos mesmo os de l tima gera o Acredita se que seja a hora de aglutinar as compet ncias dos especialistas mencionados e implementar um ambiente onde se possa simular essas teorias afinadas com as tecnologias na rea de elet
33. es da qualidade da energia el trica fornecida aos consumidores do ponto de vista das varia es moment neas de tens o Com o banco de dados obtidos da campanha de medi es desenvolveu se uma rotina computacional no qual auxilia na constru o das tabelas e gr fico para a an lise das varia es moment neas de tens o Mostrou se as tabelas das varia es moment neas de tens o a distribui o destas varia es e as curvas de inci d ncia acumulada dos afundamentos moment neos de ten s o para as subesta es monitoradas num per odo de 05 cinco meses Verificou se que em todos os pontos monitorados a grande maioria dos eventos de varia es moment neas de tens o encontraram se dentro do inv lucro da curva CBEMA Sendo assim n o ocasionaram paradas em pro cessos produtivos de consumidores O que caracterizando um bom n vel de qualidade sendo esta curva tomada como refer ncia para esta an lise Demonstrou se com as VMT s verificadas na subesta o Campo Grande Almoxarifado que a quantidade de varia es moment neas de tens o num dado circuito diretamente influenciada pela fregii ncia de interrup es dos circuitos adjacentes Ou seja a quantidade das VMT s de pende da quantidade de eventos nos circuitos adjacentes A elevada quantidade de VMT s verificadas na SE Cam po Grande Almoxarifado se deve ao fato desta subesta o atender uma densa rea urbana e rural com alimentadores extensos
34. foram escolhidas tr s reas tr s trafos de distribui o de tens o nominal 13 8 kV das quais uma foi selecionada para Instala o deste primeiro prot tipo A escolha foi feita baseando se nos resultados das me di es de tens o fluxo de pot ncia ativa e reativa e distor o harm nica no secund rio do transformador O procedimen to de medi o adotado foi o de realizar coletas das grande zas retrocitadas durante um per odo de sete dias com inter valos de registros de 5 em 5 minutos para que ap s an lise desses dados al m da escolha do local fosse feito o dimen sionamento do filtro passivo a ser instalado O local que apresentasse as condi es mais cr ticas seria o escolhido para instala o do primeiro prot tipo Mais adiante est uma descri o mais detalhada so bre o local escolhido bem como sobre os demais locais selecionados para medi o B Instala o do Prot tipo O fabricante fornecer o equipamento para ser insta lado at o m s de setembro de 2003 V ETAPA 3 DESENVOLVIMENTO DO PROT TIPO DE BAIXO CUSTO PARA APLICA O NA REDE SECUND RIA DE DISTRIBUI O A Levantamento Bibliogr fico sobre inova es tecnol gicas e verifica o do estado da arte da compensa o reativa e filtragem harm nica para sistemas secund rios de distribui o Da mesma maneira que na pesquisa bibliogr fica relaci onada compensa o na rede prim ria foi feita uma an lise de v ria
35. o O terceiro bloco se refere ao conversor de pot ncia o manipulador da energia el tri ca de forma a se conseguir o efeito de filtro de harm ni cos pelo equipamento O quarto diz respeito ao sistema de interface entre o filtro ativo mais propriamente o conversor de pot ncia do filtro ativo e o sistema de dis tribui o Esta interface feita atrav s de transforma dores de corrente ou de tens o Estes transformadores especialmente projetados para este tipo de aplica o ir o garantir a compatibilidade entre as tens es do conversor e as tens es da rede de distribui o Sistema de Carga Distribui o N o Linear Estima o do Sinal de Compensa o Filtro Ativo de Pot ncia FIGURA 7 Diagrama em Blocos do Prot tipo Este projeto teve como principal objetivo o de senvolvimento de um filtro ativo de pot ncia de pu desse eliminar harm nicos de diversas ordens Inicial mente dividiu se as tarefas em duas que foram reali zadas em paralelo o desenvolvimento dos programas computacionais de controle e a especifica o e monta gem do primeiro filtro Os programas computacionais deveriam servir para todas as vers es dos filtros ativos que viessem a ser constru dos enquanto o primeiro fil tro serviria para testes Foi ent o montado a primeira vers o do filtro ativo todos os componentes placas e circuitos desenvolvidos pela equipe A Fig 8 apresenta uma foto deste primeiro prot tipo teste
36. o os circuitos aos quais se encontram acoplados modernos sistemas baseados em transmiss o de dados como por exemplo medidores de dupla tarifa o para implanta o da Tarifa Amarela A leitura desses medidores realizada a partir de qual quer ponto do circuito secund rio inclusive atrav s de uma tomada comum no interior de uma determinada resid n cia pela leitura de sinais de alta frequ ncia Nesse sentido os capacitores de pot ncia instalados no mesmo circuito apresentam para altas frequ ncias valores muito peque nos de reat ncia capacitiva conforme pode ser observado na figura 1 se comportando portanto como verdadeiros filtros para os sinais de alta frequ ncia utilizados nos mo dernos sistemas exemplificados acima Conforme pode se verificar na figura 1 para valores elevados de frequ ncia a reat ncia capacitiva do capacitor praticamente nula comportando se portanto como um filtro passivo para os sinais da ordem de kHz transmiti dos por equipamentos com tecnologias avan adas de trans miss o de dados impossibilitando dessa forma o correto funcionamento dos mesmos Em linhas gerais a presen a de correntes harm nicas em circuitos secund rios de distribui o emitidas por equi pamentos perturbadores v m se tornando cada vez mais 846 ANAIS DO II CITENEL 2003 acentuada Paralelamente a este fato os equipamentos uti lizados em resid ncias instala es comerciais e at mes mo em
37. o do capacitor do filtro siga V bygt A vantagem desta estrat gia de proporcionar uma resposta r pida e limitar a corrente do inversor bloco III O bloco anti satura o estima a corrente de magnetiza o do transformador de inje o adicionado um sinal refer ncia do PWM de modo a evitar que eventuais componentes de tens o cont nua sejam aplicadas ao trans formador saturando o Estas malhas est o sendo simuladas e os resultados ser o publicados em breve G Implementa o do Controle Ser utilizado o DSP da Analog Devices modelo ADSP 21992 que dedicado ao controle de equipamen tos que envolvem Eletr nica de Pot ncia Este dispositivo disp es de CPU de 16 bits 160MHz ponto fixo 3 canais de PWM 8 entradas anal gicas 16 entradas sa das digitais configur veis H Simula es Para simula es est o sendo utilizados os softwares PSIMCAD e o ATP O PSIMCAD adequado para simula es em siste mas de eletr nica de pot ncia e seu controle por m ina dequado para simula o de sistemas de pot ncia Por este motivo est sendo utilizado pela equipe res pons vel pelo software de controle do DVR Paralelamente est sendo implantado o sistema no ATP que proporcionar a simula o do DVR dentro do sistema de pot ncia Ressalta se que o ATP n o sendo um software dedi cado eletr nica de pot ncia exigir maior esfor o para simula o do sistema de controle I Simula es Preli
38. pot ncia reativa do capacitor Var A resson ncia s rie do circuito LC a ser constitu do se dar quando X X na equa o 1 Assim tem se p 3 C onde 2 f Rescrevendo se a equa o 3 resulta a frequ ncia de sintonia do ramo LC a A 2a NLC 8 842 ANAIS DO II CITENEL 2003 Considerando se os par metros fixos citados anteri ormente tem se o c lculo da indut ncia do reator que ir compor o equipamento Assim isolando se a vari vel L na equa o 4 resulta 1 Lam AMFC 5 As vari veis fixas na equa o 5 s o C Qc 10000 V 27 60 220 f 4 8 pu 288Hz 7 0 000548 Farad 6 Substituindo se as vari veis fixas em 5 resulta fi nalmente em L 0 000557 Henryes Considerando se ain da que a resist ncia total do ramo LC resist ncia intr n seca do reator condutores R 0 4Q tem se a topologia final do filtro passivo aplicado ao transformador de 45 kVA conforme mostrado na tabela 1 abaixo TABELA 1 VALORES DE R L e C PARA O FILTRO DE 10 KVAR PAR METROS DO FILTRO As figuras 6 a e 6 b a seguir ilustram o comporta mento da magnitude e do ngulo da imped ncia do ramo LC constituinte do filtro desenvolvido em fun o da frequ ncia M dulo da Imped ncia do Ramo LC x Ordem Harm nica 6 5 4 w T Imped ncia Ohms a 0 50 100 150 200 250 Ordem Harm nica x E 01 ngulo da Imped ncia d
39. respectivos registros de dura o e magnitude sem associ ar estes eventos a outros fen menos pode induzir a erros de avalia o de sensibilidade de determinadas cargas pois muitas vezes atribui se uma determinada sensibilidade a uma carga em fun o dos registros de varia es de tens o de curta dura o mas a real causa pode estar associada a um outro fen meno Portanto deve se usar com cautela estas informa es e sempre que poss vel o monitoramento de qualidade da energia deve abranger o maior n mero de fen menos pos s veis de serem registrados simultaneamente 892 ANAIS DO II CITENEL 2003 E HI CONDICIONADOR DE ENERGIA BASEADO EM FLYWHEEL TECHNOLOGY A figura 1 mostra o diagrama de blocos do sistema de elimina o de afundamentos de tens o utilizado Este con dicionador de energia baseado na filosofia do compensador paralelo e composto por dois conversores associado a um sistema de armazenamento de energia em fly wheel F W carga Normal A Conv 1 Conv 2 FIGURA 1 Condicionador de energia baseado em Flywheel Em condi es normais a carga alimentada direta mente pela rede e a corrente passa pelos tiristores da chave CH O conversor 1 Conv 1 normalmente n o opera O conversor 2 Conv 2 est permanentemente conectado ao sistema e funciona como filtro ativo compensador de reativos e regulador de tens o Com isto a carga sens vel est sempre alimentada com t
40. rio Internacional de Distribui o de Energia El trica Belo Horizonte 1990 Brasil 2 2 J Camargo Compensa o Reativa Racionalizada XII SENDI Semin rio Nacional de Distribui o de Energia El trica S o Paulo 1997 Brasil 3 Relat rios T cnicos do Primeiro Ciclo do Projeto PD 69 4 M A Barbosa Cuidados para instala o de Bancos de Capacitores na presen a de Harm nica Revista Eletricidade Moderna Mar o 1995 5 D V S Coury C J Tavares M C Oleskovicz Transit rios de vido ao chaveamento de Bancos de Capacitores em um Sistema de Distribui o da CPFL XIV CBA Congresso Brasileiro de Au tom tica Natal 2002 Brasil 6 M Lehtonen M todo para dimensionamento otimizado de Capacitores nas Ind strias Revista Eletricidade Moderna Mar o 1995 7 IEEE IEEE Std 519 1992 IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Systems 1992 8 E B A Santos G M M Medeiros Harm nicas provocadas por Cargas de Instala es El tricas Residenciais em Sistemas de Distribui o de Energia XIV CBA Congresso Brasileiro de Autom tica Natal 2002 Brasil Sistema de Monitoramento de Varia es Transit rias de Tens o em Redes de Distribui o de Energia U H Bezerra Nesc Ufpa J N Garcez Nesc Ufpa M N A Moscoso Nesc Ufpa J A S Sena Nesc Ufpa K
41. veis sobre a atividade de descargas el tricas e avaliar seu impacto sobre o sistema el trico em sua rea de conces s o O projeto realizado em parceria com o Instituto Nacio nal de Pesquisas Espaciais INPE A partir da an lise dos resultados deste projeto espera se obter uma melhor qualida de de energia el trica para os consumidores bem como redu zir os custos de capital e opera o PALAVRAS CHAVE Descargas El tricas Qualidade de Energia Efici ncia Energ tica Sistema El trico EE 1 INTRODU O Efeitos prejudiciais das descargas el tricas sobre o sis tema el trico s o conhecidos a v rias d cadas Em grande parte do Brasil informa es sobre descargas atmosf ricas eram at pouco tempo restritas a mapas 1socer unicos 1 mapas estes largamente utilizados pelas companhias do se tor el trico Recentemente o Grupo de Eletricidade Atmos f rica EL AT do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais INPE atrav s do uso de dados de sat lite obteve o primei ro mapa de densidade de descargas em nosso pa s figura 1 FIGURA 1 Densidade de descargas no Brasil O Pinto Jr trabalha no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais e mail osmar dge inpe br Vitor L G Gardimam trabalha na Bandeirante Energia S A e mail vigg O bandeirante com br Este documento descreve o esfor o da Bandeirante em parceria com o INPE em desenvolver um projeto P amp D para minimizar os preju zos das d
42. 360 ngulo da tens o de rede Veap Vsp 0 98 FIGURA 11 Ondula o de corrente no indutor parametrizada no inversor tr s n veis A malha de controle de corrente implementada mos trada na figuras 12 re quam rr ig e E ES FrE E E b E a E Fha Fe ri raia L m F LOTE i s FIGURA 12 Malha de controle de corrente A malha de controle de corrente implementada mos trada na figuras 13 Edi E Eii i FIGURA 13 Malha de controle de tens o A figura 14 apresenta os resultados de simula o ob tidos para o filtro ativo proposto Tens o de rede po A Corrente drenada da rede JO Corrente de carga pa a500 ED ar00 a000 a000 00 00 Time ms FIGURA 14 Resultados de simula o 856 ANAIS DO II CITENEL 2003 HI RESULTADOS EXPERIMENTAIS DO CIRCUITO DE CONTROLE equacionamentos empregados para determina o das ma A fim de demonstrar a validade dos modelos e lhas de controle empregou se um kit de desenvolvimento baseado no DSP Motorola fam lia DSP56F80x para deter mina o da corrente de refer ncia a ser seguida pelo inver sor de tens o A taxa de amostragem dos conversores AD dos transdutores de corrente de carga e tens o de rede foi de 15 36 kHz resultando em 256 pontos em um ciclo de rede 60 Hz O transdutor de corrente empregado foi um sensor Hall modelo LA 50P A tens o de rede foi amostrada atrav s de um transformador de b
43. 67 08 V Fabricante HAEFELY Rela o de Transfor ma o 2000 1 876 ANAIS DO II CITENEL 2003 0 300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 2700 3000 3300 Hz FIGURA 3 Curva da sa da do secund rio do DCP 230KV As medi es realizadas nestes TP s apresentam distor es consider veis precisando sofrer ajustes espec ficos para cada frequ ncia C Condicionando o sinal para valores aceit veis pelo ins trumento de monitora o A Solu o empregada visa utilizar um computador com uma placa de aquisi o de sinais AD DA Figura 4 que possui uma faixa de entrada m xima de 10 Volts sa bendo se que a tens o de fornecimento no secund rio do TP de 115 Volts ou 115 3 fen meno monitorado foi necess rio confeccionar um sistema de condicionamento que n o distorcesse o sinal entregue pelo TP e fornecesse um sinal compat vel com a placa de aquisi o de dados A figura 5 mostra a placa desenvolvida Fen meno Condicionamento do Aquisi o do Monitorado sinal sinal Processamento do Anal gica a PCI Cai Fela Cr afi na Microcomputador Convers o Dig Ed SME ca Apresenta o dos resultados FIGURA 4 Visualiza o geral do sistema DO Relat rio FIGURA 5 Placa de condicionamento do sistema D Procedimentos e resultados da calibra o realizado no instrumento A calibra o foi realizada no Laborat rio central da Eletronorte e foi utilizado um multi
44. Considerando se um capacitor trif sico de 10 kVAr para composi o do filtro a ser aplicado a um transforma dor de 45 kVA tem se que a reat ncia capacitiva equiva lente para a conex o em estrela das unidades capacitivas que comp em o capacitor trif sico em delta exatamente igual a 1 3 um ter o da reat ncia capacitiva entre fases do capacitor em quest o Dessa forma tem se 2 2 X ci 4 84 Q 2 O 10 10 Ve eo idO 3 3 3 onde X gA Reat ncia capacitiva para liga o em delta W X cY Reat ncia capacitiva para liga o equivalente em estrela W V tens o entre fases no capacitor Volts O pot ncia reativa do capacitor VAr A resson ncia s rie do circuito LC a ser constitu do se dar quando X X na equa o 1 Assim tem se 1 DL 4 C 4 Onde W 27 f Rescrevendo se a equa o 4 resulta a frequ ncia de sintonia do ramo LC EE l DaALC 5 Considerando se os par metros fixos citados anteri ormente tem se o c lculo da indut ncia do reator que ir compor o equipamento Assim 1solando se a vari vel L na equa o 5 resulta I Artic 6 As vari veis fixas na equa o 6 s o Qc 10000 C 2 E 2 OVO 27 60 220 0 000548 Farad 7 f 4 8 pu 288Hz 8 Substituindo se as vari veis fixas em 6 resulta fi nalmente em L 0 000557 Henryes Considerando se ainda que a resist ncia total do ramo LC r
45. Crit rios para Inspe o e Plano de manobras em emerg ncia e M todos de manuten o de falhas mais freq entes 8 Valora o dos Recursos Aplicados Na Revitaliza o EE V CIRCUITO PILOTO NA CMS ENERGY Ap s visita rea de manuten o da CJE Compa nhia Jaguari de Eletricidade e an lise estat stica da base de dados de ocorr ncias na rede de distribui o da empresa foi escolhido o circuito Alimentador 07 Jaguari na para servir de piloto para detalhamento das pesquisas utilizan do a t cnica de Revitaliza o de Circuitos Em novembro 2002 foi feita a primeira inspe o vi sual em alguns trechos do circuito que apresentavam ocor r ncias mais significativas para conhecimento das instala es e an lise da situa o A avalia o dos relat rios estat sticos do Alimentador 07 permitiu verificar tanto na rede secund ria como na rede prim ria uma significativa influ ncia da vegeta o e de des cargas atmosf ricas no desempenho da rede figura 2 A an lise estat stica estratificada indicou a rea dos transformadores 522 e 523 e chave seccionadora 200 como as mais problem ticas Foi sugerida pelo Mackenzie em fun o deste resultado a instala o imediata de espa adores de PVC naquela rede que foi identificada como a rea do condom nio Sta Helena PRINCIPAIS CAUSAS DE INTERRUP ES ALIM 07 JAGUARIUNA OUT 2001 A JUN 2002 FREQUENCIA 8 o S q CAUSAS FIG
46. Departamento de Engenharia El trica da UFRN e mail jtavares O ct ufrn br E F Silva graduando em Engenharia El trica pela UFRN e mail fernandeselves O bol com br 862 ANAIS DO II CITENEL 2003 da fun o objetivo considerada na modelagem do proble ma Por m deve se garantir que dentro de um intervalo qualquer n o esteja contido mais do que um ponto de m xi mo ou de m nimo pois os m todos matem ticos baseados em derivadas s localizam m ximos ou m nimos locais II ABORDAGEM DO PROBLEMA DE OTIMIZA O A formula o de um problema de otimiza o requer o conhecimento de uma fun o objetivo a ser otimizada as res tri es impostas s vari veis e ou fun o objetivo e um m todo de solu o a partir do qual a solu o determinada O fator de pot ncia na carga ser selecionado como a fun o objetivo a ser otimizada com respeito ao capacitor A otimiza o dessa fun o implica em maximiz la Para a solu o ser empregada a forma Direta de busca em uma vari vel Formula o da Fun o Objetivo O sistema el trico a ser analisado equivalente ao da Figura 1 A imped ncia para cada harm nico vista pela fonte de tens o em condi es n o senoidais dada por 1 R jhX Zon t ttt aa 1 Desenvolvendo 1 obtemos RZ hX Z hX Z R Z Zoa n 2 Hyj h O onde ou Lh Ryn E JA a 2 sendo RZ hX Z hX Z R Z Rynny n e a 2 2 e
47. Desta forma com uma maior probabilidade da ocor r ncia de eventos que acarretam em VMT s Por exemplo uma barra de 13 8 kV com alimentadores muito extensos suprindo reas urbanas e n o urbanas tem uma maior probabilidade de ocorr ncias como curtos cir cultos Estas ocorr ncias v o levar os circuitos n o faltosos a submetidos a uma varia o moment nea de tens o Quanto s eleva es moment neas de tens o verificadas na SE Campo Grande Almoxarifado est o rela cionadas s aberturas de grandes blocos de carga em dois alimentadores que atendem o distrito industrial da cidade de Campo Grande Desta forma fica evidente que a manuten o preventiva de um circuito beneficia tamb m os circuitos adjacentes Mostrou se que na barra de 138 kV da subesta o Corumb o grau de severidade dos afundamentos momen t neos de tens o foi o maior Isto se deve ao fato da confi gura o do sistema regional visto que esta subesta o suprida por uma longa linha circuito duplo de transmis s o em 138 kV aproximadamente 290 km Desta forma na configura o el trica existente na re gi o de Corumb pode se concluir que a atenua o dos afundamentos moment neos menor do que em outras partes do sistema Assim em reas de atendimentos da SE Corumb e SE Campo Grande Almoxarifado deve se ter aten o es pecial quanto nas manuten es preventivas a fim de minimizar tais eventos Visto que com o grau de severida
48. F de Andrade entre as ruas 13 de Maio e Rui Barbosa J tabela 2 mostra o n mero de consumidores em cada trecho dos alimentadores Al 05 e Al 07 TABELA 2 N mero de consumidores nos alimentadores Al 05 e Al 07 N mero de consumidores Alimentador Al 05 Alimentador Al 07 Total de consumidores do alimentador 4703 4140 Total de consumidores antes doreligador Trecho 1 2595 1359 Total de consumidores ap s o religador Trecho2 2108 2781 EE IV LL GICA DE RECOMPOSI O A l gica de recomposi o sempre ativada quando da atua o de prote o de sobrecorrente de fase ou de neutro do alimentador Al 05 ou Al 07 Durante toda a execu o caso haja perda da comunica o com algum elemento supervisionado pela l gica a mesma abortada sendo necess rio a interven o do despachante do Centro de Opera o do Sistema da Distribui o COD Quando todas as condi es s o satisfeitas a l gica tem o seu t rmino em tempo inferior a 01 um minuto Para que o despachante COD tivesse acesso e con trole da l gica de recomposi o foi criada uma tela exclu siva para os religadores envolvidos nesta l gica a qual est mostrada na figura 4 FIGURA 4 Tela da l gica de recomposi o autom tica Com esta tela de comando o despachante do COD tem acesso aos religadores podendo realizar as seguintes tarefas e Manobras de abertura e fechamento dos religadores e Bloqueio desbloqueio das fun es de prote o de
49. Gomes Leandro M Couto ESCELSA Universidade Federal de Uberl ndia UFU Este trabalho tem como objetivo avaliar e quantificar as perdas desenvolvidas nas redes de distribui o t picas de uma concession ria de energia el trica suprindo cargas com comportamentos n o lineares tais como fornos a arco laminadores controladores a velocidade vari vel etc Este estudo muito importante porque de uma maneira geral as perdas RI para as freq ncias harm nicas de ordem h nos diversos componentes e equipamentos da rede nor malmente n o s o inclu das nos estudos de fluxo de carga c lculos feitos apenas para a freq ncia de 60 Hz e por conseguinte n o contabilizadas na composi o do percentual total de perdas t cnicas da empresa Estas perdas adicionais devido circula o de cor rentes harm nicas ser o obtidas a partir do programa de simula o digital de fluxo harm nico denominado HARMFLOW Este programa dentro outros aspectos 1 possui modelos adequados para a representa o dos equi pamentos e componentes da rede e tamb m inclui o efeito skin envolvido com as fregii ncias harm nicas Assim a partir de medi es efetuadas nos pontos de acoplamento entre as cargas e a rede distribuidora de energia el trica poss vel calcular o montante da energia el trica n o quantificada na composi o de perdas t cnicas A partir dessas informa es pode se avaliar t cnica e economicamente se
50. H Fujita A New Power Line Conditioner for Harmonic Compensation in Power Systems IEEE Trans Power Delivery vol 10 no 3 July 1995 pp 1570 1575 25 H Akagi Y Kanazawa and A Nabae Instantaneous Reactive Power Compensator Comprising Switching Devices Without Energy Storage Components IEEE Trans Ind Appl vol IA 20 no 3 1984 pp 625 630 26 E H Watanabe R M Stephan M Aredes New Concepts of Instantaneous Active and Reactive Powers in Electrical Systems with Generic Loads IEEE Trans on Power Delivery vol 8 no 2 April 1993 pp 697 703 Impacto da Qualidade da Energia El trica em um Ambiente de Mercado Desregulamentado Jos Rubens M Jr Jos Wilson Resende Milton Itsuo Samesima Davi B Gomes Leandro M Couto ESCELSA Universidade Federal de Uberl ndia UFU RESUMO Este trabalho analisa o impacto da perda da Qualidade da Energia El trica em um sistema el trico com nfase nas per das joulicas desenvolvidas nos componentes e equipamento s quando o sistema supre cargas n o lineares bem como trata da estimativa do custo do minuto interrompido sob o ponto de vista da distribuidora Para calcular as perdas foram implementadas subrotinas no programa computacional de es tudos de penetra o harm nica denominado HARMFLOW Neste artigo s o apresentados resultados que quantificam es tas perdas O processo de c lculo do custo relacionado a afun damentos moment neos de te
51. Harm nico da Fonte de Tens o Fundamental 100 2400 V Quinto 5 120 V S timo 3 712 V D cimo primeiro 2 48 V D cimo terceiro 1 24 V Linha de Transmiss o Resist ncia 0 011537066 W Reat ncia Indutiva 0 115370666 W Tens o nominal 4160 V Ind stria Carga Pot ncia aparente 5500 kVA Fator de pot ncia inicial 0 6831 EE V SIMULA O DO EXEMPLO COM FPHO Para executar uma demonstra o com FPHO deve se seguir os passos abaixo mencionados Preencha os campos Fonte M ximo Harm nico Desejado 13 Digite os dados da Tabela 1 coluna 3 M dulos de Tens es Linha de Transmiss o Resis t ncia 0 011537066 W Reat ncia Indutiva 0 115370666 W Tens o Nominal 4160 V Carga Po t ncia Aparente 5500 kVA e Fator de Pot ncia 0 6831 Faixa de Capacit ncia Desejada por exemplo de O zero a 0 002 Faraday Veja a Figura 2 mi e fj i Temas irmis ro cio lamia du Fap bico ja Fama i kiima ea O eimie eera a lia amm Al Fri Poems fu l Pra cia j dede Fi fz Emas FIGURA 2 Tela do FPHO com os dados do sistema exemplo Depois de terminado o procedimento de preenchimen to dos campos pressiona se o bot o Calcular Ent o a tela mostrada na Figura 3 ser apresentada Para visualiza o gr fico basta pressionar o bot o Plotar ou se desejar o bot o Voltar para mudar algum dado na tela inicial ou come ar tudo de novo Veja Figura 3 Congresso de Inova o Tecnol
52. Hoa i a da Fundamento a in CE d Tr rim ERERENEE ne ir E id cid iah Hint FIGURA amp Tens o de 5 harm nica Pela an lise da figura 8 observa se uma grande redu o da tens o de 5 harm nica ap s a energiza o do filtro Em m dia essa grandeza teve uma redu o de 48 lembrando se que a sintonia do filtro foi direcionada para a ordem harm nica 4 8 A Distor o Harm nica Total tamb m sofreu um de cr scimo ap s a energiza o do filtro figura 9 uma vez que a tens o de 5 harm nica era a predominante do espectro mi fados Em ra j ph jo Hha ET Desteoi o Harm reca Tobal LL EE in PE IES Li j um mes FIGURA 9 Distor o Harm nica Total Com a energiza o do filtro pode se observar tam b m figura 10 os efeitos da compensa o reativa na frequ ncia fundamental proporcionada pelo capacitor BT Dessa forma verificou se um ganho m dio de tens o da ordem de 1 1 Volts Este benef cio pode ser utilizado na posterga o de obras para regulariza o dos n veis de ten s o em atendimento Resolu o ANEEL N 505 Para uma melhor an lise deste benef cio a figura 11 a seguir ilustra o perfil da tens o na fase A do circuito durante um per odo de monitora o de 7 sete dias considerando se inicialmente o filtro desligado e em seguida outros 7 sete dias o filtro ligado 850 ANAIS DO II CITENEL 2003 mrii
53. N e VALENTE A An lise de incertezas no planejamento agregado de sistemas el tri cos de distribui o 3 ARANGO H GOUVEA M R e VALENTE A Planejamento de investimentos em sistemas de distribui o CED 005 PLAN 002 4 BITTENCOURT Guilherme Computa o Evolutiva acesso via URL em 20 de novembro de 2002 http www gbclemi ufsc br 5 CODI Metodologia de C lculo de Carregamento de Transforma dores de Distribui o Relat rio 3 2 19 24 0 1995 6 COELHO V L P A Regula o como Instrumento de Fomento Tecnol gico In I Congresso Brasileiro de regula o de servi os P blicos Concedidos 2000 Salvador Anais Salvador CD ROM 7 JOHNSON Bruce Baner SAES Fl vio azevedo Marques TEIXEIRA H lio Janney WRIGHT James Terence Coulter Servi os P blicos no Brasil Mudan as e Perspectivas Concess o Regulamenta o Privatiza o e Melhoria da Gest o P blica Edi tora Edgard Blucher Ltda S o Paulo 1996 8 KAGAN N Planejamento de Redes de Distribui o Secund ria Uma modelagem por programa o din mica 1988 Disserta o de Mestrado Escola Polit cnica Universidade de S o Paulo 9 KAUHANIEML K 1990 Decision Making Under Uncertainty in the Electricity Distribution System Planning 1o Encontro Luso Afro Brasileiro de Planejamento e Explora o de Redes de Distri bui o de Energia 10 GA Branch and Bound acesso via URL em 18 de novembro de 2002 http
54. R 57 58 MWh tem se a tarifa l quida de lucro igual a TL R 57 58 R 40 00 R 17 58 MWh Assim aplicando se aqui a denominada Tarifa de Lucro energia n o fornecida tem se Energia N o Vendida R 17 58 x 63 98 R 1 124 77 22 10 02 22 10 02 ENERGIA N O FORNECIDA MWh 63 98 DATA Demanda n o fornecida kW DEMANDA K FIGURA 11 Curva de carga da ind stria em an lise 900 ANAIS DO Il CITENEL 2003 THD EE VI CONCLUS ES A circula o de correntes harm nicas nos sistemas de distribui o das companhias distribuidoras de energia el trica n o representam uma parcela significativa do total das perdas t cnicas verificadas na rede Desta forma investimentos que objetivam a diminui o das perdas t cnicas devido circula o de harm ni cas n o s o Interessantes sendo at mesmo invi veis de vido ao baixo significado das mesmas em rela o s perdas t cnicas totais das empresas EM VI REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS 1 Resende J W Tavares Jr J V Estudos integrados de fluxo de carga e de penetra o harm nica em sistemas el tricos com cargas n o lineares grupo de Modelagem de cargas e equipamentos II II Semin rio Brasileiro da Qualidade da Energia El trica S o Lou ren o MG 1997 2 IEEE Std 519 1992 IEEE Recomended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems LE ID En TETE E E EE
55. Varia es Momen t neas de Tens o VMT da Subesta o Campo Grande Assiss Scaffa no per odo de monitora o TABELA 4 Varia es moment neas de tens o verificadas s Varia es Moment neas de Tens o VMT Afundamento Moment neo de tens o AMT Dura o VMT EMT Total VMT cos E a O ESTO LEO Raso gt 10 por dura o 046 16 Doo Th Tico O RR A curva de incid ncia de varia es moment neas de tens o da barra de 13 8kV da SE Campo Grande Assis Scaffa a disposi o das VMT s na curva CBEMA e a cur va de incid ncia acumulada segundo amplitude e tens o s o apresentadas nas figuras de 2 a 4 respectivamente N Ro ta s fo O e o o q fo pa o E 5 Z S o fa 5 o b ra Total AMT Dura o ciclos tens o nominal FIGURA 2 VMT s na barra de 13 8kV da SE Campo Grande Assis Scaffa EE OL IL S S S i l 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 1 0 Dura o segundos FIGURA 4 Curva de incid ncia acumulada de AMT b Medi es na SE Campo Grande Almoxarifado Os consumidores do alimentador monitorado nesta subesta o tem os seguintes ramos e Industria de beneficiamento de soja e Moinhos de trigo A tabela 5 apresenta a tabela das Varia es Momen t neas de Tens o VMT da Subesta o Campo Grande Almoxarifado no per odo de monitora o TABELA
56. a visualiza o dos relat rios operacionais Estes relat rios s o dispon veis aos usu rios na forma de gr ficos e tabelas como est o ilustrados na sec o resulta dos obtidos deste trabalho Para uma visualiza o da apar ncia que resultou para o instrumento ap s a montagem de todas as placas em uma caixa perfeitamente vedada resistente a intem p ries classe IP 55 mostra se uma foto do instrumento na figura 2 com a tampa da caixa aberta Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 929 FIGURA 2 Prot tipo do instrumento E II RESULTADOS OBTIDOS Os testes realizados em laborat rio tiveram como ob jetivo avaliar a t cnica de processamento de sinais utiliza da para a detec o dos fen menos de afundamento e ele va o de tens o e transit rios oscilat rios de baixa fre qu ncia Desta maneira procedeu se inicialmente com a simula o dos eventos A simula o foi implementada atra v s da utiliza o de um conversor D A presente em uma placa de aquisi o de sinais A placa de aquisi o foi asso Otan de Energia El trica ciada a um computador que possui um sistema de software respons vel pela simula o dos eventos O n vel do sinal de tens o na sa da do conversor D A da placa de aquisi o o mesmo presente na sa da do circuito de condiciona mento dos prot tipos que est o operando em testes nas subesta es Sendo assim o sinal obtido por meio de si mula o fo
57. apresentam uma resposta em fregii ncia linear dentro das faixas de interesse de 60Hz a 3000Hz conforme mostrado na figura 1 Entretanto a grande maioria dos TPs encontrados na pr tica nas subesta es e g o VTOF245 e o CVE245 900 60 especificados nas Tabelas 2 e 3 respecti vamente apresentam comportamento n o conforme mostrado nas Figuras 2 e 3 respectivamente Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 4 5 Otan de Energia El trica TABELA 1 No de S rie SP 13724 Tipo TPMC 69 N vel de Isolamento 69 N vel de Impulso 350 V U Tens o Nominal Prim ria 40 250 V Secund ria 115 67 08 V Classe de Exatid o 0 3 200 Pot ncia 4000 VA Regime de Tens o Permanente 1 15 Rela o de Transfor ma o 350 1 1 3 4 6 600 1 2 3 5 6 0 33 0 32 0 31 0 3 E 0 29 0 28 0 27 0 26 0 25 T T T T T T 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Hz FIGURA 1 Curva da sa da do secund rio do TP de 69KV entrada 104 9V TABELA H NO DE S RIE 82104801 Tipo VTOF245 Tens o Nominal Prim ria 230 KV Secund ria 115 67 08 V Fabricante Siemens Pot ncia 4000 VA Rela o de Transfor ma o 2000 1 1200 1000 800 600 400 200 0 0 500 1000 1500 2000 2500 FIGURA 2 Curva da sa da do secund rio do TP de 69KV entrada 104 9V TABELA HI No de S rie S17188 Tipo CVE 245 900 60 Tens o Nominal Prim ria 230 KV Secund ria 115
58. da EDP Bandeirante sob o mesmo t tulo deste artigo O objetivo deste projeto o desenvolvimento e Instala o de Filtros Ativos de Pot ncia para compensa o dos harm nicos de corrente PALAVRAS CHAVE Harm nicos Eletr nica de Pot ncia Filtro Ativo de Pot n cia Qualidade de Energia Conversores de Pot ncia EM I INTRODU O A distor o harm nica constitui se em um dos temas de grande import ncia e preocupa o na rea de engenha ria el trica sendo um dos principais t picos na rea de es tudos de qualidade da energia el trica e sua conserva o principalmente no tocante a sistemas industriais A energia el trica produzida de forma senoidal e uma grande parte das cargas conectadas a rede el trica solicitam correntes senoidais as quais s o chamadas de cargas lineares Com o avan o da tecnologia principal mente na rea de eletr nica de pot ncia muitas das atuais cargas apresentam caracter stica de n o linearidade ou seja necessitam de correntes n o senoidais Devido crescente prolifera o dessas cargas n o lineares os sistemas el tricos cada vez mais est o rece bendo grandes inje es de correntes harm nicas que pro vocam entre outros efeitos distor o de tens o Assim as tens es e ou correntes desses sistemas deixam de ter forma de onda senoidal L E Borges da Silva G Lambert Torres V F da Silva J Haddad e L E de Lacerda s o afiliados Universidade Feder
59. de par metros reinicializa o e outras FARCI BAECH FIGURA 6 Janela de dados para o cadastro de instrumentos Os valores RMS registrados para as fases A B e C dos secund rios dos transformadores s o visualizados conforme apresentado na figura 7 os quais s o dados re ais registrados no transformador CH61 na Av Iracema C Nunes em Macap Esses dados s o apresentados em forma de tabela ou em forma gr fica com registro do instante da coleta dd mm aaaa e hh mm ss Na forma gr fica os valores das fases A B e C s o diferenciados por cores diferentes Na escala de tempo pode se aplicar o efeito de zoom podendo se obter resolu es na faixa de minutos DM O emana o a CAPRA EESE CEM jejeje WOIE A TES LDO LENN VIDEO EIDER E BETETTE C O ED a oN TR ET E A TLS TAT O DHANA ii iiai DAHLIAE C IZida LA E LAIO EET E qi ENE II cat ES A CO TESTS a m eme FIGURA 7 Apresenta o de Resultados de Tens o RMS Na figura 8 tem se a apresenta o de uma janela de resultados utilizada para a apresenta o das estat sticas sobre as interrup es de energia ocorrida nos secund rios dos transformadores monitorados Esses dados s o reais registrados no transformador CH195 instalado na Av Padre J lio Macap Em forma de tabela s o infor mados os instantes iniciais das interrup es ocorridas e a dura o dessas interrup es em segundos Na forma de gr fico aprese
60. de recomposi o em opera o como mostra a figura 13 SE CGB DEFEITO RL 5652 DJ CGB 07 Trecho 1 Trecho 2 DJ CGB 05 RL 7275 FIGURA 13 Cen rio 4 Opera o com chave religadores Neste cen rio o tempo de manobras para localiza o e isola o da rea defeituosa menor que 01 minuto por tanto n o gerado DEC e FEC para o alimentador com pleto Contudo o tempo de restabelecimento do defeito deste trecho ainda de 1 5 hora Assim o DEC e o FEC totais ser o de 259515 DEC ja 1703 0 83 hora 15 2399 1 FEC EE 0 55i 16 E Redu o dos Indicadores Operacionais do Alimentador Al 07 A redu o dos indicadores operacionais do alimentador Al 07 esperada de Redu o DEC o 50 17 Redu o FEC ici gt 67 18 F Redu o dos Indicadores Operacionais do Alimentador Al 05 A redu o dos indicadores operacionais do alimentador Al 05 esperada de 0 83 Redu o DEC gt 37 133 o 19 Redu o FEC gt 45 20 Portanto a redu o esperada nos indicadores operacionais para os alimentadores envolvidos neste proje to pode ser de at 50 para o DEC e de 67 para o FEC Os tempo de manobras para isolamento e restabelecimento dos alimentadores foram tomados consi derando o atendimento de apenas uma equipe individual Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 905 isa de Energia El trica
61. de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 669 Otan de Energia El trica A curva de incid ncia de varia es moment neas de tens o da barra de 13 8kV da SE Parana ba e a curva de incid ncia acumulada segundo amplitude e tens o s o apre sentadas nas figuras de 16 e 17 respectivamente s o OD Eni e q e q Tv e Em E 5 3 Ey e O 3 o D me Dura o da VMT ciclios FIGURA 16 VMT s na barra de 13 8kV da SE Parana ba Dura o segundos FIGURA 17 Curva de incid ncia acumulada de AMT E IV AN LISE DOS RESULTADOS Nota se que a grande maioria das varia es mo ment neas de tens o encontra se dentro do inv lucro da curva CBEMA Sendo assim n o ocasionando paradas em processos produtivos Caracterizando um bom n vel de qualidade sendo esta curva tomada como refer ncia Pode se observar atrav s dos dados obtidos das medi es que o maior n mero de varia es moment neas de tens o foi verificado na barra de 13 8 kV da SE Campo Grande Almoxarifado Nesta subesta o o FEC verificado no per odo de monitora o foi o maior de todos os circui tos em estudo Fica evidente ent o que uma boa correla o para os acontecimentos de varia es moment neas de tens o pode ser este ndice Para a correla o com estes ndices de relev ncia que seja estudado os ndices de
62. de monitora o de interrup es em consumi dores na rede de Baixa Tens o Identifica de maneira r pida e visual transformadores e trechos de alta tens o desligados principalmente aqueles protegidos por chaves fus veis que n o s o poss veis de detectar via Subesta o O programa gr fico associado monta e apresenta unifilares da arvore de blocos dos alimentadores cujas simbologias atualizadas pelas infor ma es recebidas em tempo real traduz visualmente a posi o de ocorr ncias de interrup o dos trechos e transforma dores monitorados Facilidades adicionadas permitem acesso aos dados e mapas de localiza o de transformadores e cha ves auxiliando o encarregado dos servi os de restaura o de energia a orientar o deslocamento das viaturas de atendimen to com presteza e rapidez PALAVRAS CHAVE Controle gr fico de continuidade controle de ocorr ncias na alta tens o restaura o do servi o redu o do tempo de res taura o do servi o melhoria do DEC EE 1 INTRODU O Os sistemas de automa o de redes prim ria de distri bui o atualmente utilizados s o restritos a supervis o de pontos telecontrolados apenas nas chaves de manobras dos circuitos troncos de alimentadores urbanos em m dia 3 a 4 pontos por circuito Somente interrup es cujo defeito foi na linha troncal com desligamento de todo o alimentador s o cobertos por estes sistemas convencionais O maior nu mero de defeitos
63. de orien tar em quais alimentadores existem ocorr ncias tamb m auxi ha a decis o de qual deve ser priorizado para o atendimento E RES dm R Ob hai aa EN kisa eee avi Dom Erpur e dia praia Ed NEE aja FeR ELY DEIT fas iim BLY PEN ada Ent al Ati mr Rir alia irii E Ed nais Ent li D D E D E i a iaaii fa Etr D D B E G i Ea BE D Dmu E FIGURA 4 Para esta decis o s o fornecidos dados por alimentador de quantos monitores est o acionados e a quantidade de consumidores normais e especiais est o as sociados a estes monitores Selecionando um alimentador sinalizado e clicando sobre a linha do mesmo o programa passa para a tela gr fica montando um circuito unifilar da arvore de blocos deste alimentador I Tela unifilar de alimentador O terceiro tipo de tela uma representa o gr fica da arvore de blocos do alimentador mostrando sua topologia el trica sequencial e a exist ncia de monitoradores por tre chos de alta tens o figura 5 Este unifilar somente apre sentado quando os dados cadastrais da rvore de blocos e dados associados foram cadastrados no programa Caso monitores sejam instalados em alimentadores que n o pos suam o cadastro da arvore no programa a supervis o ocor rer normalmente mas os dados das ocorr ncias somente ser o acess veis via telas tipo texto descrita no item D O unifilar fornece uma id ia espacial visual do alimentador e da dep
64. do desempenho das equipes de Opera o e de Manuten o a Atendimentos na rede prim ria b Atendimentos na rede secund ria A an lise do desempenho da equipe e da sua forma de atua o em cada tipo de ocorr ncia importante ferramenta para a redu o do DEC envolvido em uma ocorr ncia Por m numa an lise mais profunda podemos observar que o desempenho das citadas equipes muito mais impor tante do que possa parecer a primeira vista pois se as mes mas n o atuarem de forma adequada no atendimento na re gulariza o da rede envolvida ou n o em uma ocorr ncia seja ela prim ria ou secund ria ela potencializar um futuro ponto de defeito no sistema el trico e que ter como conse qu ncia uma nova e desnecess ria Interrup o Logo o desempenho das equipes pode se constituir num fator gerador de interrup es influindo diretamente no FEC e no DEC apurados para uma dada regi o ou alimentador ou transformador Portanto o acompanhamento do desempenho das equipes de Opera o e de Manuten o se constitui em im portante ferramenta de controle de interrup es no siste ma el trico muito importante notar que os problemas de de sempenho da equipe s o facilmente resolvidos com e Reciclagem treinamento ou e Ado o de ferramental equipamento adequado a tarefa E seus resultados positivos s o observados imediata mente ap s sua efetiva o e seus benef cios para o FEC e o DEC tamb m 4 T
65. do sistema el trico da ENERSUL Entende se por varia o de tens o de curta dura o um desvio significativo da amplitude da tens o por curto intervalo de tempo A amplitude da varia o de tens o de curta dura o definida pelo valor extremo do valor eficaz m dia quadr tica da tens o em rela o tens o nominal do sis tema no ponto considerado enquanto perdurar o evento Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 865 A dura o da varia o de tens o de curta dura o definida pelo intervalo de tempo decorrido entre o instante em que o valor eficaz da tens o em rela o ten s o nominal do sistema no ponto considerado ultrapassa determinado limite e o instante em que a mesma vari vel volta a cruzar este limite Os indicadores relacionados com as varia es mo ment neas de tens o devem estar associados com os par metros magnitude dura o e freqi ncia dos even tos Considerando que a associa o desses par metros que afeta o funcionamento das cargas e dos processos produtivos relevante considerar os indicadores ten s o e tempo EH II CAMPANHA DE MEDI ES Foram escolhidas 06 seis subesta es de distri bui o da Enersul distribu das geograficamente pelo es tado de Mato Grosso do Sul como pontos de monitora o A tabela 1 mostra os circuito escolhidos para a campanha de medi o TABELA 1 Distribui o dos medidores de par metros da
66. e registra as transgres s es de tens o b Registra as seguintes faixas de ocorr ncias de tens o adequada prec ria Inferior prec ria superior cr tica in ferior cr tica superior O registro ocorre separadamente para cada fase podendo cada uma ser habilitada ou desabilitada c Calcula a tens o rms de cada fase a cada janela de 15 ciclos de 60 Hz d Registra a tens o m xima m dia e m nima a cada inter valo de 10 minutos e Registra afundamentos e eleva es de tens o em duas classes moment nea 0 a 3 s e tempor ria 3 a 60 s f Registra a distribui o das ocorr ncias de tens o com 40 intervalos entre 0 80 pu e 1 20 pu g Ap s calibrado apresentou precis o de 0 5 ao longo da faixa til de medi o h A faixa de opera o confi vel do prot tipo foi de 65 a 285 volts rms fase neutro 1 A velocidade de comunica o pela porta RS232 foi ajus tada para 9600bps Essa velocidade de comunica o per mitiu a transfer ncia do arquivo em mem ria de massa em 31s sem erros atrav s do r dio modem J Dispensa o uso de teclado e display devido s diversas formas de conectividade k Possui interfaces de comunica o tipo serial R 232 e de rede Ethernet 1 Possui modem sem fio conectado na interface serial RS 232 para enlace local com computador remoto m Permite a execu o dos servi os de rede com proto colo TCP IP de dois tipos servidor HTTP e TELNET n Possui servidor de w
67. energia DEC DIC FEC e FIC com a utiliza o de religadores telecomandados em circuitos de distribui o Visto que a qualidade percebida pelos consumidores se diz respeito a dura o e frequ ncia das interrup es do fornecimento de energia el trica busca se cada vez mais a melhoria cont nua da qualidade percebida A contabiliza o da continuidade do fornecimen to da energia el trica se d pela determina o dos se guintes ndices e DEC Dura o Equivalente de Interrup o por Unida de Consumidora e FEC Fregii ncia Equivalente de Interrup o por Uni dade Consumidora e DIC Dura o de Interrup o individual por Unidade Consumidora e FIC Fregii ncia de Interrup o Individual por Unidade Consumidora Em busca da melhoria cont nua da satisfa o dos con sumidores e consequentemente a redu o destes ndices determinam se metas pactuadas junto ANEEL O deslocamento da equipe quando de faltas per manentes em alimentadores de distribui o at o ponto de defeito e reparos necess rios demandam um tempo relativamente grande Este tempo compreende o deslo camento realiza o de testes a fim de determinar o tre cho defeituoso realiza o de manobras para isolar a rea defeituosa e restabelecimento da energia para os consu midores envolvidos consumidores de reas n o atingi das e finalmente reparo O custo com a interrup o da energia para a conces sion ria d
68. entre o registro hist rico dos eventos e os indica dores de qualidade aplic veis Estes indicadores contribu em para o planejamento do setor produtivo facilitando a escolha dos locais mais adequados para a instala es de novos consumidores e tamb m auxilia na prioriza o dos investimentos por parte dos agentes de transmiss o e dis tribui o para melhorar o desempenho da rede e sanar ou minimizar os problemas nos pontos cr ticos Mesmo os sistemas el tricos cuidadosamente plane jados em termos da seguran a de opera o est o sujeitos a perturba es imprevistas capazes de provocar varia es significativas de tens o como por exemplo os curtos cir cultos por descargas atmosf ricas ou desligamentos intempestivos de linhas e transformadores Por se tratar de eventos imprevis veis a sua detec o requer um sistema de monitora o constante das grandezas el tricas como por exemplo do valor eficaz das tens es no ponto de acoplamento comum do consumidor Atualmente por falta de um protocolo de monitoriza o normatizado tendo em vista a recente pre ocupa o com as varia es moment neas de tens o se co nhece muito pouco sobre as reas de vulnerabilidade e cur vas de compatibilidade das regi es sob concess o das em presas de energia el trica Neste sentido o presente traba lho prop e o desenvolvimento de uma metodologia para o levantamento de reas de vulnerabilidade e de curvas de compatibilidade
69. es no sistema secund rio re duz se automaticamente o carregamento perdas e circula o de componentes harm nicas no sistema prim rio Para que os par metros do filtro pudessem ser deter minados foi necess rio utilizar os dados coletados do trafo escolhido para instala o Uma descri o completa deste trafo est no pr ximo item Sendo as medi es efetuadas ao tempo ao ar livre foi necess rio utilizar uma das caixas de veda o utilizada em cam panhas de medi o de fator de pot ncia na CPFL Piratininga conforme pode ser visto na figura abaixo O equipamento de medi o utilizado foi o SMART T IMS de propriedade da Expertise sendo esta a respons vel pelas medi es IRS ad FIGURA 2 Equipamento de medi o junto ao transformador Feita a an lise dos dados foi determinado que o prot tipo do filtro de harm nicas seria um filtro passivo sintoni zado na 5 harm nica para instala o em poste ao lado do transformador Al m disso seria de baixo custo tanto em termos do desenvolvimento do capacitor quanto do reator E VI ETAPA 4 IMPLEMENTA O DO PROT TIPO DO FILTRO DE HARM NICAS A Estudo e defini o do ponto de instala o Ficou a cargo da CPFL Piratininga escolher o local de instala o para o filtro Basicamente cabe salientar que as escolhas dos locais de instala o do capacitor e do filtro correram em paralelo Foi determinado que o filtro deve ria ser colocado j
70. gica em Energia El trica 663 Otan de Energia El trica Gr fico do Feir de Pot geas rep Daen aee li a a Capacaireas Cores F uie Para da riadime FIGURA 3 Comportamento da tens o na ind stria Carga do sistema exemplo Na tela mostrada atrav s da Figura 3 poss vel saber o valor do Fator de Pot ncia timo com sua respectiva capacit ncia O resultado da aplica o mostrado na Figura 3 con duz s seguintes conclus es Houve uma melhoria consider vel no fator de pot n cia da ind stria O fator de pot ncia encontrado o timo O sistema n o teria fator de pot ncia unit rio em vir tude dos harm nicos Caso o sistema fosse considerado apenas para a fun damental m todo tradicional a solu o encontrada n o seria a verdadeira podendo deixar o sistema inst vel 864 ANAIS DO II CITENEL 2003 EE VI CONCLUS ES Neste artigo foi mostrado como uma forma simples de c lculo para corre o do fator de pot ncia em sistemas el tricos com harm nicos produz bons resultados e pode substituir m todos mais sofisticados Em virtude disso o m todo apresentado aqui serve como ferramenta para pro ver uma boa solu o solu o tima nas condi es pro postas e em condi es reais Al m da compensa o reativa do sistema o mesmo converge rapidamente em qualquer situa o proposta Mesmo depois de feita a compensa o o fator de pot ncia pode n o estar dentro do m
71. i Proceder aquisi o gt FIGURA 1 Fluxograma da an lise de desempenho do sistema el trico E Iv REVITALIZA O DE CIRCUITOS nho caracter sticas t cnicas e import ncia Uma vez esco ar lhido o circuito piloto s o realizados detalhadamente todos os A Estrat gia Eni estudos e pesquisas necess rios para a tomada de decis o e A estrat gia que foi empregada neste projeto passa nas implanta o do plano de a es Os resultados alcan ados no pela apresenta o imediata de a es para redu o do FEC e a RA qa circuito piloto s o ent o aplicados em toda a empresa e DEC do sistema CMS Energy que fazem parte as em presas CJE Cia Jaguari de Eletricidade CSPE Cia Sul Paulista de Energia CPEE Cia Paulista de Energia El trica e CLFM Cia Luz e For a de Mococa Ao conjunto de a es propostas para melhoria imedi ata do FEC e DEC denominou se REVITALIZA O DE CIRCUITOS Esta t cnica empregada em um circuito priorit rio B T cnica De Revitaliza o De Circuitos 1 Base de Dados do Circuito e Caracter sticas do Sistema El trico e Ocorr ncias do Sistema El trico e Composi o das equipes respons veis pela Opera o e a Manuten o Equipamentos dispon veis para execu o das tarefas de E a da empresa denominado circuito piloto que escolhido Opera o e de Manuten o em fun o de seus indicadores de qualidade e d
72. instrumenta o de alto desempenho apresentando baixo consumo de energia e O conversor A D tem resolu o de 12 bits com taxa de amostragem program vel podendo realizar at 256 amostras por ciclo da onda de tens o e A mem ria n o vol til dispon vel no instrumento 8Kb suficiente para o armazenamento dos valores RMS das tens es das tr s fases por per odos de apro ximadamente 48 horas considerando se o armazenamento desses valores a cada 10 min Essa caracter stica pode ser utilizada para reduzir o n me ro de chamadas telef nicas a serem realizadas para a transfer ncia de dados para o COD e O modem desenvolvido para este instrumento segue o padr o V 23 com capacidade para discar por tom DTMF e por pulso e manter um link de comunica o full duplex permitindo a reconfigura o remota do instrumento dis pensando o uso de gravadores de par metros no local da instala o O modem tamb m disp e de prote o contra surtos que possam ocorrer na linha telef nica e al m disso os seus componentes est o tica e galvanicamente isolados da linha telef nica e O instrumento alimentado pela pr pria tens o da rede de distribui o Ocorrendo a falta de energia o instru mento conta com bateria pr pria que controla e carre gada pela placa de carregamento de bateria e tem auto nomia para 12 horas e O instrumento disp e de uma placa de prote o que o pro tege contra surtos de tens o na rede e
73. ji pose de de Mae ad E Ter o Fundamental Wos FEEGECANEATRTERERTAE P E E E E R E E RE E F m E L i E E F RB F B E F P e j Teria als Erri e ia mi Ea dom Be da emma modo do nm eso EEFE dii ini om me Eus CE ee mm er EE E m mc em LETE PEE r Ea HAFF Mini a um as sm ms EE im mm e o Em Le LE ua ato FIGURA 11 Tens o fundamental na fase A 7 dias Ainda em fun o dos efeitos da compensa o reativa na frequ ncia fundamental observa se uma melhora no fator de pot ncia do circuito figura 12 elevando se o mesmo para valores superiores ao fator de pot ncia de refer ncia igual a 0 92 frutas da me de Era E Fator de Entra ERMETERTEBR RERRIEE E amp mB E E E al Mm RB E A Fm Es Em Em l Em Em Tm Em Im Em z Hor ria FIGURA 12 Fator de pot ncia trif sico A figura 13 mostra a composi o da corrente no ramo do filtro a qual composta em sua quase totalidade por correntes de 5 harm nica conforme esperado 7 ai i iy HiNkiE d Li Hii h Fa Hina o FLEET ETAT EEr 1 tE Arpi T da Fiumara iri E E a ER ET q iat i Eiri ESE DRT LE Tm LE EN ET CERA ie dar Herta FIGURA 13 Composi o da corrente no ramo do filtro A seguir ser o apresentadas figuras referentes a me di es de 24 horas c
74. monitoramentos constantes M R Gouv a trabalha no Departamento de Energia e Automa o El tricas da Escola Polit cnica da Universidade de S o Paulo e mail gouver Opea usp br N R B Nogueira trabalha na Companhia Piratininga de For a e Luz e mail norbertoribeiro O piratininga net J Camargo trabalha na Expertise Engenharia e mail josue expertise eng com br R A SouzaJr trabalha na Expertise Engenharia e mail reynaldo Oexpertise eng com br A C Naves trabalha na INEPAR SA e mail alexandre Naves Minepar com br 922 ANAIS DO II CITENEL 2003 na rede prim ria de distribui o Por m o que existe nor malmente apenas uma medi o de corrente e tens o na sa da do alimentador e servi os de inspe o nos bancos de capacitores em per odos de um a dois anos Um outro fato o crescente aumento de instala o de cargas n o lineares nos consumidores residenciais comer ciais e at industriais Grupo B que tem agravado os problemas de sobretens o e sobrecorrente nos circuitos secund rios de distribui o aumentando as perdas el tri cas e levando os transformadores de distribui o a operar em condi o de sobrecarga Em virtude do planejamento e dos estudos de engenharia serem feitos separadamente para cada sistema de distribui o prim rio e secund rio n o considerada a possibilidade do controle dos reativos e com ponentes harm nicos no sistema secund rio No qual as pe
75. na maioria dos casos limitados a eventos com dura o de 2 segundos o flywheel tem energia para alguns eventos em seq n cia o que contudo pouco prov vel De toda maneira em at 150 segundos ap s um evento o sistema est com plena carga para nova atua o A Regula o de Tens o Como se pode observar na figura 2 o condicionador de energia possui a fun o de regula o de tens o em re gime permanente mantendo a tens o de sa da regulada em 2 da tens o nominal de 380 V Neste gr fico que apre senta a tens o de regime permanente ao longo de uma se mana pode se visualizar a efici ncia do dispositivo na regula o de tens o atrav s da compara o entre os valo res de entrada e sa da Nestas medidas a tens o de entrada chega a cair at 365V mas a sa da fica mantida em 378V constantes No gr fico da figura 3 verifica se o perfil de oia ral na Dio tc rr ae Ra corrente de carga na entrada e na sa da do condicionador FIGURA 5 Perfil de Distor o Harm nica Total Sa da demonstrando a grande variabilidade da carga Verifica se semelhan a na distor o harm nica total THDy tanto na entrada como sa da do condicionador o que em primeira an lise induz a um questionamento quanto real capacidade do condicionador na fun o de filtragem ativa 1 Harm nicas Individuais Os gr ficos das figuras 6 e 7 apresentam os espectros harm nicos das tens es na entrada e na sa da
76. normal da tens o funcionar como filtro ativo de harm nicos A aplica o deste dispositivo tornar as cargas in sens veis s perturba es provocadas por curtos circui tos descargas atmosf ricas ou qualquer outro presente no sistema el trico Tanto as ind strias quanto s concession rias ser o beneficiadas com este dispositivo As Ind strias reduzir o seus preju zos reduzindo significativamente as interrup es do processo produtivo utilizando a mesma quantida de de energia aumentando a efici ncia das suas plantas e se tornando cada vez mais competitivas As concession ri as al m de aumentar a satisfa o dos seus clientes ter o um aumento na receita pois ir o comercializar uma ener gia el trica menos interrupt vel EM II DESCRI O DO PROJETO Essa pesquisa desenvolvida em parceria de 3 entidades cada qual especialista numa rea A parceria formada pela CPFL Piratininga Escola Polit cnica da USP e Expertise Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 855 Otan de Energia El trica em projeto plurianual 3 anos sendo que a atividade para cada uma das etapas descrita a seguir A primeira etapa est prevista para concluir em setembro de 2003 A Objetivos Este projeto tem como objetivo principal avaliar pesquisar e desenvolver um dispositivo para recompor os transit rios moment neos de tens o evitando paradas indevidas de instala es industr
77. o Com o objetivo de facilitar a constru o do prot tipo e minimizar os efeitos 928 ANAIS DO II CITENEL 2003 de interfer ncia eletromagn tica sobre a por o anal gica do subsistema de aquisi o do sinal de tens o o hardware do instrumento foi dividido em m dulos como ilustrado na figura 1 e descritos a seguir FIGURA 1 Estrutura o do hardware do instrumento 1 Circuito de Condicionamento de Sinal O circuito de condicionamento de sinal utilizado no instrumento foi projetado para fazer a aquisi o de sinais de tens o presentes nos secund rios dos TP s das subesta es normalmente com tens es nominais de 69 Volts Outros valores como 127 V 220 V tamb m s o suportados pelo instrumento 1 2 3 Este circuito res pons vel pela redu o dos n veis de tens o descritos an teriormente para a faixa de opera o do conversor Anal gico Digital A D interno de 12 bits do micro controlador Este circuito tamb m utiliza filtros para reduzir o efeito de interfer ncias eletromagn ticas na detec o correta dos fen menos A estrutura utilizada pelo condicionamento possibilita ao instrumento detectar com precis o oscila es transit rias de tens o com amplitudes de at duas vezes o valor nominal Para varia es acima destes n veis de ten s o um circuito de prote o entra em a o evitando que o instrumento seja danificado 2 Circuito de Alimenta o O circuito de alimenta o foi
78. o trazendo um mai or benef cio a empresa EH II SITUA O DO PROJETO Atualmente o projeto esta em sua fase inicial corres pondente a primeira etapa descrita acima Espera se j para o pr ximo ver o o In cio de forma preliminar dos estudos descritos na segunda etapa EE IV RESULTADOS ESPERADOS Os principais resultados esperados do projeto s o 1 Mapas de densidade intensidade e outras caracter sticas das descargas na rea de concess o da Bandeirante Espera se gerar estes mapas com um banco de dados de 5 anos de modo a levar em considera o a grande vari abilidade anual dos raios Estes mapas ir o substituir os mapas de ndice cer unico atualmente em uso 2 Acompanhamento em tempo real da atividade de des cargas Este acompanhamento ir permitir desenvolver progra mas de otimiza o de atividade operacionais como ati vidades de manuten o 3 Integra o dos dados de descarga na plataforma georeferenciada da empresa Esta integra o permitir a dissemina o do uso da in forma o sobre descargas pelas diferentes reas da em presa trazendo maiores benef cios EM V REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS 1 O Pinto Jr eLR C A Pinto Tempestades e rel mpagos no Brasil Ed INPE S o Jos dos Campos 2000 p 200 Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 945
79. o computador central solicitando ao mesmo o recebimento de todos os registros armazenados C A comunica o comunica o entre o instrumento e o computador central realizada com base no protocolo TCP IP A trans fer ncia dos dados para o computador central e a re confi gura o dos par metros internos do instrumento s o rea lizadas por meio de instru es definidas no protocolo Dentre as instru es pode se destacar a retransmiss o dos dados caso os mesmos sejam corrompidos durante a trans miss o a discagem e transfer ncia dos dados do instru mento para o computador central quando a mem ria n o suportar mais o armazenamento das informa es D O sistema de software O sistema de software aqui desenvolvido completa as aplica es ao n vel do instrumento e ao n vel do usu rio para a ger ncia da coleta de dados armazenamento em banco de dados e a recupera o desses dados como infor ma es formatadas convenientemente e apresentadas em relat rios impressos e relat rios em terminais de v deo O software do instrumento suporta a es para a comuni ca o com os barramentos e os dispositivos peri f ricos assim como realiza a es de aquisi o de dados A rotina de aquisi o de dados respons vel pelas amostras do sinal de tens o com taxa de 128 amostras ciclo cujos dados s o utilizados na detec o dos fen menos VTCD s e os transit rios oscilat rios de baixa freqii ncia Para a
80. o de Registradores no Mercado e Defini o de Caracter sticas B sicas Requeridas Relat rio Fi nal 5 ANEEL Dezembro 2000 7 RAMOS A J P Monitora o Avalia o e Controle da Qualida de da Energia El trica Relat rio Parcial 1 Procedimentos de Medi o e monitora o ANEEL Maio 2000 8 DECKMANN Sigmar M Dr Flutua es de Tens o na Rede El trica Relat rio Parcial 1 Estudos Sobre Qualidade de Energia ANEEL Novembro 1999 Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 4 1 Otan de Energia El trica Desenvolvimento de um Instrumento para Monitora o de Energia J R de Carvalho CERJ R Wagner G E Mog G A Costa F R Coutinho S F Sciammarella LACTEC RESUMO Este trabalho teve por objetivo especificar e desenvolver para a Companhia de Eletricidade do Rio de Janeiro CERJ um ins trumento que permita capturar os valores de tens o junto a seus consumidores e analisar a qualidade de fornecimento de ener gia el trica verificando as flutua es de tens o e al m disso aplicando algoritmos de transforma o individualizar harm nicas e Distor o Harm nica Total DHT Este trabalho complementa um anterior conclu do e durante sua execu o v rias quest es e d vidas se apresentaram que permanecem para serem trabalhadas em foruns pertinentes O CUSTO do equipamento sempre foi o elemento mais forte do desenvolvi mento para
81. o dos defeitos pelas con cesston rias incluem a coloca o de religadores ao longo dos alimentadores de distribui o e altera o da topologia da rede Estas pr ticas podem reduzir o n mero e ou dura o das interrup es de energia mas as faltas nunca po dem ser eliminadas completamente Nesse sentido o presente trabalho prop e uma solu o inovadora no contexto nacional para a melhoria dos n veis da qualidade da energia el trica em circuitos prim rios e secund rios de distribui o diminuindo sensivelmente o universo de consumidores afetados pelas faltas perma nentes melhorando assim a qualidade percebida do forne cimento de energia el trica pelos consumidores EM II RELIGADORES DE DISTRIBUI O Os religadores de distribui o utilizados no presente projeto s o de tecnologia digital compactos com isola o em ep xi e possuem as seguintes caracter sticas e Tamanho compacto e Fun o de prote o de sobrecorrente de fase e de neu tro e Alimenta o alternativa por meio de baterias e Medidas de corrente de fase e Medidas de corrente de neutro e Medidas de tens o e Medidas de pot ncia monof sica e Medidas de pot ncia trif sica e Medidas de componentes sim tricas e Fun es operacionais no painel frontal Registros de eventos Perfil de carga e Dados hist ricos A figura 1 mostra o religador microprocessado trif sico utilizado no projeto 902 ANAIS DO II CIT
82. para o controle de pot n cia reativa Os elementos b sicos deste equipamento s o o transformador de acoplamento e o transformador de redu o de harm nicos os Inversores e o capacitor do lado cc conforme mostrado na Figura 1 Este equipamento foi inicialmente proposto para aplica o em sistemas de transmiss o 1 Por m em 1995 a aplica o deste equipamento em sistemas de distribui o foi proposta seguindo o conceito de Custom Power C A C Cavaliere e F D Jesus est o em seus estudos de doutoramento em engenharia el trica na UFRJ Univerisade Federal do Rio de Janeiro e mail cavaliere O coe ufr br fabio coe ufrj br E H Watanabe e M Aredes s o professores doutores da COPPE UFRJ Coordena o dos Programas de P s Gradua o da Universidade Federal do Rio de Janeiro Rio de Janeiro RJ e mail watanabe ufrj br aredes ufrj br P G Barbosa professor doutor da UFJF Coordena o dos Programas de P s Gradua o da Universidade Federal de Juiz de For a Minas Gerais RJ e mail pedro gomes ufjf edu br J R de Carvalho A C C Moreira F E R Fraga M J Leal s o funcion ri os da CERJ Companhia de Eletricidade do Rio de Janeiro RJ rua Pra a Leoni Ramos no 1 CEP 24210 205 Niteroi RJ Brasil e mail jcr cerj com br accm cerj com br ffraga cerj com br mleal cerj com br O conte do deste trabalho est submetido para apresenta o no VI Semin ri
83. pequenas ind strias conectadas baixa tens o pas sam a exigir uma qualidade da energia el trica cada vez maior para o seu correto funcionamento Sob o ponto de vista harm nico os circuitos secun d rios t picos dos sistemas de distribui o apresentam um espectro rico em 5 harm nica Apenas a t tulo de ilustra o a figura 2 apresenta o espectro de tens o medido no barramento secund rio 220 V de um transformador de distribui o de 112 5 kVA com predomin ncia de unida des consumidoras residenciais i AP a e a E E ALTO ES Rr E FIGURA 2 Espectro harm nico de tens o t pico dos circuitos secund riode No Brasil ainda n o existe uma legisla o espec fica acerca dos limites para frequ ncias harm nicas nos siste mas de distribui o de energia el trica Desse modo para a baixa tens o especificamente as concession rias v m de um modo geral praticando alguns limites cuja tend ncia apresentada nas tabelas 1 e 2 a seguir TABELA 1 Limites de tens o por consumidor expressos em porcenta gem da tens o fundamental gt ho DHT 3 TABELA 2 Limites globais de tens o expressos em porcentagem da tens o fundamental IMPARES 51 E TAJR o PARES Em geral os limites globais estabelecidos nas tabelas 15a 25 7 DHT 6 le 2 s o ultrapassados apenas em circuitos secund rios onde se verificam unidades consumidoras possuidoras de equipamentos de
84. projetado para su prir os n veis de tens o corretos para o funcionamen to do instru mento tendo como fonte principal a ten s o de um dos TP s da subesta o Este circuito ali menta um pequeno banco de baterias recarreg vel que forma uma fonte auxiliar de alimenta o que atua em casos de interrup o de tens o nos TPs mantendo o funcionamento normal do instrumento As baterias garantem autonomia ao instrumento por um per odo de 3 horas A atua o destas duas fontes ou sejam a alimenta o da pr pria rede el trica e do banco de baterias do instrumento realizada automaticamente por um circuito de controle que retira a responsabili dade desta tarefa do micro controlador 3 Circuito de Comunica o Constitui se de um modem para linha telef nica fixa com suporte para o protocolo V23 atualmente utilizado e Bell 202 Este subsistema permite a comunica o full duplex a uma taxa de 1200 bps para a transmiss o de informa es entre o instrumento e o computador central Estas caracter sticas possibilitam a reconfigura o e autoteste remotos do instrumento e a utiliza o de uma linha telef nica exclusiva ou compartilhada Este circuito possui driver constitu do de isolamento tico e outros com ponentes utilizados em prote o contra surtos de tens o que podem ocorrer no sistema telef nico Atrav s deste circuito de comunica o o Instrumento pode realizar uma chamada para o computador central utili
85. qualidade da energia Ume G o Localidade Subesta o o equipamento monitorado RQE Il 1 Dourados das Na es Al 01 RQE Il 2 Campo Grande C G Assis Scaffa Al 06 E o mapa da figura 1 d uma id ia da distribui o geo gr fica dos equipamentos no estado de Mato Grosso do Sul FIGURA 1 Distribui o geogr fica dos equipamentos no estado de Mato Grosso do Sul As caracter sticas dos circuitos em estudo s o apre sentadas na tabela 2 866 ANAIS DO II CITENEL 2003 TABELA 2 Caracter sticas dos circuitos em an lise Circuito Extens o N mero Tipo de N vel de FEC i c consumidores carga CC 3q CG Assis Scaffa 04 26 1 km 7 249 Industrial Residencial 198 3 MVA 2 938 CG Almoxarifado 02 23 5 km 3 019 Industrial Residencial 257 8 MVA 5 949 Dourados das Na es 01 9 34 km 131 Industrial Comercial 173 1 MVA Nhouve Navira 04 10 5km 1 073 Industrial Residencial Comercial 41 1 MVA 1 974 Parana ba 03 46 4 km 441 Industrial Residencial Rural 143 4 MVA 0 993 Corumb 138 kV Ita 7 0km 01 Industrial 1972 Nhouve Os valores de FEC mostrados na tabela 2 se referem aos valores verificados no per odo de janeiro a maio de 2002 A campanha de medi es realizada simultaneamente nas subesta es da Enersul que teve o per odo de aproxi madamente 05 meses em cada circuito sendo que o cronograma apresentado na tabela 3 TABELA 3 Cronograma de medi o Subesta o Circuito In cio Monitora o T
86. que ocorreram com maior frequ ncia e que afetam diretamente o FEC e tam b m aquelas que responderam pelos maiores tempos de Interrup o A partir destes dados poss vel priorizar a es tais como e Elaborar estudos de coordena o da prote o de um tre cho de rede de um alimentador ou at de uma subesta o e Instalar espa adores em redes secund rias que sofrem interfer ncia de rvores e Elaborar estudos de flexibilidade operativa da rede pri m ria visando promover a necess ria separa o das car gas com atendimento priorit rio das demais quando da ocorr ncia de interrup es programadas ou n o 2 Materiais e Equipamentos com maior ndice de falhas a Na rede prim ria b Na rede secund ria Com a implanta o em todas as reas da empresa da metodologia de acompanhamento do desempenho de ma t rias e equipamentos e do Relat rio de Irregularidades em Materiais e Equipamentos da Distribui o RIME poss vel estabelecer se o problema de desempenho apre sentado por determinado material e ou equipamento de vido a defeito de fabrica o ou se devido a problemas de instala o e ou manuseio A partir da a solu o a ser adotada para a elimina o minimiza o destes tipos de ocorr ncia r pida obje tiva e eficiente e o mais Importante rapidamente estendi do a toda a Empresa e os benef cios para o FEC e o DEC tamb m se aplicam na mesma velocidade 3 An lise
87. real da incid ncia de raios na regi o para direcionar diversas atividades operacionais de manuten o melhorando e facilitando sua atua o bem como dar subs dios a quest es de se guro frente aos consumidores e Permitir analises de eventos tais como correlacionar desligamentos do sistema el trico queima de trans formadores e outros par metros com a ocorr ncia de descargas Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 941 Otan de Energia El trica el tricas para permitir tomadas de decis es referentes ao desenvolvimento e aperfei oamento do sistema el trico Gerar um banco de dados de descarga georeferenciado de modo a permitir a visualiza o dos dados e de mapas tem ticos dentro do sistema georeferenciado da empresa As tr s etapas previstas s o Desenvolvimento de Ferramentas de An lise Nesta primeira etapa est o previstos o desenvolvi mento de ferramentas de an lise de informa es para da dos em tempo real e sobre a forma hist rica A figura 2 mostra um exemplo do ambiente de software que esta sen do desenvolvido Todos os softwares trabalham em plata formas georeferenciadas E nren EE a mms zamme e 4 immeqe Te E T m E Pej sds trS ps EONA paus quem WE ppe H O FIGURA 2 Software para an lise de dados de descargas Desenvolvimento de Estudos A partir das ferramenta desenvolvidas na primeira fase ser o desenvolvidos estudos de modo a quanti
88. restri es x 1 ou O para cada j sim ou n o para um projeto XC mvg Or amento capital reservado para melhoramentos onde R Retorno do investimento realizado na rede secund ria J Xj Representa a participa o ou n o na prioriza o Representa o investimento necess rio na rede inv j secundria Or amento Valor destinado aos melhoramentos em rede secun d ria Este problema de otimiza o pode ser solucionado atrav s do algoritmo de Branch and Bound que pode ser descrito como um problema de programa o inteira bin ria Por exemplo supondo os projetos A B C e D Cada qual com seu custo de investimento e retorno estabeleci dos na tabela a seguir TABELA 2 EXEMPLO DE APLICA O DO BRANCH AND BOUND A B C D Investimento 15 13 20 12 Retorno 17 8 12 6 A figura 2 a seguir demonstra todas as possibilidades de investimentos poss veis levando se em considera o um or amento m ximo de 40 h a e w rr a O m L a e Es A Co da ad O F Fa m ph mT 1 1 i i Pamm fire ar No VAO VA rE NE m i I ii m Eh ge l m a FIGURA 2 Poss veis solu es M todo Branch and Bound Pode se observar na rvore constru da a partir dos investimentos poss veis que alguns de seus ramos s o in tuitivamente de baixo retorno ou ultrapassar o o recurso dispon vel para investimentos O objetivo da t cnic
89. revista pois os medidores de pot ncia e energia convencionais apresen tam erros consider veis quando em condi es utilizados em condi es n o senoidais nesse contexto que surge uma nova componente de pot ncia que leva em conta a distor o a pot ncia destorcia D As defini es para pot ncia ativa reativa e aparente para condi es senoidais e seus respectivos significados j s o bastante conhecidas e compreendidas em n vel de gera o transmiss o dis tribui o e utiliza o da energia el trica Por m em condi es n o senoidais as defini es de pot ncia n o s o ainda aceitas de forma un nime existindo acirra dos debates desenvolvendo renomados pesquisadores que prop em suas defini es e criticam as existentes Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 4 9 Otan de Energia El trica II VIS O GERAL DOS M TODOS DE CONTROLE A efici ncia de um filtro ativo de pot ncia depende dentre outros fatores da qualidade do m todo de gera o do padr o de refer ncia que ser seguido para se gerar as correntes de compensa o que ir o efetivamente eliminar as correntes harm nicas geradas por cargas n o lineares V rios m todos de obten o dos padr es de refer n cia foram propostos na literatura 1 5 dentre eles pode mos citar o m todo de Akagi et al 1 o m todo de Bhattacharya et al 2 e o m todo de Zhou et al 3 O m todo proposto por Akagi m
90. sico em ponte completa VSI do ingl s Voltage Source Inverter conforme figura 5 apresenta as caracter sticas necess rias para funcionamento do filtro ativo lin Won 200 00 100 00 F 100 00 200 00 50 00 0 00 70 00 20 00 90 00 100 00 Time mz FIGURA 3 Tens o entregue s cargas e corrente drenada pela carga n o linear FIGURA 4 Estrutura bidirecional em corrente e tens o para opera o como filtro ativo WE FIGURA 5 Inversor de tens o monof sico A fim de projetar as malhas de controle de corrente e tens o para gera o das correntes de refer ncia ou seja as formas de corrente necess rias para que o inversor de tens o monof sico possa injetar absorver as harm nicas geradas por cargas n o lineares foram modelados os in versores de tens o modulados a dois e tr s n veis confor me mostram as tabelas 1 e 2 TABELA 1 tabela com as equa es que descrevem os inversores de tens o monof sicos INVERSOR A DOIS N VEIS INVERSOR A TR S N VEIS MU Diq As equa es mostradas na tabela 1 representam a de pend ncia da tens o equivalente em fun o da raz o c clica D As varia es de corrente circulante pelo indutor de acoplamento Lf em fun o da raz o c clica e em fun o da tens o de controle na modula o para o inversores de ten s o monof sicos s o apresentados na tabela 2 onde Vf a tens o no barramento CC do inversor TABE
91. ua ia bH n riem PESE I P Hale FADE 1 Ex E m EU a bo jr 3 l j E Ra E am E a p Bota P bu E aii Lam bl E bE pE io LE E KA b fi e drra a b FIGURA 17 Histogramas de tens o para a 5 harm nica a Filtro desligado e b Filtro ligado Observa se pela an lise dos histogramas da figura 17 que ap s a energiza o do filtro as barras do histograma se deslocam para a esquerda indicando um maior n mero de leituras ocor r ncias de valores de distor o harm nica mais baixos Para a an lise do comportamento das demais ordens harm nicas antes e ap s a energiza o do filtro apresen tam se a seguir os espectros de tens o harm nica m dios considerando se 7 sete dias de monitora o antes e ap s a conex o do filtro ao circuito Analisando se os espectros da figura 18 observa se uma redu o das tens es de 5 7 e DHTv em todas as fases do circuito Com rela o tens o de 3 harm nica observou se uma redu o da mesma apenas para a fase A do circuito Nas demais fases do circuito esta grandeza teve um ligeiro cresci mento m dio sem preju zos para a instala o F Ti DbRESNEIERA i g F a E H 4 i i E WE 1 Hi H E H Wi Dedan Hairi FSE H VLORE HEHE F ms e E Faro qua Pumplitudo i Arrepio Me i t E i E H F ii E W i H a a h T FIGURA 18 Espectros harm nicos da tens o nas fases A B e
92. uma indica o de queda Caso seja verifica como o monitor est instala do se rede ou consumidor especial No segundo caso re gistra como monitor desligado indicando que apenas o con sumidor ficou sem energia e n o o transformador ou a rede No primeiro caso verifica se existem outros monitores insta lados no mesmo transformador ou no mesmo trecho e que efetuaram uma liga o e a sua rela o de tempo de desliga mento para decidir se transformador ou trecho desligado D Tarefa de controle dos eventos tela texto uma tela de exterioriza o dos eventos em andamen to com o formato da figura 1 Esta tela est dividida em tr s setores No segmento superior s o listados os monitores que est o desligados sendo que os consumidores cadastrados com c digo de consumidor especial permanecem neste se tor at a restaura o de energia Os demais ap s o tempo de verifica o ser o associados a transformador desligado ou trecho desligado atrav s do algoritmo s o repassados para a rea m dia da planilha que lista os transformadores desligados ou para a rea inferior que lista os trechos desligados Tamb m s o apresentados dados operacionais de cada evento para auxiliar na escolha da prioriza o do aten dimento de restaura o At esta etapa qualquer ponto da rede de distribui o pode ser monitorado e controlado FIGURA 1 E Cadastro da rvore de alimentadores Esta Tarefa para cadastra os
93. valores de g g Rela o de espiras Corrente no inversor Pot ncia do Capacit ncia do inversor kVA link DC mF 2 48 11 64 8 642 56 022 319 9 05 6 722 150 38 D Pot ncia do transformador s rie Para 10kVA O 0 35pu O 0 5pu V S on 35W kc k 0 1pu 3 carga s o calculados os seguintes par metros de acordo com as equa es anteriormente desenvolvidas e Rela o de espiras O transformador dever ser constru do com taps para flexibilizar a rela o de espiras e pot ncia do transforma dor e inversor Ser o considerados para o projeto taps para as rela es de espiras 2 1 2 5 1 e 3 1 e Corrente e pot ncia aparente nos transformadores monof sicos Para a pot ncia trif sica dada tem se Spweso _ 10kVA t B V 3 220V I 26 243A A pot ncia do transformador monof sico dada para a condi o na qual o afundamento moment neo de tens o igual a 0 5 pu Vom m 127 0 5 63 5V V m I 26 243 A 3 Smig 1 667 kVA Como se deve garantir que o transformador n o sa ture para esta condi o a pot ncia do transformador multiplicada por dois Assim a pot ncia de cada trans formador iguala Sri 2X1 667 kVA 3 333 kVA E Dimensionamento do Filtro de sa da do Inversor Admitindo se a queda de tens o de 10 no indutor e corrente drenada pelo capacitor igual a 10 do valor de base as reat ncias indutiva e capacitiva s o iguais a X 0 1 Z 1 4880 Xc 10 Z
94. vias do RIME dever proceder como indicado a seguir e Arquivar a 2a via e Enviar de imediato a la via ao Departamento de Enge nharia NOTAS IMPORTANTES l Na ocasi o do encaminhamento do RIMED a o Departamento de Engenharia dever ser informado se um caso isolado ou se houve ram outras ocorr ncias do mesmo tipo na rea de atua o da Divis o T cnica desde que seja de conhecimento da mesma 2 Caso a Divis o T cnica seja o pr prio emitente o RIME deve ser emitido em 02 vias com o mesmo encaminhamento 3 A n vel de Regional a Divis o T cnica dever coordenar o recebi mento de todos os RIME s emitidos 4 3 Numera o Dever ser efetuada a numera o sequencial por rg o emitente 5 MATERIAIS E EQUIPAMENTOS ABRANGIDOS PELO RIME De ver ser emitido Relat rio de Irregularidade RIME para todos os mate riais e equipamentos utilizados em redes de distribui o 6 RG O CENTRAL DE COORDENA O Departamento de En genharia de responsabilidade do rg o central efetuar a an lise dos RIME s recebidos e coordenar as provid ncias necess rias para a solu o dos problemas apontados Trimestralmente o rg o central emitir um Relat rio detalhando o andamento das provid ncias relativas aos RIME s recebidos Anualmente ser o escolhidos os 10 dez RIME s de maior relev ncia para as Empresas e os seus autores receber o Certificado de Colabora dores Especiais para a Melhoria da
95. 5 Varia es moment neas de tens o verificadas Varia es Moment neas de Tens o VMT Dura o VMT Afundamento Moment neo de tens o AMT EMT Total VMT ciclos 10a20 20430 30240 40a50 50a60 60270 70a80 80290 gt 10 PS A curva de incid ncia de varia es moment neas de tens o da barra de 13 8kV da SE Campo Grande Almoxarifado a disposi o das VMT s na curva CBEMA e a curva de incid ncia acumulada segundo amplitude e ten s o s o apresentadas nas figuras de 5 a 7 respectivamente Frequ ncia n mero de ocorr ncias y OE Dura o da VMT ciclios N vel da VMT FIGURA 5 VMT s na barra de 13 8kV da SE Campo Grande Almoxarifado FIGURA 6 Disposi o das VMT s na curva CBEMA Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 667 isa de Energia El trica wo TIILIIIIITO mofo aisfafo o aeee Ae Do 5 O Zan 9 4 E OD 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 1 0 Dura o segundos FIGURA 7 Curva de incid ncia acumulada de AMT c Medi es na SE Dourados das Na es Os consumidores do alimentador monitorado nesta subesta o tem os seguintes ramos e Industria de pl sticos e F brica de ra o e Latic nios e Industria de alimentos A tabela 6 apresenta a tabela das Varia es Mo ment neas
96. 5 16 V V 122 32 V Vo 120 20 V A distor o de tens o harm nica total por fase para este caso DTHT 1 24 DTHT 1 73 DTHT 1 53s A queda de tens o observada no lado da carga confor me pode ser verificado na figura 6 devida imped ncia do conjunto transformador e inversor e distor es harm nicas Para esta corre o dever ser implementada uma malha adici onal no sistema de controle do Mim DVR que ser objeto de pr xima implementa o na simula o do mini DVR Outras implementa es tamb m est o previstas para serem efetuadas entre elas a estrat gia de controle para defini o do sinal de refer ncia e o sistema de controle digital E IV SUM RIO FINAL Os equipamentos j foram projetados e encontra se em fase de fabrica o para posterior montagem no painel Os semicondutores e seus disparadores j foram ad quiridos As placas de interface digital anal gica do sistema DSP com o DVR j foram projetadas e est o em fase de montagem A familiariza o com a implementa o de dispositi vos de eletr nica de pot ncia e controle no ATP est sen do conduzida e os primeiros resultados foram mostrado neste artigo As malhas de controle est o sendo simuladas no PSIMCAD e seus resultados ser o mostrados em fase posterior Est em andamento a familiariza o com o aprendi zado com o sistema de desenvolvimento e linguagem de programa o do DSP escolhido Enquanto se aguard
97. 8 seguir 1 2 0 8 0 4 i 0 0 0 4 0 8 1 2 0 100 0 105 0 110 0 115 0 120 0 125 0 130 file CURTO1F1 pl4 x var t v TY1 A v TY1 B v TY1 C FIGURA 4 Tens o na Barra do curto TYI 200 150 100 50 0 50 100 _ 150 200 0 100 0 105 0 110 0 115 0 120 0 125 0 130 file CURTO1F pl4 x var t v SEREDA v SEREDB v SEREDC FIGURA 5 Tens o na Barra de entrada do filtro SERED 100 150 200 0 100 0 105 0 110 0 115 0 120 0 125 0 130 fiie CURTO1F1 pl4 x var t v SECARA v SECARB v SECARC t VPOSZA FIGURA 6 Tens o na Barra de Carga SECAR com as respectivas referencias VPOSZ 700 525 350 HAM li o pd ir UA Dy j 350 525
98. 9 Desenvolvimento de Metodologia para An lise das reas Sens veis s Varia es Moment neas de Tens o A A Martins Enersul S A e A C Panizza Enersul S A RESUMO Nos sistemas el tricos de distribui o cada vez maior o n mero de problemas causados pelas varia es de tens o de curta dura o compreendendo os afundamentos e eleva es de ten s o Os problemas ocasionados pelas varia es de tens o de curta dura o v o desde a parada de processos produtivos em industrias at o inc modo causado pela diminui o momen t nea da intensidade luminosa de l mpadas incandescentes e perda de mem ria de cargas como videocassete microondas e rel gios digitais dos consumidores residenciais O primeiro resulta em um custo bastante elevado para as ind strias Des ta forma o presente trabalho tem por meta conduzir investiga es no sentido de desenvolver uma metodologia para a detec o das reas de vulnerabilidade ou reas sens veis e curvas de compatibilidade do sistema el trico da Enersul PALAVRAS CHAVE reas Sens veis Afundamentos Eleva es Varia es Mo ment neas de Tens o Curvas de Compatibilidade Qualidade de Energia El trica EE 1 INTRODU O Significativos avan os tem sido feitos nos ltimos anos para implantar programas de qualidade no setor el trico em todo o mundo atrav s do estabelecimento das condi es normativas que possibilitam reger os sistemas de energ
99. A A Tupiassu J E Mesquita Integrating a power quality monitoring system in a distribution control center In IEEE Porto Power Tech Porto PT 2001 5 U H Bezerra J N Garcez M N A Moscoso J A S Sena K T Souza R R Silva R S Lemos A A A Tupiassu J E Mesquita Sistema para o monitoramento da qualidade de energia el trica de um conjunto de consumidores em baixa tens o In CITNEL Con gresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica Bras lia DF 2001 6 ANEEL Ag ncia Nacional de Energia El trica Resolu o no 24 de 27 de Janeiro de 2000 Bras lia DF 2000 7 ANEEL Ag ncia Nacional de Energia El trica Resolu o 505 de 26 de Novembro de 2001 Bras lia DF 2001 8 Borland C Builder 5 for Windows 2000 98 95 NT Developer s Guide New York 2000 Sistema Especialista com Fun es Gr ficas de Controle e Supervis o das Condi es de Energiza o da Rede Urbana de M dia Tens o a Partir de Monitora o na Baixa Tens o M Klimkowski V C Zambenedetti C J Suckow LACTEC P C Pranskevicius N Soares Eletropaulo RESUMO O projeto desenvolveu programa com fun es gr ficas e algoritmos baseados em um sistema especialista aplic veis topologia el trica de rede de distribui o el trica urbana vi sando a detec o autom tica de trechos interrompidos na rede de M dia Tens o atrav s de an lise de dados recebidos de equipamentos
100. C Valores m dios registrados em um per odo de 7 sete dias Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 451 Otan de Energia El trica As figuras 19 e 20 a seguir mostram fotos do equipa mento instalado em um circuito secund rio da rede urbana da Grande Vit ria FIGURA 19 Foto do equipamento montado 852 ANAIS DO II CITENEL 2003 b FIGURA 20 a Reator b Montagem do equipamento EM VI CONCLUS ES O desenvolvimento e a aplica o de filtros harm ni cos sintonizados passivos em circuitos secund rios de dis tribui o apresenta grandes benef cios n o somente pela redu o da distor o harm nica total como tamb m pela compensa o reativa na frequ ncia fundamental proporci onada pelo capacitor BT que integra o equipamento Em linhas gerais este projeto piloto proporciona um aumento no n vel da qualidade da energia el trica fornecida para clientes atendidos em baixa tens o e ainda posterga o de investimentos em obras para regulariza o dos n veis de tens o em atendimento Resolu o ANEEL N 505 EM VII REFER NCIAS BIBIOGR FICAS 1 MACEDO Jr J R Aplica o de filtros harm nicos passivos em circuitos secund rios Revista Eletricidade Moderna Agosto de 2000 Aplica o de Tecnologias de Filtragem Ativa para Melhoria da Qualidade de Energia El trica em Baixa Tens o A H Oliveira LACTEC V Mognon LACTEC C G Bianchin LACTEC 1 J
101. Chueiri LACTEC J R Pasqualin LACTEC B R Moeller LACTEC RESUMO Este artigo apresenta os resultados parciais primeira etapa de implementa o de um filtro ativo paralelo monof sico para corre o de harm nicas de corrente geradas por cargas n o lineares e corre o do fator de pot ncia de cargas lineares S o comentadas as estrat gias de controle adotadas para ge ra o das correntes de refer ncia apresentados os resultados do modelamento dos inversores de tens o necess rios ao pro jeto dos controladores de corrente e tens o resultados de si mula o e resultados iniciais dos sinais gerados por uma pla taforma de desenvolvimento baseado em processadores digi tais de sinais DSP56F80x PALAVRAS CHAVE Filtro Ativo Paralelo Fator de Pot ncia Taxa de Distor o Harm nica de Corrente Inversores de Tens o EE 1 INTRODU O A necessidade de um controle efetivo do fluxo de pot ncia entre sistemas el tricos fez surgir um ramo da ele tr nica espec fico para tal finalidade onde inicialmente acionamentos de m quinas el tricas e controles industriais apareceram como os principais setores que exigiam esfor os no desenvolvimento da eletr nica de pot ncia Surgi ram ent o diversas topologias de conversores e paralelo a este desenvolvimento de estruturas seguiram se as pesqui sas na busca de dispositivos semicondutores que se aproxi massem ao m ximo do comportamento de uma chave est tica idea
102. E S SILVA FILHO A Indicadores de qualidade de energia el trica Aspectos contratuais e de prote o ao consumidor In III Semin rio Brasileiro sobre Qualidade da Energia El trica Bras lia Centrais El tricas do Norte do Brasil S A p 237 243 Bras lia Brasil 1999 5 ZAMBENEDETTIV C KLIMKOWSKIM FRISCH A C Sis tema de Localiza o de Faltas em Redes de Distribui o Utilizan do um Sensor de Baixo Custo Anais do IH CONLADIS Congres so Latino Americano de Distribui o de Energia El trica USP S o Paulo Brasil setembro 1998 6 ZAMBENEDETTI V C KLIMKOWSKI M GARCIA K S PAULISTA J SCHMITZ M A Projeto de desenvolvimento de sistema de software inteligente dedicado para o controle de inter rup es em localidades menores e consumidores de reas urbanas isoladas Programa P amp D ANEEL relat rio final 2000 Utiliza o de Dados de Descargas Atmosf ricas no Sistema El trico da Bandeirante Energia S A Osmar Pinto Jr Kleber P Naccarato Miguel Adrian e Iara R C A Pinto INPE Vitor L G Gardiman Carlos A S Martins Luciano G Mendes Bandeirante Energia S A RESUMO Este documento apresenta um resumo das atividades desen volvidas pela Bandeirante dentro do projeto de P amp D Utiliza o de dados de descargas atmosf ricas para o desenvolvi mento otimiza o opera o e manuten o do sistema el tri co da Bandeirante Energia S A para obter informa es confi
103. EEE On page s 657 660 vol 2 1 4 May 2000 2000 Volume 2 2 A Study of Network based Data Acquisition System By Y Yasu H Fujii E Inoue H Kodama KEK Tsukuba and Y Sakamoto Yamagata U KEK PREPRINT 97 6 April 1997 4pp Talk at CHEP 97 the International Conference on Computing in High Energy Physics Berlin Germany 7 11 April 1997 3 Web based Power Quality Monitoring amp Reporting Service Electrotek Concepts http www electrotek com pqmon monserv htm 4 A client server architecture for distributed measurement systems Bertocco M Ferraris F Offelli C Parvis M Instrumentation and Measurement IEEE Transactions on page s 1143 1148 18 21 May 1998 Oct 1998 Volume 47 Issue 5 5 Distributed measurement and control based on the IEEE 1451 smart transducer interface standards Lee K B Schneeman R D Editor s Piuri V Savino M Instrumentation and Measurement Technology Conference 1999 IMTC 99 Proceedings of the 16th IEEE 6 DOC T CNICO ABRADEE 02 33 An lise de Perdas e Danos Materiais a Terceiros 11 04 2000 LIVROS 7 Kenney J F and Keeping E S Root Mean Square 4 15 in Mathematics of Statistics Pt 1 3rd ed Princeton NJ Van Nostrand pp 59 60 1962 8 Williams T EMC for Product Designers 2nd ed Butterworth Heinemann ISBN 0 7506 2466 3 NORMAS 9 ANEEL Resolu o N 505 de 26 de Novembro de 2001 Congresso de Ino
104. EEL 3 Valor M ximo valor que determina o limite RMS a partir do qual valores menores ou iguais s o caracteri zados com Interrup o de energia e O cadastramento dos transformadores e dos instrumen tos de monitoramento instalados nesses transformado res feito de maneira simples atrav s de janelas da Interface homem m quina Cada instrumento deve est associado a um telefone cujo n mero informado in clusive com o c digo de rea e Os dados vindos dos instrumentos em campo s o armaze nados no banco de dados e s o acessados diretamente pelo usu rio para a visualiza o dos relat rios operacionais Diversos relat rios est o disponibilizados como 1 visualiza o em gr fico e tabela dos valores RMS das tens es nas fases A B C 2 visualiza o em gr fico e tabela dos valores de dura o e freqi ncia das interrup es ocorridas nos secund rios dos transformadores EM II INTERFACE COM O USU RIO O usu rio Interage com o sistema de monitoramento por meio de janelas de dados tanto para a passagem de par metros e informa es para o instrumento como para o acesso as Informa es armazenadas em base de dados Exemplos t picos dessa interface est o mostrados nas fi guras a seguir A figura 3 apresenta a tela inicial do siste ma de software no padr o windows contendo menus ho rizontais e verticais Tamb m sobreposta esta tela foi apresentado a janela de Login para ter se acesso a bas
105. ENEL 2003 E a figura 2 mostra o conjunto completo religador trif sico microprocessado controle e antena instalado FIGURA 1 Religador trif sico microprocessado Controle do religador Antena de Comunica o Religador Antena de Comunica o Controle do religador tena de omunica o RR da Hr ga FIGURA 2 Religador trif sico microprocessado instalado EE II ALIMENTADORES SELECIONADOS Os alimentadores selecionados para o estudo s o o alimentador Al 05 e alimentador Al 07 da Subesta o Campo Grande Cuiab da cidade de Campo Grande A fi gura 3 mostra o croqui do projeto E iab SE CG Cuiab R2 Rua Dolor RL7275 F Andrade Rua Dolor F Andrade Ponto de Interliga o m R4 RL5652 Av Mascarenhas e Moraes FIGURA 3 Croqui dos religadores Como mostrado na figura 3 o projeto prev que a interliga o entre os religadores feito por meio de um religador normalmente aberto Sendo que o mesmo mano brado sempre que haja algum defeito entre os trechos R1 R2 ou R3 R4 dos alimentadores Al 05 e Al 07 respectivamente A tabela 1 mostra a localiza o de cada religador en volvido no projeto TABELA 1 Localiza o do religadores RL Alimentador RL 7275 Al 05 Localiza o Rua Dolor F de Andrade entre as ruas Dr Arthur Jorge e 25 de Dezembro RL 5652 Al 07 Av Mascarenhas de Moraes entre as ruas Li vramento e do Ros rio RL 8773 Interliga o Rua Dolor
106. EVITALIZA O DE CIRCUITOS permitiram a implanta o Imediata nas empresas da CMS Energy de v rias a es de sucesso com consequente redu o do FEC e DEC quais foram A Utiliza o de Espa adores de PVC Os benef cios esperados com a utiliza o de espa adores de PVC na rede de distribui o s o e Redu o de interrup es na baixa tens o melhoria do DEC e do FEC e Disponibiliza o das equipes de plant o para outras atividades e Redu o da ocorr ncia de cabos partidos aumento da seguran a e Redu o da queima de transformadores e Redu o da queima de aparelhos dos consumidores du rante o curto ocorrem sobretens es nos consumidores e Redu o na queima de elos fus veis a queima de um s elo provoca subtens es em alguns trechos da rede podendo causar falhas nos equipamentos dos consumidores FIGURA 6 Instala o de Espa adores 920 ANAIS DO II CITENEL 2003 B Utiliza o de Chaves Fus veis Religadoras Os benef cios esperados com a utiliza o das chaves fus veis religadoras 3 tiros s o e Redu o de interrup es transit rias na m dia tens o melhoria do DEC e do FEC e Disponibiliza o das equipes de plant o para outras ati vidades e Redu o da queima de aparelhos dos consumidores a queima de um s elo provoca subtens es em alguns tre chos da rede podendo causar falhas nos equipamentos dos consumidores e A instala o de religadores auto
107. Este projeto visa pesquisar desen volver e implantar um Sistema de Compensa o Reativa Di n mico monitorando e avaliando constantemente o fluxo de reativo das redes de distribui o Inteligente propondo uma compensa o tima de bancos de capacitores e avaliando a situa o de cada banco emitindo periodicamente propostas de reloca o de bancos com o objetivo de reduzir o fluxo de reativos Reloc vel propondo um padr o de alta flexibilida de podendo ser instalado e retirado com apenas um i amento e at sem desligamento da rede Conjugado considerando a possibilidade de compensa o reativa na m dia e na baixa ten s o sendo que nesta proposta a filtragem passiva de distor es harm nicas para aliviar ainda mais o carregamen to dos transformadores de distribui o PALAVRAS CHAVE Compensa o reativa distor o harm nica perdas el tricas al vio do sistema el trico qualidade da energia el trica EM 1 INTRODU O Apesar de as concession rias possu rem grande quan tidade de bancos de capacitores instalados ainda existe falta de reativo no sistema el trico Isto pode ser associado falta de um sistema que monitore de forma sistem tica a opera o dos bancos de capacitores supervisione e con trole o fluxo de reativo das redes Os altos custos dos sistemas de compensa o reativa incluindo planejamento engenharia equipamentos obras de instala o exigem que haja
108. I 2 Resultados das Simula es de Curto Circuito para Verifica o da Compensa o pelo DVR no Barramento de Carga A an lise do desempenho do Mini DVR foi efetuada com a aplica o de curtos monof sicos bif sicos para a terra bif sicos e trif sicos na Linha 1 nos seguintes pon tos in cio 0 km 1 km e 5 km de dist ncia da barra do transformador 1 Barra TY1 Neste trabalho ser ilustra da a t tulo de exemplo somente a situa o de curto monof sico a 1 km da barra TY1 O sistema simulado bem como o controle do Mini DVR utilizado podem ser vistos na figura 3 Nesta etapa os capacitores CC C1 foram modelados por fonte CC com amplitude de 350 V As tens es de refer ncia VPOSZ das fases A B e C fo ram mantidas constantes em 127 V e desafadas de 120 entre si Curto Trafo 1 1 Linha 1 Trafo 2 Xs TY um natas LD EaD AY Aos Cabo Linha a rea subterr neo VPOSZ T FILTRO 3 VTRED PASSA SERED BAIXA SEFIY SEFIX VCOMP f T FILTR l R L T C I Li i NILTR VCOMN T 13 1 stcom ie a 350 V ET A eh ch A Era RA ES Rope E RV E ETE pa SR VE fa ci o a ga E a Barra de Carga v S P jQ FIGURA 3 Configura o utilizada na simula o Os valores das vari veis referentes ao curto monof sico a 1 km da barra encontram se ilustrados nas figuras 4 a
109. II CITENEL 2003 biau ABE db Dha dE a a a a a M rp as mr FIGURA 10 Perfil RMS das tens es de entrada e sa da do condicionador Fase AB FIGURA 11 Oscilografia das tens es de entrada e sa da do condicionador Fase AB Demonstra se a seguir nas figuras 12 e 13 os regis tros de corrente durante o citado evento ENS pula a o ES i i E i i i ma mm FIGURA 15 Oscilografia da corrente da Fase A Fica claro nestas figuras que a corrente de entrada vai a zero durante o afundamento enquanto a corrente na carga mantida garantindo o funcionamento normal da carga E Dist rbio Operacional Quando da ocorr ncia de um surto de corrente gerado pela carga protegida foi medida uma queda de tens o re sultando em um afundamento maior na tens o de sa da do condicionador com rela o tens o de entrada Este fen meno tem dura o muito r pida em torno de 3 ciclos e deve se presen a de reatores em s rie com a rede A se guir mostra se nas figuras 14 e 15 uma ocorr ncia deste tipo pa FE Es tm E pry Ps mma ind EEE m k O mE T EEF E o mm Vea num Sa da PE o E TS no T o Ts ma am nes TE is diques FIGURA 15 Perfil de corrente RMS Fase A Entrada e Sa da Destaca se tamb m que este tipo de ocorr ncia em nenhum momento ofereceu risco operacional para as car gas protegidas EE IV CONCLUS ES Este trabalho
110. J P Brand o A C Oliveira J C U ma Proposta de Nomeclatura Nacional de Termos e Defini es Asso ciadas Qualidade da Energia El trica SNBQE 96 Uberl ndia jun 97 8 Lima A 6 G Ross R P D Sollero R B Impactos da Qualidade da Energia no Novo Modelo do Setor El trico Revista Eletricidade Mo derna set 1999 9 Bronzeado H S Schilling M Th Aramgo H Voltage Quality Evaluation in Brazil Electric Power System VII Internacional Con ference on Harmonics and Quality Power ICHQP oct 1998 10 Pereira Paulo Sergio Uma Contribui o ao Monitoramento e Tra tamento de dados da Qualidade de Energia III Semin rio Brasi leiro sobre Qualidade da Energia El trica SBQEE 1999 11 Junior Kleber Rodrigues Monitoramento da Qualidade de Ener gia no Ponto de Acoplamento da Fazenda E lica da Ta ba III Se min rio Brasileiro sobre Qualidade da Energia El trica SBQEE 1999 12 Alerta Q E Instrumento Para Monitorar Tens o Frequ ncia e Con tinuidade de Energia El trica Revista Eletricidade Moderna Setem bro 2001 13 Bezerra UH Garcez J N Alves R N C Castro A L S Lima W J F Castro Adriana R G Maciel J H M Moscoso M N Te n rio K Tupiassu A A A Mesquita J E Integrating a Power Quality Monitoring in Distribution Control Center Porto IEEE Porto Powertech 2001 Livros 14 User s Guide ACLS DLL 2 Software Driver Windows 3 11 Win 95 Win
111. LA 2 fun es de transfer ncia para o compensador de corrente do inversor de tens o F T INVERSOR A DOIS N VEIS INVERSOR A TR S N VEIS O procedimento para a determina o da malha de ten s o respons vel principalmente pelo controle da pot ncia ativa circulante pelo sistema ser feito inicialmente a partir da configura o de pot ncias geradas conforme figura 6 Atrav s desta figura pode se concluir que a componente de 1 t em quadratura com a tens o de rede n o varia se aumentarmos a amplitude de Va mantendo esta tens o em quadratura com a rede Portanto o produto entre a ten s o equivalente e a componente em quadratura da corrente circulante no indutor de acoplamento deve ser proporcional pot ncia til circulante no sistema filtro ativo Portanto V pcos mt ii t C peN f t 1 VIa ILq1 ILqz ILg3 o AAi f Y E Ad vi E E q nir Lp Ys1 Vs2 Vs3 S3 52 51 FIGURA 6 Diagrama de correntes geradas pela varia o da tens o equivalente Veq Considerando a componente em quadratura da cor rente do indutor V pcos mt 2 Lq Cos ot C 4 f t 2 Assim a envolt ria de tens o V t quando o capacitor absorve ou fornece pot ncia ativa dada por VEN Ns Va 2d ig Taake 4 2 C V t Atrav s das t cnicas de modelamento baseado nos valores m dios instant neos obteve se os seguintes mo delos can nicos 2 dos inversores de tens o apr
112. Manuten o da CMS 9T6 ANAIS DO II CITENEL 2003 O desenvolvimento das pesquisas se fundamenta ram em e Necessidade da busca por uma qualidade crescente do servi o prestado e Car ncia de estudos e pesquisas voltados otimiza o da inspe o e da manuten o da distribui o e A manuten o eficaz leva a uma redu o direta do FEC Com a redu o das falhas o DEC ser consequentemente reduzido e Aumento da seguran a das instala es e dos servi os realizados nas redes de distribui o e Redu o dos custos de manuten o e de opera o com o objetivo de aumentar a competitividade da empresa e Atrav s dos registros eficazes da manuten o efetuar a consolida o de informa es que levem a melhoria da qualidade dos materiais e equipamentos da distribui o e Desenvolvimento de equipamentos para melhorar facili tar a manuten o II INFORMA ES B SICAS NECESS RIAS i PARA O ESTABELECIMENTO DAS A ES Para que um plano de a es possa ser eficiente necess rio que se disponha no m nimo das seguintes informa es e Caracter sticas do Sistema El trico tens o redes trif sicas e ou monof sicas tipos de dispositivos de pro te o de regula o e de compensa o de reativos utili zados filosofia de prote o adotada etc e Relat rios detalhados das Ocorr ncias no Sistema El trico englobando tempos envolvidos tipo de ocorr n cia acidental programada
113. Midi BE 2 ME Ere e bao 7E hm TETE THO 4287 PERA DR TET P ke Irda FIGURA 13 Forma de onda da corrente fase A no Filtro Essa sobrecarga tamb m explica a baixa efici ncia do filtro no sentido de decrescer ainda mais a DHT de tens o Um dos principais dados de entrada quando do projeto de um filtro sintonizado exatamente o valor da corrente har m nica para a qual se pretende que ele atue Esta informa o leva ao c lculo do capacitor e correspondente reator ade quados para reduzir a DHI de tens o relacionada com aquela ordem harm nica de um certo valor certamente indesej vel para outro desej vel Ora se a corrente harm nica que na pr tica absorvida pelo filtro for maior do que aquele valor de projeto ent o o filtro n o ser mais capaz de reduzir a DHI para aquele valor originalmente desejado Al m disso ele estar sobrecarregado Tudo isso que ocorreu com o filtro de 12 5 KVAr ora mencionado e com outros 3 um de 15 KVAr um de 10 KVAr e outro de 7 5 KVAr Nas condi es atuais foi recomendado que esses fil tros n o sejam mantidos energizados sob pena dos capacitores dos mesmos se danificarem EE VI AGRADECIMENTOS Os autores agradecem as contribui es t cnicas do engenheiro Jos Rubens Macedo Jr Escelsa que muito auxiliaram na realiza o desta pesquisa EM VII REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS NORMAS 1 IEEE Std 519 1992 IEEE Recomended Practices and Requi
114. NT 1997 15 User s Guide ACL 8112PG Advanced Multi function Data Acqui sition Card 1996 16 Dugan R C Macgranaghan M F Beaty H W Eletrical Power Systems Quality 1 Edi o Ed McGraw Hill 1996 Relat rios T cnicos 17 Sobrinho R X Melo E L Determina o de Resposta em Fre qu ncia de TP TC e Divisores Capacitivos VI Encontro T cnico sobre Ensaios e Manuten o de Sistemas de Medi o e Instrumen tos Jun 1987 Normas ITM 000 Desenvolvimento e Implementa o de um Filtro Ativo de Pot ncia L E Borges da Silva UNIFED E H Takauti EDP Bandeirante G Lambert Torres UNIFED V F da Silva UNIFELD J Haddad UNIFEJ e L E de Oliveira UNIFET RESUMO Atualmente o uso intensivo de cargas n o lineares tais como conversores est ticos e equipamentos de velocidade ajust veis para se obter um melhor aproveitamento energ tico e aumento da produ o tem degradado a qualidade da energia el trica distribu da Estes tipos de cargas normalmente car gas industriais de m dia e alta pot ncia constitui o maior foco de gera o de harm nicos de corrente A circula o de correntes harm nicas al m de produzir o aumento das per das nos condutores e equipamentos pode afetar equipamen tos de medidas el tricas equipamentos de comunica o e sistemas de controle Este artigo apresenta os desenvolvi mentos realizados no Programa de Pesquisa e Desenvolvi mento Tecnol gico
115. NTES REDES PRIM RIAS E SECUND RIAS AN LISE DOS MATERIAIS EQUIPAMENTOS COM MAIOR NDICE DE FALHAS SUPERVISOR SUPERVISOR Informa es Dispon veis Informa es Dispon veis RIMED s emitidos Caracter sticas do Sistema El trico FIM Relat rios de Ocorr ncias Composi o Equipes Ferramentas Equipamentos Tipos de Servi o defeituosas Sim Problema j solucionado Substituir unidades An lise dos RIMED s recebidos N o An lise de causas mais freq entes de ocorr ncias uma ocorr ncia Sim isolada FIM Acionar fabricante Elaborar Estudo e suspender de Prote o instalac o N o Nao A falha devida a Fim E defeito de im fabrica o 1 Espa ador H interfer ncia de E instalado rvores reaularizac o N o Elaborar A falha devida a problemas de instala o ou de manuseio Estudos Espec ficos para definir a causado problema H necessidade de elabora o de estudo de flexibilidade operativa Elaborar Estudo Sim Elaborar e efetuar o treinamento das equipes nas 5 Ea im fun es T cnicas de Instala o e de Manuseio Otan de Energia El trica AN LISE DO DESEMPENHO DAS EQUIPES DE OPERA O E DE MANUTEN O AN LISE DA TAXA DE FALHA POR KM DE REDE E POR TIPO DE EQUIPAMENTO SUPERVISOR SUPERVISOR Informa
116. Qualidade da Empresa EM VII REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS LIVROS 1 J A Cipoli Engenharia de Distribui o Rio de Janeiro Qualitymark 1993 capitulo 7 RELAT RIOS T CNICOS 2 Eletrobr s Informa o T cnica CMD Centro de Manuten o da Distribui o 3 Abradee CODI SCOM 18 01 18 02 18 03 21 01 e 21 02 refe rentes Turmas Ferraments e Viaturas de Manuten o 4 A K Pinto Manuten o Novos Rumos para o Ano 2000 Abraman 5 M Y Shibasaki Gerenciamento da Manuten o Abraman 6 R Esdras PQUEN Programa de Qualidade na Engenharia de Manuten o 7 L M Piotto Manuten o Preditiva Implanta o e Resultados obtidos 8 IEEE Applied Reliability Assessmente in Electric Power System 1994 Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 921 Otan de Energia El trica Sistema de Compensa o Reativa Din mica Inteligente Reloc vel e Conjugada com Filtragem de Harm nicas M R Gouv a USP N R B Filho CPFL J Camargo EXPERTISE R A Souza Jr EXPERTISE A C Naves INEPAR RESUMO O objetivo deste artigo apresentar os resultados obtidos den tro do primeiro ciclo de desenvolvimento do PD 69 Sistema de Compensa o Reativa Din mica Inteligente Reloc vel e Conjugada com Filtragem de Harm nicas projeto do Pro grama de P amp D da CPFL Companhia Piratininga de For a e Luz Ciclo 2001 2002
117. S M Strauch UNIFACS R Araujo UNIFACS R Pinho UNIFACS RESUMO A otimiza o dos investimentos fundamental para o equil brio econ mico das concess es principalmente devido s no vas normas de qualidade de fornecimento cada vez mais exi gentes e demandantes de investimentos Para adequar seus sis temas s exig ncias regulat rias as concession rias v m in vestindo quantias consider veis nos seus sistemas O objeti vo deste trabalho apresentar o resultado da pesquisa desen volvida pela UNIFACS em parceria com a COELBA no pro grama de P amp D ciclos 2000 2001 e 2001 2002 aprovado pela ANEEL que desenvolveu uma metodologia de prioriza o baseada em requisitos de qualidade do atendimento visando adequar as redes da concession ria aos crit rios de qualidade j regulados pela ANEEL e desenvolveu o software Apriori para o c lculo el trico das redes secund rias antes e depois da interven o planejada permitindo deste modo priorizar os investimentos com base nas melhores solu es encontradas utilizando modernas t cnicas de computa o evolutiva PALAVRAS CHAVE Prioriza o Qualidade da Energia Distribui o EM 1 INTRODU O Com a privatiza o do Setor El trico refor ou se a posi o do Estado como agente regulador das ativida des relativas ao fornecimento de energia el trica Neste novo contexto um dos problemas mais dif ceis dentro do siste ma de presta o de se
118. S t 2 2 Lah Ueda Th o ae 1458 Hamo jie f FIGURA 1 Configura o do sistema el trico Dessa forma a admit ncia vista pela fonte dada por Roi X sh is sh 2 2 2 2 ou Rin FA Ron FA Yon Gh JB y 3 S Assim o m dulo da corrente total fornecida pela fon o 2 2 3 2 Ga Bi v 4 A tens o para cada harm nico na carga ser Von S 1 Zm Yon Yy 5 C te ser Vn onde Zn jhx Yp Jh C e Yn Gn jBy sendo Rin Rin e Bin Gp 2 2 2 2 Rin tX n Rin Xin Desenvolvendo 5 obtemos a tens o total na carga v V gt 6 Lle a i sendo K 1 r Gy hx h C Bj E K hx Gy F hoc Bin A pot ncia ativa total na carga ser P 2 on h onde 2 y2 Va Ih E 2 K K5 Enfim podemos expressar o fator de pot ncia como p gt Van 7 a E II FORMA DE C LCULO EMPREGADA Forma Direta Este m todo consiste em fazer variar o valor da capacit ncia em uma faixa de valores e aplicando em 7 calcular o fator de pot ncia Com os valores obtidos de fator de pot ncia constr i se um gr fico onde se pode observar sua varia o em fun o do valor do capacitor a ser instalado em paralelo com a carga EE IV EXEMPLO DE APLICA O Dados do Sistema El trico Fonte de Tens o O conte do harm nico da tens o fase neutro da fon te mostrado na Tabela 1 TABELA 1 Conte do
119. SSE FE ERR RS RR O RR RS RR RS RR Oo S y Oo S y HE O A curva de incid ncia de varia es moment neas de tens o da barra de 138kV da SE Corumb e a curva de incid ncia acumulada segundo amplitude e tens o s o apre sentadas nas figuras de 14 e 15 respectivamente E Ss S m OU fu Eu o o ke e pu U E gt c a S S m OU 3 o g iL Total VMT N vel da VMT Dura o da VMT ciclios FIGURA 14 VMT s na barra de 138kV da SE Corumb 100 S SS o esjejfojo s 5 epjejejalsflsjo btus essere e det to tido ira O O OC O CT T T E a E C O DS a 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 1 0 Dura o segundos FIGURA 15 Curva de incid ncia acumulada de AMT f Medi es na SE Parana ba Os consumidores do alimentador monitorado nesta subesta o tem os seguintes ramos e Industria de cal ados e Frigor ficos Empresa de telecomunica es A tabela 9 apresenta a tabela das Varia es Momen t neas de Tens o VMT da Subesta o Parana ba no pe r odo de monitora o TABELA 9 Varia es moment neas de tens o verificadas s Varia es Moment neas de Tens o VMT Dura o VMT Afundamento Moment neo de tens o AMT EMT Total VMT ciclos 10a20 20230 30440 40a50 50a60 60a70 70a80 80a 90 por dura o 046 9 LS Congresso
120. Silva Pesquisadora trabalha no EPUSP PEA GAGTD Grupo de Automa o da Gera o Transmiss o e Distribui o de Energia fats O pea usp br M Galassi Pesquisador trabalha no EPUSP PEA LEP Laborat rio de Eletr nica de Pot ncia mauricio galassiOpol usp br F Ortiz Pesquisador trabalha no EPUSP PEA LEP Laborat rio de Eletr nica de Pot ncia fernando Oexpertise eng com br EE 1 INTRODU O Equipamentos sens veis a perturba es do sistema el trico est o presentes em praticamente todas as ind strias Dependendo da sensibilidade das cargas uma simples va ria o na tens o com dura o de poucos milisegundos pode interromper todo o processo e causar preju zos que podem chegar a centenas de milhares de reais Estudos realizados nos EUA apontaram que as per das relacionadas com fen menos ligados a qualidade mais acentuadamente aos transit rios de tens o provocam anu almente preju zos para os americanos da ordem de US 120 bilh es anuais Por mais eficiente que seja o sistema de prote o da concession ria sempre vai existir um transit rio de ten s o at seja interrompido o defeito da ordem de d cimos de segundos que pode ser suficiente para desligar linhas inteiras de produ o de muitas ind strias O trabalho visa avaliar pesquisar e desenvolver um dis positivo que al m de compensar os transit rios moment ne os de tens o colaborando na manuten o do perfil
121. Time Electrotek FIGURA 8 Comportamento da DHI para a tens o harm nica de ordem 5 B Transformador 2 Filtro com sobrecarga Nesta subse o ser o mostrados os resultados do se gundo filtro de 12 5 KVAr de pot ncia instalado tamb m junto ao um transformador de 112 5 KVA o qual apre sentou problemas de sobrecarga A figura 9 ilustra a varia o da DHT de tens o na fase A Tal como para o transformador 1 com a energiza o do filtro ocorrida 7h5 Im a DHT novamente cai de 2 0 para apro ximadamente 2 0 comprovando a efici ncia da filtragem ENERGFIL Phase A Voltage TR Jaran O q 1 5 L August24 2002 at07 42 22 Local Max2 489 Min 0 000 z 14 0 5 L 0 07 40 07 50 08 00 geau 08 20 08 30 08 40 E Electrotek FIGURA 9 Comportamento da DHT de tens o antes e durante a energiz o do filtro Com rela o DHI para a tens o de 5 ordem esta tamb m foi acentuadamente reduzida a figura 10 mostra que da mesma forma que para o primeiro transformador de 112 5 KVA figura 9 o filtro de 5 harm nica reduziu a DHI para a 5 harm nica de 1 5 para 0 75 ENERGFIL Phase A Voltage H5 Trend 1 75 August24 2002 at07 42 22 Local Max1 668 15 Min 0 000 120 Ti E Dib 0 5 0 25 0 07 40 07 50 08 00 eu 08 20 08 30 08 40 i Electrotek
122. URA 2 Causas de Interrup es no Alim 07 TRAFOS COM MAIOR N MERO DE INTERRUP ES OUT 01 A JUN 02 F R E Q U N O l A 522 523 524 513 514 528 537 590 371 492 493 No IDENTIFICA O FIGURA 3 N mero de Interrup es em trafos do Alim 07 CAUSAS DE INTERRUP ES NO TRAFO 522 Out 2001 a Jun 2002 FREQU NCIA w 22 Meio 40 Outras 33 Falha do 91 Causa n o ambiente vegetal causas transformador identificada CAUSAS Figura 4 Causas de Interrup es no trafo 522 do Alim 07 Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 919 Otan de Energia El trica FIGURA 5 Instala o de Espa adores A an lise das interrup es ocorridas no alimentador 07 de Jaguari na verificadas em Janeiro de 2003 encaminhadas pela CMS foram destacados os seguintes assuntos e sugest es e Troca de elo fus vel Sugere se a substitui o dos 3 elos quando da queima de qualquer deles e Tempos da ocorr ncia Sugere se a verifica o e padroniza o de anota es de tempos de a es programadas e a neces sidade de padroniza o de procedimentos de manuten o e Troca de tap de transformadores Sugere se verificar a padroniza o de procedimentos e Retorno de plant o ao mesmo local Sugere se anali sar os procedimentos de manuten o ligados aos even tos deste tipo BE VI RESULTADOS Os resultados da utiliza o da t cnica de R
123. ZCZUPAK J DAVID PA M S Estima o Digital de Harm nicos em Tempo Real Semin rio Brasileiro sobre Qualidade de Energia El trica III SBQEE Bras lia Ago 1999 Desenvolvimento do Prot tipo de um Instrumento Virtual para Analise On Line de Perturba es Harm nicas em Sistemas de Pot ncia W J F Lima WEB L A Vieira WEB N Bramati Eletronorte Raizmundo Nazareno Cunha Alves UFPA R Lima UFPA M C M Sousa UFPA J Tostes Eletronorte M J S Oliveira Eletronorte I L Carvalho Eletronorte J N Garcez UFPA RESUMO No cen rio atual do setor el trico nacional em que o consumo de energia el trica aumenta dia a dia cresce cada vez mais a import ncia de se evitar paradas desnecess rias de equi pamentos de transmiss o e adicionalmente fornecer energia el trica com qualidade s concession rias e usu rios de ener gia el trica Atualmente vem sendo incorporados ao sistema el tri co diversos equipamentos que em sua grande maioria utilizam a tecnologia disponibilizada pela eletr nica de po t ncia que fornece indiscutivelmente diversas vantagens em rela o s solu es tradicionalmente utilizadas no entanto provocam o aumento do ndice de Distor o Harm nica To tal DHT que pode comprometer a vida til de outros equi pamentos de transmiss o Transformadores Cabos Isolado res etc assim como comprometer a qualidade da energia el trica a ser fornecida de grande import
124. a o e sejam encaminhadas as solu es mitigadoras para os casos em quest o Al m dos valores RMS das tens es que s o enviados conforme a periodicidade programada pelo pessoal da ope ra o os Instrumentos tamb m podem enviar sob requisi o amostras das ondas de tens o as quais podem ser utilizadas via software para a obten o das componentes harm nicas A decomposi o harm nica permite a obten o dos ndices de distor o harm nica total de tens o THDv nos pontos de monitoramento e a identifica o de potenciais cargas poluidoras ligadas aos transformado res supervisionados Pretende se neste trabalho apresentar maiores de talhes sobre este sistema de monitoramento ora em im planta o e relatar a experi ncia acumulada com a ope ra o do mesmo EE II O SISTEMA DE MONITORAMENTO O sistema de monitoramento aqui proposto e implan tado em projeto piloto no sistema de distribui o metro politano de Macap AP representa uma solu o integra da composta de tr s partes principais o instrumento de monitoramento o sistema de comunica o o sistema de software A figura 1 apresenta de forma esquem tica a con cep o desse sistema FIGURA 1 Sistema de monitoramento da tens o secund ria de transformadores de distribui o Nesta figura pode se observar que cada transforma dor monitorado tem instalado no seu secund rio um ins trumento contendo placa de modem e u
125. a Branch and Bound reduzir a an lise aos ramos poss veis de alcan ar o m ximo da fun o objetivo analisada A principal restri o ao uso da t cnica de Branch and Bound e o grande tempo de computa o requerido Quando se acrescenta mais um projeto o tempo de processamento teoricamente dobra Assim a medida que o n mero de projetos cresce o tempo necess rio ao processamento aumenta conforme figura 3 Simula o do Tempo Requerido para Processamento Branch and Bound y 0 1649x2 16 004x 386 12 R 0 5255 y 0 00446 9 R 0 695 N mero de Itens FIGURA 3 Tempo de processamento requerido Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 91 l Otan de Energia El trica Na utiliza o do programa na Coelba a tend ncia que o n mero de melhoramentos exceda aos 1 000 proje tos levando a um tempo extremamente elevado de processamento Assim surge a necessidade de utilizar ou tra t cnica de otimiza o Neste caso foi escolhida a t c nica de computa o evolutiva de algoritmos gen ticos E Algoritmos Gen ticos Os algoritmos gen ticos s o m todos de otimiza o mais conhecidos da computa o evolutiva Esses algoritmos simulam a evolu o da popula o de seres vivos onde seus genes mais aptos possuem maior probabilidade de apare cer nas gera es posteriores Pela semelhan a com a teo ria da sele o natural de Darwin boa parte d
126. a do ponto timo da fun o o segundo de tentar assegurar uma solu o mais pr xima do timo poss vel 912 ANAIS DO II CITENEL 2003 Pelas caracter sticas de robustez e facilidade de implementa o os algoritmos gen ticos vem substituindo algumas t cnicas de otimiza o utilizadas at hoje Algumas compara es podem ser realizadas entre o Branch and Bound e Algoritmos Gen ticos Enquanto o m todo de Branch and baund nos leva diretamente a solu o tima n o existem garantias de achar a solu o tima com a utiliza o de Algoritmos Gen ticos Para achar o timo em Algoritmos gen ticos deveria se teoricamente rodar indefinidamente o programa assim assume se que sua solu o aproximada Por outro lado a resolu o de problemas com muitas combina es atrav s do Branch and bound torna se impeditiva devido ao tempo de computa o necess rio A resolu o atrav s de arvores determina que a introdu o de mais uma combina o leva teoricamente a duplica o do tempo para obten o dos resultados No programa de prioriza o foram colocados os dois m todos de otimiza o de forma ao operador poder com parar os resultados e ou limitar o tempo de processamento EM V REFER NCIAS 1 ANEEL Ag ncia Nacional de Energia El trica Apresenta Leis Resolu es e outras informa es Dispon vel em lt http www aneel gov br gt Acesso em jan 2002 2 ARANGO H GOUVEA M R KAGAN
127. a o recebimento de equipamentos e a montagem destes ser o efetuados testes do software do DSP utilizando para tal um DVR monof sico de baixa pot ncia 100VA Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 489 Otan de Energia El trica EE V BIBLIOGRAFIA 1 Fitzer Chris et al Mitigation of Saturation in Dynamic Voltage Restorer Connection Transformers IEEE Transactions On Power Electronics Vol 17 No 6 November 2002 2 Middlekauff S W Collins Jr E Randolph System and customer impact considerations for series custom power devices IEEE Transactions on Power Delivery vol 13 pp278 282 Jan1998 3 Nakajima Tatsuhito et al A new control method preventing transformer DC magnetization for voltage source self commutated converters IEEE Transactions On Power Delivery Vol 11 No 3 July 1996 E VI BIOGRAFIA Se Un Ahn nascido em Inchon Cor ia do Sul 1957 Graduado pela Escola de Engenharia Mackenzie S o Paulo em 1981 Obteve os t tulos de Mestre e Doutor em engenharia el trica pela Escola Poli t cnica da Universidade de S o Paulo 1993 e 1997 respectivamen te Trabalha desde 1986 como engenheiro de pesquisas de siste mas de distribui o na empresa CPFL Piratininga ex Eletropaulo e Bandeirante todas empresas de concession rias de energia el trica As atividades profissionais incluem ainda uso de curva de carga e planejamento da expans o do sistema el trico Jos Antoni
128. a os prop sitos deste projeto A tecnologia utilizada na fabri ca o dos reatores denominada de CAMFIP Segundo esta tecnologia o reator ou indutor consiste basicamente de uma bobina cujas espiras s o formadas por v rios con dutores fios de cobre de pequena bitola isoladas com esmalte sint tico especial conectados em paralelo Estes condutores s o mecanicamente mobilizados e encapsulados por meio de um enrolamento de fibra de vidro formando cilindros Dependendo da pot ncia do reator s o utiliza dos um ou mais cilindros conectados em paralelo e distan ciados entre si por meio de espa adores de fibra de vidro os quais providenciam o resfriamento axial entre cilindros do reator Nos extremos dos cilindros s o colocados duas cruzetas de cobre que s o firmemente interligadas por meio de amarra es isoladas de fibra de vidro Todos os materi ais empregados na fabrica o dos reatores correspondem classe F de isola o cuja temperatura m xima de 155 C conforme normas IEC e ABNT A figura 5 a seguir ilustra o esquema de todo o con junto que comp e o filtro harm nico passivo desenvolvi do incluindo se o capacitor os reatores e a caixa de pro te o e manobra e REATORES DM y E F L ha capacITOR e ia lo f mrr sioo CAIXA DA i m T a p Jo 10kv r PR TE O E r Er um mm FIGURA 5 Esquema do filtro desenvolvido K IV DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DO FILTRO
129. a se um transformador abaixador de 50 MVA 69 13 8 kV Y e Xt 5 A varia o da pot ncia ativa e reativa da carga 1 ao longo do tempo mostrada na figura 5 Nesta figura 1 p u 50 MVA e a representa o o per odo de um dia foi resumido para 5 segundos ar Dum dr LEO ira fim aero ia m EE DTT pana 138 EO YA Ramai pi T UOD hFa mi r E Er a Tengin TRE k J iaw L mrp aiani entra E m ra S Thiam E EFEN HRA Eee EO ai O baixo fator de pot ncia observado em alguns inter valos de opera o da Carga 1 corrigido atrav s da inser o de bancos de capacitores chaveados Cada banco composto por capacitores totalizando 200 F em cada fase totalizando 14 36 Mvar A carga 2 possui a pot ncia m xima de demanda de 80 MVA e localiza se ao final do ramal de distribui o sendo a dist ncia do in cio do ramal 1 5 km A tens o de opera o desta carga de 18 kV Para isto utilizado um transformador de 80 MVA 69 18 kV Y e Xt 4 A varia o da pot ncia ativa e reativa da carga 2 ao longo do tempo mostrada na figura 6 1 00 p u PL cap 0 257 i f f f i f f i i 0 1 2 3 4 t s t t t t t t 0 1 2 3 4 t s em FIGURA 6 Varia o de pot ncia ativa e reativa na carga 2 Nesta figura 1 p u 80 MVA e a representa o o per o do de um dia foi resumido para 5 segundos Para a carga 2 existe um banco de capacitores fixo com
130. adas pesquisas bibliogr ficas para levantamento do estado da arte no desenvolvimento de filtros harm nicos passivos ETAPA II Realiza o de campanha de medi es em cir cultos secund rios para determina o de um alimentador que possua um conjunto de transformadores de distribui o com conte do harm nico na tens o secund ria que possa ser corrigido com os filtros a serem desenvolvidos Como consequ ncia desta etapa pode se obter um diag n stico da qualidade da energia el trica nos circuitos se cund rios de distribui o escolhidos antes da aplica o dos filtros Finalizando se esta etapa foi elaborado um primei ro relat rio parcial contendo o diagn stico decorrente da campanha de medidas ETAPA HI Desenvolvimento montagem dos filtros har m nicos passivos a serem utilizados nos circuitos selecio nados na etapa II deste trabalho Nesta etapa foram desenvolvidos e constru dos os filtros para aplica o nos circuitos selecionados A figura 2 ilustra a configura o f sica do equipamento instalado em poste FIGURA 2 Disposi o f sica do equipamento instalado em poste de distribui o Os materiais utilizados para a constru o de cada fil tro foram basicamente uma unidade capacitiva trif sica tr s reatores monof sicos um disjuntor trif sico e v rios acess rios el tricos As simula es computacionais foram desenvolvidas atrav s de software e
131. ade de energia n o calculado C Prioriza o um conjunto de obras de melhoramentos de redes secund rias O m todo proposto ordena um conjunto de obras cujos projetos encontram se em ponto de ser encaminhados execu o considerando se que as etapas do planejamento relativas ao diagn stico do sistema de distribui o Nesta etapa as obras com Indicativo para execu o foram anali sadas incluindo se medi o de tens o e carregamento no transformador e nos pontos cr ticos do sistema secund rio de distribui o Considera se que o projeto foi feito com levantamen to de campo incluindo a an lise de alternativas adequadas e vi veis para solu o dos problemas detectados Disp e se do valor do investimento custos dos indicadores de continuidade de fornecimento e de padr es de tens o cus to da opera o e manuten o al m dos valores de perdas referente ao projeto Calcula se ent o os valores de rentabilidade do pro jeto de melhoramento atrav s do valor atual RETORNO tg f ts a ET 1 Pr IT e E au E EE A partir do investimento e retorno de cada projeto Inicia se a prioriza o dos empreendimentos D Algoritmo Branch and Bound O problema de prioriza o de investimentos na ver dade um problema de otimiza o A id ia maximizar a fun o de retorno dos investimentos conforme nota o abaixo Rx R x R x ou ainda 2 R x 2 j 1 sujeito as seguintes
132. ado 0 06 Sa da do sensor Hall medindo a corrente da carga 0 04 nafase a ila T N MI NEN MA J A A 0 04 ila menos a refer ncia de compensa o Wo AGIR 1 AV gerada ica ila ica N W V 0 06 ji ll ll ll ji ll l 0 03 0 04 0 05 0 06 0 07 0 08 0 09 FIGURA 6 Resposta a degrau de corrente do m todo modificado aplicado em uma fase de um retificador trif sico n o controlado A Fig 5 mostra a resposta a degrau do m todo da refer ncia s ncrona com a modifica o proposta aplicado s tr s fases da carga O efeito de um degrau de corrente no retificador foi implementado atrav s de um degrau de ganho na aquisi o Na Fig 6 tem se o desempenho do m todo modificado quando aplicado somente fase a EM VI MONTAGEM DO PROT TIPO O equipamento desenvolvido composto de qua tro blocos b sicos O diagrama em blocos do equipa mento detalhando as inter rela es entre os diversos blo cos est ilustrado na Figura 7 O primeiro o bloco dos transdutores de tens o e corrente associado com os cir cultos de condicionamento do sinal O segundo bloco o sistema de controle respons vel pela adapta o dos valores medidos a realidade da estrat gia de controle c lculos das refer ncias de corrente a serem enviadas ao conversor de pot ncia e implementa o dos algoritmos de prote
133. ado na Figura 4 Detalhes dos componentes do sistema exemplo s o fornecidos a seguir A gera o do sistema represen ta da pelo equivalente Th venin obtido atrav s de fontes de tens o em s rie com uma reat ncia Para este sistema foram consideradas a tens o de 138 kV e a pot ncia de curto circuito de 5000 MVA A linha de transmiss o que conecta a gera o subesta o uma linha de 100 km com o perfil mostrado na Figura 4 5 Nesta linha os condutores s o do tipo 397 500 CM 26 7 Strand ACSR e os cabos p ra raios s o do tipo 2 O ACSR Considerou se neste caso a resistividade do solo 100 m e foi utilizado o modelo de circuito RL com acoplamentos apresentado no programa ATP EMTP 6 A subesta o composta por um nico transforma dor cujas caracter sticas s o a liga o Y fazendo o abai xa mento da tens o do valor de 138 KV para 69 kV Este transformador tem a pot ncia de 100 MVA e a reat ncia de dispers o de 5 O ramal de distribui o composto por cabos tipo 477 CAA Conforme mostrado no esquema da Figura 4 o ramal do caso exemplo constitu do por duas se es sendo a primeira com 1 km e a segunda com 0 5 km O caso exemplo cont m duas cargas que s o ali mentadas pelo ramal de distribui o A carga 1 possui a pot ncia m xima de demanda de 50 MVA e localiza se ao final do trecho de 1 km do ramal de distribui o A tens o de opera o desta carga de 13 8 kV Para isto utiliz
134. adotar n o entretanto algo necess rio A decis o pode ser tomada instantaneamente atrav s da an lise e compara o das componentes cont nu as de id e iq bem como suas respectivas varia es EH IV APLICA O DO M TODO DA REFE R NCIA S NCRONA A CARGAS DESEQUI LIBRADAS O m todo da refer ncia s ncrona em sua forma b si ca est baseado no pressuposto de que as cargas trif sicas a terem suas correntes compensadas s o equilibradas No entanto poss vel contornar esta limita o aplicando se o m todo em cada fase separadamente A Fig 3 mostra como isso poss vel dando como exemplo a aplica o do m todo na fase a Atraso M TODO DA REFER NC IA S NCRONA Atraso FIGURA 3 Aplica o do m todo da refer ncia s ncrona apenas na fase a A estrat gia portanto conseguir as tr s correntes a partir da aquisi o de apenas uma As duas correntes que faltam s o geradas atrav s de atrasos de 120 e 240 facil mente implement veis por software Corrente AN 6L Corrente na carga na fonte 8 L i 0 02 0 03 0 04 0 05 0 06 0 07 0 08 FIGURA 4 Desempenho do m todo id iq modificado aplicado a uma nica fase 882 ANAIS DO II CITENEL 2003 Esta estrat gia no entanto provoca um aumento no transit rio em decorr ncia dos atrasos nas correntes gera das Assim na Fig 3 pode se n
135. aixa freqii ncia Tek Run 20k5 s Sample pai Es Tenne e FIGURA 15 Resultados experimentais EE IV CONCLUS ES Os resultados obtidos at o momento comprovam a validade dos equacionamentos apresentados A implementa o do controle a partir da monitora o da cor rente de carga e tens o de rede permitem al m da deter mina o das correntes de refer ncia um monitoramento das grandezas el tricas para determina o dos par metros de qualidade de energia fornecidas O circuito de controle baseado numa plataforma de processamento digital Motorola DSP56F80x demonstram a flexibilidade dos DSPs para controle de estruturas de filtragem ativa EE V AGRADECIMENTOS Agradecimentos especiais equipe de coordena o COPEL Eng Maur cio Robles Ortega e Eng Maur cio Valen a respons veis pelas medi es de qualidade de ener gia efetuadas em campo EM VI REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS 1 E Bettega J N Fiorina Active Harmonic Conditioners and Unity Power Factor Rectifiers Cahier Technique no 183 Schneider Electric June 1999 2 B Singh K Al Haddad A Review of Active Filters for Power Quality Improvement IEEE Transactions on Industrial Electronics vol 46 no 5 October 1999 pp 960 971 3 H Akagi Y Kanazawa A Nabae Generalized Theory of the Instantaneous Reactive Power in Three Phase Circuits IPEC 83 International Power Electronics Conference Tokyo Japan 1983
136. al 6 Permitir que novas defini es da ANEEL e da pr pria concession ria sejam atualizadas com facilidade atrav s de reinstala o remota de firmware upgrade 7 Permitir que demandas computacionais intensivas pos sam ser configuradas para execu o tipo client side de forma que n o seja necess rio um processador pode roso no registrador server side IH CARACTER STICAS FUNCIONAIS B SICAS De acordo com a resolu o 505 ANEEL de 26 11 2001 poss vel distinguir v rias etapas que devem ser cumpri das para avaliar a qualidade da energia 1 Obter amostras instant neas da tens o de cada fase com taxa de amostragem de 16 amostras por ciclo de 60Hz e uma resolu o de 12 bits nas amostras 2 Calcular o valor RMS da tens o de cada fase utilizando taxa de amostragem de 64 amostras por ciclo de 60Hz 3 Para fins do c lculo de indicadores utilizar janelas fixas e consecutivas de 12 a 15 ciclos de 60Hz para caracteri zar uma leitura 4 Armazenar a leitura do item anterior com o referido ho r rio o que caracteriza a tabela de tens o 5 Os indicadores individuais e o histograma de tens o podem ser calculados off line utilizando os dados da tabela de tens o Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 915 rien de Energia El trica Para o desenvolvimento do sistema proposto foi de finida a especifica o funcional do registrador Implementou se o circuito b sico de aq
137. al m da adequa o dos n veis de tens o s exig ncias da ANEEL a coer ncia das re clama es de danos el tricos por parte do consumidor S o descritos os aspectos f sicos de projeto e funcionalidade bem como os resultados alcan ados com o prot tipo em testes de laborat rio e de campo PALAVRAS CHAVE Celular Comunica o Qualidade de Energia Internet Telemetria Tens o EM 1 INTRODU O A COELBA vem se empenhando em melhorar a qua lidade do servi o prestado aos seus clientes Como parte desse empenho que se apresenta o RQT um equipamen to capaz de monitorar registrar e avaliar remotamente a qualidade da malha el trica secund ria Prop e se neste trabalho o desenvolvimento do pro t tipo de um registrador trif sico de qualidade de tens o de baixo custo para monitora o do valor eficaz da ten s o secund ria de fornecimento em sistemas el tricos de distribui o com leitura baseada em internet telefonia celular ou sinal de r dio freqi ncia local Al m dos regis tros de viola o de tens o o equipamento fornece o n vel m ximo de sobretens o o n vel m nimo de subtens o e os Instantes de sua ocorr ncia Essas informa es s o teis para verificar al m da adequa o dos n veis de ten s o s exig ncias da ANEEL a coer ncia das reclama es de danos el tricos por parte do consumidor quando da ocorr ncia de defeitos sustentados 60 Hz no siste ma de distribu
138. al de Itajub e mail leborges germano valberto jamil levy Viee efei br E H Takauti trabalha na EDP Bandeirante e mail hideki O Bandeirante com br Os circuitos el tricos operando de forma n o linear causam diversos problemas tanto para a Concession ria quanto para os consumidores em geral como Opera o incorreta de equipamentos de controle e prote o a Erros em medidores de energia ativa utilizados nas in d strias com rcios e resid ncias b Aumento de perdas em equipamentos como transfor madores motores cabos banco de capacitores etc c Aumento da corrente do neutro de transformadores d Interfer ncia em sistemas de comunica o e Redu o do fator de pot ncia f Sobretens o devido circula o de correntes harm nicas entre outros Deve se salientar que as correntes harm nicas po dem causar distor es na tens o e estas por sua po dem alterar o funcionamento de v rios equipamentos eletr nicos pois estas distor es podem criar falsas passagens por zero produzindo assim erros que po dem alterar o funcionamento de componentes e ou dispositivos Nessa nova realidade ou seja circuitos el tricos ope rando em condi es n o senoidais novas defini es de pot ncia devem ser desenvolvidas pois essas defini es s o utilizadas no gerenciamento da energia na compen sa o de cargas ou na tarifa o Al m de novas defini es a Instrumenta o tamb m deve ser
139. alimentador com um defeito figura 9 SE CG Cuiab R2 Ri Rua Dolor RL7275 Al 05 F Andrade Al 05 Rua Dolor F Andrade R5 RL8773 Ponto de Interliga o R4 RL5652 R3 Av Mascarenhas de Moraes Al 07 FIGURA 9 Parte da carga do alimentador Al 05 recomposta B Defeito no Trecho R3 R4 O funcionamento da l gica de recomposi o autom ti ca de consumidores an loga a mencionada no item anterior 904 ANAIS DO II CITENEL 2003 EM VI REDU O DO DEC E FEC Para a determina o do montante de redu o no DEC e FEC faz se necess rio levar em considera o quatro ce n rios a saber e Cen rio 1 Opera o da Rede de Distribui o com cha ve faca Defeito no alimentador Al 07 e Cen rio 2 Opera o da Rede de Distribui o com religador Defeito no trecho 1 do Al 07 e Cen rio 3 Opera o da Rede de Distribui o com cha ve faca Defeito no alimentador Al 05 e Cen rio 4 Opera o da Rede de Distribui o com religador Defeito no trecho 1 do Al 05 A Cen rio 1 Opera o de Redes de Distribui o com Chave Faca Defeito no Alimentador 07 Considerando que na opera o da Rede de Distribui o com chave faca o tempo de manobras para localiza o e isola o da rea defeituosa leva em m dia 0 5 hora e o tempo de restabelecimento do defeito no trecho 1 de 1 5 hora o DEC e FEC p
140. an de Energia El trica informa o Os monitoradores de continuidade s o do mes mo tipo utilizado em outros projetos do Lactec 3 a central de recep o constitui de dois computadores tipo PC em rede cada um com uma placa Unidade de Resposta Aud vel URA marca Dialogic com 4 quatro canais telef nicos A URA recebe a liga o identifica o telefone chamador bina e for nece as Informa es de queda ou retorno bem como o hor rio da liga o e o n mero chamador Estes dados s o armaze nados no banco de dados do sistema Ligada Unidade de Resposta Aud vel URA o programa de monitora o rece be as liga es identifica o telefone chamador bina compara com o cadastro de monitoradores e caso seja um numero v lido envia o tom de reconhecimento 3 e envia uma mensa gem para o servidor de banco de dados informando do even to recebido bem como o hor rio estampa de tempo B Tarefa algoritmo de decis o A refer ncia de monitora o est centrada no transfor mador e o bloco de alta tens o ao qual ele pertence O sistema trabalha com o cadastro da arvore de blocos dos alimentadores sendo que cada bloco definido como tendo inicio na chave de prote o que o desliga Este conceito de uso corrente na opera o das empresas e utilizado no controle dos segmentos de um alimentador Podemos entender como bloco todo o circuito ou ramais e seus respectivos consumidores que fi cam desligados quando uma determ
141. apenas 1 0 um porcento do total de perdas t cnicas da distribuidora de energia el trica considerada PERDAS M DIAS DEVIDO A CADA COMPONENTE HARM NICA Do O Perdas Harm nicas kW 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Ordem Harm nica A 6 e gt N FIGURA 7 Perdas Joulicas devido a cada componente harm nica PERDAS POR PER ODO Perdas Harm nicas kW 300 2194 400 198 8611 300 131 961 p y 200 7 100 Carga leve Carga M dia 1 Carga Pesada Carga M dia 2 00 00 07 00 07 00 18 00 18 00 21 00 21 00 00 00 Per odo das Medi es FIGURA Perdas ao longo de 24 Horas EE V CUSTO DO MINUTO INTERROMPIDO SOB O ENFOQUE DA DISTRIBUIDORA Outro aspecto muito importante a estimativa do cus to do minuto interrompido sob o ponto de vista da distri buidora Neste sentido para este trabalho monitorou se v rios barramentos de uma empresa distribuidora em re la o aos Afundamentos Moment neos de Tens o Relacionando se os eventos registrados e as curvas de carga dos grandes clientes industriais monitorados cal culou se o valor em MWh da energia el trica n o fornecida devido referida ocorr ncia O processo de c lculo do custo relacionado afunda mentos moment neos de tens o para as distribuidoras exemplificado atrav s do exemplo de que se segue A figura 9 mostra o registro de diversas ocorr nci as de a
142. apresenta os principais resultados das atividades de pesquisa e desenvolvimento tecnol gico exe cutadas nas fases II e III do projeto de P amp D da ELEKTRO O Impacto de Dispositivos Eletr nicos de Pot ncia na Qualidade da Energia El trica Monitoramentos da qualidade da energia em clientes industriais tem possibilitado o diagn stico preciso das cau sas de perturba es no sistema el trico ou industrial e suas consequ ncias na opera o de cargas sens veis tipicamen te em processos industriais automatizados Custom power technology para a minimiza o de problemas de qualidade da energia el trica em clientes foi investigada com a aplica o em projeto piloto de equipa mentos de condicionamento de energia el trica Apresentou se os resultados de opera o de um dis positivo de condicionamento de energia el trica baseado em conversores e armazenamento de energia em massa girante Flywheel Technology O comportamento do compensador para prote o contra afundamentos momen t neos de tens o instalado em uma unidade industrial tem se mostrado bastante satisfat rio Ele tem atendido ao seu prop sito principal que evitar o desligamento do proces so industrial de produ o devido a afundamentos de ten s o de curta dura o e tamb m de interrup es de curta dura o at 13 segundos O dispositivo proporciona uma certa fun o de filtragem nos harm nicos de tens o provenientes da rede
143. arm nicas m ltiplas de tr s ser o as de ordem 31 com 1 0 1 2 3 Substituindo se n por 3 1 em 4 1 4 2 e 4 3 tem se que pa qpb qc ou seja as harm ni cas m ltiplas de 3 apresentam sequ ncia de fase zero Des te modo as harm nicas m ltiplas de 3 estar o confinadas em 10 Obviamente esta an lise desnecess ria quando se trata de sistemas com tr s fios j que a aus ncia do neutro elimina as componentes de segi ncia zero e portanto as harm nicas m ltiplas de 3 As harm nicas de ordem 61 5 para 1 0 1 2 3 ou seja 5 11 17 23 apresentam segii ncia de fase negativa pois substituindo se n por 61 5 em 4 1 4 2 e 4 3 tem se que ja 0 qb 2 7 3 e qc 2 7 3 ou seja a componente da fase b est adiantada em rela o componente da fase a As harm nicas de ordem 61 1 para 1 0 1 2 3 ou seja 1 13 19 25 apresentam sequ ncia de fase positiva pois substituindo n por 61 1 em 4 1 4 2 e 4 3 tem se que ja 0 qb 2 7 3 e jc 2 7 3 ou seja a componente da fase b est atrasada em rela o componente da fase a Ao passar pela transforma o s ncrona harm nicas de seqi ncia positiva t m a sua ordem decrementada de 1 e harm nicas de sequ ncia negativa t m a sua ordem incrementada de 1 Portanto as harm nicas de ordem 6n 1 se tornar o harm nicas de ordem 6n e as harm nicas de ordem 6n 5 se tornar o harm nicas de ordem 6n 6 6 n 1 Assim ap s a transforma o s n
144. arregamento reativo de v rios transformadores obteve se a tabela 3 na qual est o relacionadas as pot ncias de capacitores para utiliza o em transformadores de diferen tes pot ncias TABELA 3 Pot ncias de capacitores para diferentes transformadores POT NCIA DO TENS O V CAPACITOR kVAr 7 5 POT NCIA DO TRANSFORMADOR kVA TE E mo 5 Domo A Considerando se o transformador de distribui o de 45 kVA com aproximadamente 70 de carregamento uti lizado no projeto em estudo tem se que a varia o entre a pot ncia reativa do capacitor a ser utilizado no filtro e o fator de pot ncia do circuito na frequ ncia fundamental obedece curva da figura 4 FIGURA 4 Varia o do fator de pot ncia com a pot ncia do capacitor Pela an lise da figura pode se verificar que a m xima pot ncia capacitiva poss vel de se utilizar no filtro sem que o circuito secund rio torne se capacitivo de aproxi madamente 25 kVAr Em termos pr ticos considerou se como padr o um fator de pot ncia de 0 95 o que equivale a um capacitor de 10 kVAr para utiliza o junto a um trans formador de 45 kVA 848 ANAIS DO II CITENEL 2003 Um outro aspecto a ser considerado no desenvolvi mento do filtro de baixa tens o diz respeito ao indutor A grande melhoria no projeto atual conforme dito anterior mente foi exatamente a utiliza o de reatores com n cleo de ar especialmente desenvolvidos pela ALS TOM par
145. as de energia correntes com frequ ncias m ltiplas inteiras da frequ ncia fundamental S o as chamadas frequ ncias harm nicas Em linhas gerais com a prolifera o destas cargas geradoras de harm nicas os sistemas el tricos tanto das concession rias de energia como das unidades consumido ras passaram a conviver com o problema da distor o da onda de tens o e suas consequ ncias Os efeitos da distor o da forma de onda de tens o podem ser os mais variados poss veis como por exemplo comprometimento da precis o de medidores de energia do tipo Watt hora indutivos resson ncias paralelas entre capacitores de pot ncia e a indut ncia do sistema el trico equivalente mal funcionamento de rel s microprocessados assim como de rel s que dependem de valores de pico ou passagem por zero das ondas de tens o ou corrente para opera o acarretando em interrup o do fornecimento de energia el trica Dentre outros efeitos podem se citar tam b m as interfer ncias em sistemas de telecomunica o per da da vida til de transformadores e motores el tricos etc Para a mitiga o do problema relacionado a harm ni cas uma das pr ticas mais usuais em termos de Brasil a aplica o de filtros harm nicos passivos Essa solu o vem ocupando cada vez mais espa o em grandes instala es industriais ou ainda em subesta es conversoras para transmiss o em corrente cont nua Nos sistemas de distri bui o m
146. atenuando os e evitando sua propaga o at a carga pro tegida pelo compensador Por outro lado ele ainda aju da a confinar os harm nicos de corrente gerados pela carga protegida j que oferece uma imped ncia adicio nal em s rie com a rede tal que sua soma resulta num valor expressivamente maior que a imped ncia equiva lente oferecida pelo conversor PWM shunt Contudo a instala o do reator s rie reduz a pot ncia de curto cir culto no ponto de entrega ou seja no ponto onde conectada a carga protegida Com isso surtos de cor rente nessa carga causam quedas de tens o expressiva nos terminais do reator s rie causando uma queda brusca na tens o de sa da al m dos valores verificados na ten s o da rede tens o de entrada compensador Todavia foi verificado que a dura o do afundamento na tens o de sa da inferior dura o do surto de corrente Isso indica que o controlador do compensador atua em har monia com a rela o dos valores de reat ncias dos fil tros de linha s rie e filtros do conversor shunt bus cando um ajuste r pido da tens o de sa da Por fim a fun o de filtragem ativa do compensador n o ficou devidamente evidenciada com os dados de me di es dispon veis e merece uma an lise mais profunda no futuro J a compensa o de reativos e a regula o de tens o apresentaram boa efici ncia mantendo a carga em condi es operacionais em regime permanente sufici entemente o
147. axa de falhas a Por km de rede prim ria e de secund ria b Por tipo de equipamentos O estabelecimento de taxas de falhas por quilometro para o caso de redes e por tipo para o caso de equipamentos se constitui em r pida importante e objetiva ferramenta de su pervis o e de direcionamento de a es de corre o por parte dos respons veis pela opera o e pela manuten o de redes Ao se observar trechos de rede ou equipamentos que apresentem Taxa de Falha superior aos limites aceit veis para cada caso em espec fico poss vel direcionar de imediato equipe aquele trecho de rede ou equipamento para localizar e eliminar o ponto fraco do sistema recompondo o 5 Determina o do DEC e do FEC a Na rede prim ria b Na rede secund ria A determina o e an lise do DEC e do FEC de um alimentador subesta o localidade ou mesmo Empresa se constitui em importante ferramenta para o direcionamento de a es de car ter macro tais como e Em que regi o necess rio que concentremos esfor os neste momento e Em que segmento do sistema el trico os benef cios se r o mais intensamente sentidos e os resultados benefici ar o mais significativamente o DEC e o FEC Os fluxogramas da figura 1 a seguir fornecem uma id ia das interliga es entre a es ao se observar um pro blema de desempenho no sistema el trico Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 91 fd AN LISE DE CAUSAS MAIS FREQUE
148. az de detectar com precis o o fen meno o que demonstra que a taxa de amostragem empregada para a aquisi o do sinal conveniente para essa clas se de freqii ncia CELL LLELLU i i E a SU RL DO TA TE nE a EE a nd H a bia sikm a beem Th FIGURA 6 Detec o de transit rio oscilat rio lento Dos instrumentos que est o em testes nas SE s ainda tem se dispon vel poucos registros de campo Mas j poss vel mostrar a detec o de um fen meno sag ocorrido na SE Guam onde se encontra instalado um dos instrumen tos em testes O fen meno ocorreu no dia 29 06 2002 s 13 02 47 hs e foi registrado pelo sistema de monitoramento como apresentado na figura 7 Novamen te observa se que o instrumento identificou o fen meno como previsto pelos resultados em simula o WET is asd as AD ns na FIGURA 7 Resultado de Campo Subesta o Guam Deve se salientar que as telas de resultados aqui apre sentadas fazem parte da interface do sistema de software com o usu rio Pode se observar que os resultados s o listados em forma de tabela e tamb m em forma gr fica Com rela o apresenta o gr fica merece desta car que a escala de tempo permite o efeito de zoom Tamb m permitido pelo sistema que o usu rio fa a buscas na base de dados por fen menos que ocorreram em um dado intervalo de tempo delimitado por data e hora iniciais e data e hora finais especificados como dd mm aaaa e h
149. balho foi apoiado pela CEA Companhia de Eletricidade do Amap como parte do seu programa anual de P amp D do ciclo 2001 2002 U H Bezerra J N Garcez M N Moscoso J A da Silva K T de Souza R R da Silva e R S Lemos S o pesquisadores do NESC UFPA N cleo de Energia Sistemas e Comunica o do Departamento de Engenharia El trica e de Computa o da Universidade Federal do Par www ufpa br nesc M N Branches e U Amaral S o engenheiros da CEA Companhia de Eletricidade do Amap 9532 ANAIS DO II CITENEL 2003 e linha telef nica para um computador central locali zado no Centro de Opera o da Distribui o COD da Empresa onde s o visualizadas em terminal de v deo e armazenadas em banco de dados para as posteriores an lises e emiss o de relat rios operacionais e c lculos de ndices de qualidade de energia relacionados com os pontos supervisionados O sistema em implanta o permite que sejam registradas as interrup es de energia nos secund rios dos transformadores sendo poss vel a partir da levantar para todos os consumidores ligados a esses transformadores os ndices individuais DIC FIC DMIC e pela associa o desses chegar se aos ndices DEC e FEC Tamb m os ins trumentos permitem um acompanhamento cont nuo das varia es nos valores RMS das tens es ao longo do ciclo de opera o possibilitando que sejam identificadas condi es cr ticas de oper
150. ca artigo aceito para publica o no V Semin rio Brasileiro sobre Qualidade da Energia El trica SBQEE 05 Aracaj SE Brasil 17 20 de agosto de 2003 2 E A Mertens Jr E S da Silva B D Bonatto e L F S Dias Impacto de Varia es de Freq ncia versus Varia es de Tens o de Curta Dura o artigo aceito para publica o no XVII Semin rio Nacional de Produ o e Transmiss o de Energia El trica SNPTEE Uberl ndia MG Brasil 19 24 de outubro de 2003 3 B D Bonatto E A Mertens Jr E S da Silva L F S Dias and S Nosaki A Case of Power Quality Analysis at Sensitive Load International Conference on Electricity Distribution CIDEL Buenos Aires Argentina November 15 19 2002 4 B D Bonatto E A Mertens Jr E S da Silva and L F S Dias Power Quality Assessment at Sensitive Loads IEEE PES Transmission and Distribution Latin America Conference IEEE PES T amp D 2002 Latin America S o Paulo SP Brazil March 18 22 2002 5 B D Bonatto E A Mertens Jr F A Fernandes e L F S Dias A Qualidade da Energia El trica em Conson ncia com a Seguran a Industrial XIV Semin rio Nacional de Distribui o de Ener gia El trica XIV SENDI Foz do Igua PR Brasil 19 23 de novembro de 2000 6 B D Bonatto E A Mertens Jr e F A Fernandes Diagn stico da Qualidade da Energia El trica em Clientes Industriais Estudo de Caso
151. calibrador Fluke 5500 A e um mult metro digital Fluke 45 seguindo o seguinte esquema Multi Placa Mult metro Calibrador Condicionadora Output ut Digital Fluke 5500A desinal Pp Fluke 45 FIGURA 6 Esquema da montagem para calibra o do condicionador Ganho 0 95 0 9 0 1000 2000 3000 4000 Hz FIGURA 7 Ganho do condicionador de sinal para uma entrada de 5Volts 1 05 O E 1 99 5 0 95 0 9 0 1000 2000 3000 4000 Hz FIGURA 8 Ganho do condicionador de sinal para uma entrada de 50m Volts E Descri o do Programa Para Monitora o da Distor o Harm nica O sinal adquirido pela placa Anal gica Digital repas sado para um m dulo do programa que inicialmente calcu la o espectro de pot ncia e a amplitude da harm nica fun damental e tais valores s o repassados para outro m dulo que calcula a amplitude das harm nicas que posteriormen te baseado na Equa o 1 calcula o percentual da DHT Distor o Harm nica Total VV AV V WDHT N 4100 1 VV HVE V V A Figura 9 mostra a tela principal da Monitora o de Harm nicos onde pode ser observado um gr fico que mos tra on line as amplitudes das harm nicas e indicadores dos valores de PICO e RMS das amplitudes das harm nicas bem como do Percentual da Distor o Harm nica miii UU et E ainin Pita i hAFP i to FIGURA 9 Figura Principal do Programa Na Figura 9 pode ser observad
152. cas altamente n o lineares Esta situa o comum em re tificadores monof sicos e trif sicos com filtro capacitivo A figura 2 mostra uma representa o simplificada de uma ins tala o el trica onde v rios consumidores est o conectados ao mesmo transformador e mesma fase A tens o entregue aos consumidores denominada V S ecos He limu Cm in FIGURA 2 Diagrama simplificado de uma instala o el trica onde v rios consumidores est o conectados ao mesmo ponto de distribui o 854 ANAIS DO II CITENEL 2003 Devido presen a de uma carga altamente n o linear a corrente drenada pela mesma provoca uma queda de tens o na imped ncia equivalente de linha Com isso ocorre um acha tamento da forma de onda de tens o pr ximos ao valor de pico fornecida aos consumidores conectados em paralelo a esta carga n o linear conforme demonstra a figura 3 Para um entendimento da opera o do filtro ativo pa ralelo como gerador de harm nicos de corrente pode se implementar uma fonte de tens o equivalente N de tal for ma que o controle da amplitude e forma de onda desta tens o conectado atrav s de uma imped ncia rede con siga impor a forma de corrente desejada de tal forma que a rede forne a apenas a componente fundamental de cor rente e em fase com a tens o gerada Isto poss vel utili zando se uma estrutura bidirecional em corrente e tens o conforme figura 4 O inversor de tens o monof
153. cido em S o Paulo Brasil formou se pela EPUSP em 1986 l obtendo os graus de mestre e doutor em 1992 e 2000 respectivamente Trabalhou de 1987 a 1989 na FDTE EPUSP de senvolvendo projetos de fornos a indu o Desde 1989 professor da EPUSP lecionando disciplinas relativas eletr nica de pot ncia e controle Suas reas de atua o atuais s o qualidade de energia controle e modelamento de conversores e sua aplica o em redes el tricas Maur cio Galassi natural de S o Paulo Brasil nascido em 22 de Agosto de 1978 Cursou gradua o do curso de Engenharia de Energia e Automa o El tricas da Escola Polit cnica da Universidade de S o Paulo formando se em 2002 Cursa atualmente Mestrado de Enge nharia de Energia e Automa o El tricas na Escola Polit cnica da Universidade de S o Paulo Atualmente trabalha como pesquisa dor do grupo LEP na Escola Polit cnica da Universidade de S o Paulo Josu de Camargo nascido na capital de S o Paulo Brasil em 28 de abril de 1958 Graduado em Engenharia El trica pela Universida de Estadual de Campinas UNICAMP Trabalhou por 18 anos na Companhia Paulista de For a e Luz possui diversos trabalhos na rea de regula o de tens o e compensa o de reativos especial mente envolvendo compensa o reativa s rie Atualmente traba lha na Expertise Engenharia atuando na rea de pesquisa aplicada a sistemas de Distribui o de Energia El trica relacionados te mas
154. como ponto de medi o SE03 conforme mostra 860 ANAIS DO II CITENEL 2003 do no esquema da figura 12 foram obtidos os resultados mostrados na figura 13 a figura 15 Nestes resultados verifica se que a tens o no ponto SE03 e dos outros pontos do ramal RMO1 e L2 de distri bui o ficam dentro da margem desejada 0 95 a 1 05 p u durante todo o per odo analisado O STATCOM de 50 MVA conectado ao ponto SE03 garantiu que a tens o ao longo do ramal fosse regulada dentro das margens desejadas para todos os eventos de varia o de carga simulados V APLICA O DO STATCOM PARA O CONTROLE DE FATOR DE POT NCIA Nesta se o proposta a aplica o de um STATCOM quasi 24 pulsos 3 10 11 e 25 MVA para fazer o con trole de fator de pot ncia din mico na carga 2 substituindo o banco de capacitor chaveado O controle proposto cujo esquema mostrado na Figu ra 16 funciona atrav s do c lculo da pot ncia reativa exis tente na carga e a pot ncia reativa produzida pelo STATCOM Uma vez calculada a pot ncia reativa na car ga este valor comparado com o valor de pot ncia reativa necess rio para a obten o do fator de pot ncia desejado A diferen a destes valores de pot ncia reativa o valor da pot ncia reativa de compensa o que ser fornecida pelo STATCOM Neste es quema de controle a compara o entre o valor de pot ncia reativa de compensa o gerada pelo STATCOM e a pot ncia de refer ncia o
155. con tinuidade no caso o FEC de alimentadores e circuitos adjacentes tendo em vista que o fen meno das varia es de tens o num dado ponto depende diretamente dos even tos em circuitos pr ximos Como por exemplo um curto circuito em um alimentador de uma barra de 13 8 kV pode levar a um afundamento na tens o de todos os alimentadores adjacentes 870 ANAIS DO II CITENEL 2003 A tabela 10 apresenta a frequ ncia de interrup es equi valente por consumidor FEC para o conjunto dos alimentadores conectados na mesma barra de cada subesta o TABELA 10 FEC do conjunto da barra de cada alimentador em estudo Subesta o FEC Jan a maio i c Observa es CG Assis Scaffa 3 15 Uma barra de 13 8 kV com quatro alimentadores CG Almoxarifado 3 75 Duas barras de 13 8 kV independentes com cinco alimentadores em cada Dourados das Na es 1 69 Uma barra de 13 8 kV com tr s alimentadores Navira 2 32 Uma barra de 13 8 kV com quatro alimentadores Parana ba 2 38 Uma barra de 13 8 kV com tr s alimentadores Corumb 4 48 Quatro Bays de 138 kV Pela tabela 10 pode se facilmente notar que o FEC da regi o onde se localiza o circuito em estudo tem influ ncia direta na quantidade das varia es moment neas de tens o A influ ncia de defeitos em circuitos adjacentes ainda maior quando subesta es operam com transformadores em paralelo Operando com transformadores em paralelo a quantidade de varia es moment neas
156. crona to dos as harm nicas ser o m ltiplas de 6 de maneira que somente a componente de ordem zero a fundamental apre sentar um valor m dio n o nulo em 1 6 do per odo Caso haja assimetria entre as partes positiva e negativa da forma de onda das correntes de carga haver a presen a de harm nicas pares que no sistema d qg se apresentam como harm nicas m ltiplas de 3 pelas raz es abaixo Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 441 Otan de Energia El trica a As harm nicas pares m ltiplas de 3 apresentam seq n cia de fase zero b J as harm nicas de ordem 61 2 para 1 0 1 2 3 ou seja 2 8 14 20 apresentam seq ncia de fase nega tiva pois substituindo se n por 61 2 em 4 1 4 2 e 4 3 tem se que ja 0 qb 2 7 3 e c 2 7 3 E as harm nicas de ordem 61 4 para 1 0 1 2 3 ou seja 4 10 16 22 apresentam seq ncia de fase positi va pois substituindo se n por 61 4 em 4 1 4 2 e 4 3 tem se que ja O qb 2 7 3 e qc 2 1 3 Pelas raz es j expostas tem se que as harm nicas de ordem 61 2 e 61 4 se tornar o harm nicas de ordem 6143 3 2 1 1 ou seja ser o m ltiplas de 3 Havendo portanto harm nicas de ordem par nas cor rentes as m dias m veis dever o ser calculadas sobre o in tervalo de t T 3 a t observe se que harm nicas m ltiplas de 6 s o tamb m m ltiplas de 3 O conhecimento pr vio de qual intervalo de integra o
157. dados da topologia el trica do alimentador e subesta o a que pertence Cada alimentador est tabelado com os dados das chaves e trans formadores de forma hier rquica Na figura 2 temos um exemplo de um trecho do alimentador SE Alvarenga 102 da regi o do munic pio de Diadema SP capsal E Coon ie UCS GSM CCO Ui pen ai ESC RCA EI E E E FIGURA 2 A primeira coluna mostra o n vel hier rquico dos blo cos onde cada bloco sempre definido por uma chave Na sequ ncia aparecem o tipo de equipamento chave posto o estado da chave aberta fechada o tipo de chave chave de manobra CH ou de prote o tipo Disjuntor DJ ou Base fus vel BF o numero da chave bloco ao qual o equipa mento est associado a chave anterior qual este bloco est associado a propriedade do posto se particular ou da con cession ria o numero do posto o numero de consumidores e finalmente a potencia deste posto Estes dados podem ser inseridos manualmente ou serem lidos diretamente de arqui vos montados na Concession ria desde que sejam disponibilizados por alimentador na formata o especificada para esta finalidade Mais dados podem ser inseridos para melhor aproveitar os recursos do sistema como coordenadas geogr ficas dos equipamentos monitores chaves transfor madores No entanto um dos pontos fundamentais deste cadastro permitir a montagem de um umifilar gr fico de alimentadores em blocos de carga formato rvor
158. de Tens o VMT da Dourados das Na es no per odo de monitora o TABELA 6 Varia es moment neas de tens o verificadas s Varia es Moment neas de Tens o VMT Dura o VMT utcamento Moment neo de tens o AM EMT A Total VMT ciclos f 10a20 20a30 30a40 40a50 50a60 60a o EO a80 80a90 por dura o ES o oo oo Mm Tess E Doo 3 1 A curva de incid ncia de varia es moment neas de tens o da barra de 13 8kV da SE Dourados das Na es a disposi o das VMT s na curva CBEMA e a curva de inci d ncia acumulada segundo amplitude e tens o s o apre sentadas nas figuras de 8 a 10 respectivamente m i Freq ncia n mero de ocorr ncias Total VMT N vel da VMT Dura o da VMT ciclios FIGURA 8 VMT s na barra de 13 8kV da SE Dourados das Na es 868 ANAIS DO II CITENEL 2003 FIGURA 9 Disposi o das VMT s na curva CBEMA 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 1 Dura o segundos FIGURA 10 Curva de incid ncia acumulada de AMT d Medi es na SE Navira Os consumidores do alimentador monitorado nesta subesta o tem os seguintes ramos e Industria de fios e Universidade e Centro administrativo municipal A tabela 7 apresenta a tabela das Varia es Momen t neas de Tens o VMT da Subesta o Navira no per o do de monitora
159. de energia A parcela relativa ao custo de opera o e manuten o do sistema elementar de distribui o para efeito da prioriza o dos projetos de investimento em obras de me lhoramento proposta nesta metodologia ser reduzida a um valor que busca refletir a perda de vida til do transforma dor de distribui o devido ao seu carregamento Os de mais itens componentes desses custos foram considerados similares antes e depois da execu o da obra por for a da padroniza o de procedimentos impostas e adotadas pela Concession ria Quanto ao custo da energia n o distribu da interrup es A Aneel atrav s da resolu o 024 2000 ampliou e consolidou as disposi es continuidade da distribui o de energia el trica s unidades consumidoras encontradas na portaria 046 78 do DNAEE O n vel de confiabilidade do sistema de distribui o ser medido pelos seguintes n Q10 ANAIS DO II CITENEL 2003 dices o DEC o FEC o DIC o FIC e o DMIC que dura o m xima de interrup o cont nua por unidade con sumidora A partir de janeiro de 2003 as metas de DIC FIC e DMIC dever o obedecer aos valores estabelecidos nas ta belas abaixo de acordo com as metas anuais definidas en tre a ANEEL e as concession rias para cada conjunto de unidades consumidoras Quando transgredidos os padr es estabelecidos para os indicadores ser o aplicadas penali dades que no caso de viola o de um nico consumidor de
160. de pot ncia entre outros Entretanto todos estes benef cios se relacionam somente frequ ncia fundamental do sistema el trico Sob o pon to de vista harm nico esta t cnica pode se mostrar muito insatisfat ria principalmente quando da ocorr ncia de resson ncia paralela entre o capacitor Instalado na bai xa tens o e a indut ncia equivalente do sistema el trico a montante no caso o transformador de distribui o Este trabalho foi integralmente apoiado pela Empresa Energ tica de Mato Grosso do Sul ENERSUL a quem agradecemos C Penna Mestre em Ci ncias pela Universidade Federal de Uberl ndia e atualmente trabalha na Ger ncia de Desenvolvimento de Mercado da ENERSUL J W Resende Ph D pela University of Aberdeen UK e professor da Faculdade de Engenharia El trica da Universidade Federal de Uberl ndia desde 1976 Considerando se um determinado circuito secund rio do sistema de distribui o da ENERSUL ao qual se encontra instalado um capacitor de baixa tens o 220 V com uma pot ncia de 10 kVAr tem se uma frequ ncia de resson ncia paralela em torno da harm nica de ordem 15 conforme pode ser observado na figura 1 Se uma corrente harm nica injetada por um equipamento perturbador corresponder ordem da frequ ncia de resson ncia para lela haver o risco de sobretens es harm nicas especial mente quando a rede operar com pouca carga Estas sobretens es poder o danificar os capaci
161. de tens o aumen ta em fun o de um maior universo de poss veis defeitos nos alimentadores adjacentes Assim sendo do ponto de vista das varia es mo ment neas de tens o pode se concluir que a opera o com transformadores isolados mais vantajosa Outra rea que apresenta resultados interessantes a regi o de Corumb Nesta regi o foi verificada uma quan tidade relativamente pequena de varia es moment neas de tens o 25 AMT s por m com um grau de severidade da amplitude bem maior que os demais locais de estudo Esta severidade nos afundamentos moment neos de tens o se d ao fato de que esta regi o atendida por uma linha de distribui o de 138 kV radial circuito duplo rela tivamente extensa aproximadamente 290 km Desta forma os eventos que por ventura venham a causar varia es moment neas de tens o na barra de 138 kV da subesta o Corumb tendem a ser propagados mais severamente que em outros sistemas V CUSTOS DE PARADADAS DOS PROCES SOS PRODUTIVOS A determina o dos custos relativos s paradas dos pro cessos produtivos devido s varia es moment neas de ten s o deve ser de forma individualizada para cada consumidor Para que se possa determinar estes custos se faz ne cess rio o conhecimento de algumas caracter sticas de ope ra o dos consumidores como e Hor rio de funcionamento hor rio comercial ou 24 ho ras por dia e Valor estimado do faturamento do co
162. determinar o impacto da introdu o tecnol gica de no vos dispositivos de condicionamento de energia Custom Power Controllers para melhoria da qualidade de fornecimento de energia el trica aos clientes Portanto este artigo apresenta os resultados da aplica o em projeto piloto de um equipamento de condicionamento de energia el trica junto a um grande clien te industrial Resultados experimentais obtidos na planta in dustrial s o apresentados mostrando a performance do disposi tivo em regime permanente e durante a corre o de afundamen tos de tens o Destaca se ainda que se trata do primeiro equipa mento do g nero instalado no Brasil PALAVRAS CHAVE qualidade da energia el trica eletr nica de pot ncia varia es de tens o de curta dura o equipamentos de condicio namento de energia el trica EMTP Electromagnetic 29 66 Transients Program custom power technology EM 1 INTRODU O Um dos principais fen menos que afetam a qualidade de energia na concession ria Elektro t m sido as varia es de tens o de curta dura o VTCD s e elas representam cerca de 90 das reclama es de clientes industriais 1 8 Este projeto de P amp D tem o suporte financeiro da ELEKTRO Eletricidade e Servi os S A B D Bonatto concluiu seus estudos de doutoramento Ph D em engenharia el trica na UBC The University of British Columbia em Vancouver B C Canad como bolsi
163. dia e baixa tens o entretanto praticamente n o existem instala es de filtros passivos visando se o con trole de harm nicas Nesse sentido o presente trabalho prop e uma solu o inovadora no contexto nacional para a melhoria dos n veis da qualidade da energia el trica em circuitos secund rios de distribui o Mm II ASPECTOS GERAIS Nos sistemas el tricos de distribui o particularmen te nos circuitos secund rios de baixa tens o cada vez maior o n mero de problemas relacionados s frequ ncias harm nicas Os problemas v o desde de pequenas interfe r ncias em sinais de comunica o at resson ncias parale las entre capacitores de baixa tens o e a indut ncia equiva lente da rede Atualmente algumas concession rias brasileiras es t o instalando capacitores de baixa tens o em circuitos secund rios de distribui o Esta medida sem d vida al guma traz v rios benef cios ao circuito como por exem plo diminui o do carregamento dos transformadores de distribui o diminui o das perdas t cnicas no segmento considerado aumento do n vel de tens o melhoria do fa tor de pot ncia entre outros Entretanto todos estes be nef cios se relacionam somente frequ ncia fundamental do sistema el trico Sob o ponto de vista harm nico esta t cnica pode se mostrar muito insatisfat ria principalmen te quando da ocorr ncia de resson ncia paralela entre o capacitor instalado na baixa ten
164. do condicio nador respectivamente FIGURA 6 Espectro Harm nico de Tens o Entrada do condicionador FIGURA 3 Perfil de corrente RMS Fase A B Distor o Harm nica de Tens o A seguir mostrada uma avalia o da distor o harm ni ca total de tens o THDv visando verificar se a tens o regu lada que supre a carga possui um n vel de distor o ham nica maior ou menor que a da tens o de entrada fig 4 e fig 5 rar um FIGURA 7 Espectro Harm nico de Tens o Sa da do condicionador Observa se nestas figuras que o equipamento efetuou a uma distribui o das harm nicas individuais ou seja re g duziu a amplitude das harm nicas de baixa freq ncia e y provocou uma eleva o nas componentes de maior fre e aAA cm Ni La qu ncia Nota se claramente uma redu o nas amplitudes FIGURA 4 Perfil de Distor o Harm nica Total Entrada das 5 e 7 harm nicas e pequena eleva o nas demais Portanto deve se considerar a fun o de filtragem ativa como secund ria uma vez que o mesmo se prop e como Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 693 Otan de Energia El trica fun o prim ria a reduzir os efeitos das varia es momen t neas de tens o na freqii ncia fundamental Este efeito nos harm nicos provavelmente devido ao chaveamento PWM do conversor do condicionador de energia C Compensa o de Pot ncia Reativa Na s
165. dos nas redes de distribui o dever partici par do processo de controle de desempenho destes bens 3 3 Forma de Comunica o O canal de comunica o en tre o emitente e o rg o central de coordena o rea do Departamento de Engenharia o relat rio RIME 3 4 Responsabilidade das Ger ncias Caber s ger ncias dos rg os envolvidos Instru rem seus funcion rios dire tamente ligados e Utiliza o e ao armazenamento dos materiais e equipa mentos e Supervis o de servi os executados pelas Empreiteiras quanto import ncia de serem relatadas todas as fa lhas que forem detetadas atrav s do preenchimento do RIME 3 5 Triagem do RIME importante para o bom funcio namento do sistema de controle pretendido que as Re gionais n o fa am triagem dos problemas detetados para emitir o RIME Pois um dos principais objetivos que essa triagem seja efetuada por um rg o centralizador das informa es recebidas via RIMED 4 PROCEDIMENTOS GERAIS 4 1 Eletricistas Pessoal de Almoxarifado Empreiteiros T cnicos e Engenheiros Constatado qualquer tipo de 1r regularidade em materiais e ou equipamentos dever ser providenciada a imediata emiss o do relat rio RIME em 03 vias com a seguinte distribui o e la e 2a vias enviar para a Divis o T cnica Regional e 3a via arquivo do rg o do emitente 4 2 Divis o T cnica Regional A Divis o T cnica ao receber do rg o emissor as 02
166. e de dados O sistema permite v rios n veis de acesso com diferentes gruas de responsabilidade com rela o inte gridade dos dados Tisa siaj dio FIGURA 3 Tela principal com a sobreposi o de tela do Login para acesso do banco de dados Na figura 4 est apresentada a janela de dados utiliza da para a entrada de dados relativos a configura o do es quema de aquisi o de dados informando para o instru mento o per odo de medi o o per odo de transmiss o e o tempo de observa o FIGURA 4 Janela de dados para a configura o da transfe r ncia de dados J na figura 5 tem se representado a janela de dados para informar ao Instrumento os par metros que caracteri zam uma Interrup o de energia conforme comentado an teriormente FIGURA 5 Janela de dados para a caracteriza o das interrup es de energia Informa es t cnicas sobre a instala o do instru mento s o introduzidas atrav s da janela de dados mostra da na figura 6 Nesta janela vale ressaltar os campos que informam o n mero do telefone ao qual o instrumento est conectado e o n mero IP do instrumento para aplica es de internet Tamb m s o informadas a data e hora dd mm aaaa e hh mm ss que o instrumento iniciou a sua opera o como tamb m s o registrados nos formatos de data e hora apresentadas anteriormente todas as interven es fei tas pelo usu rio no instrumento para atualiza o
167. e elemento b sico para a montagem das gr ficas de opera o do sistema F Tarefa visualiza o de eventos Apresenta estas informa es em quatro tipos b sicos de telas denominadas telas gr ficas cada uma associada a uma tela correspondente denominada tela texto Cada tela texto chamada em qualquer uma das telas gr ficas cont m a forma mostrada no item D por m filtra somente as in forma es no n vel da tela chamadora G Tela munic pios x subesta es O primeiro tipo de tela apresenta uma rela o das Subesta es vinculadas aos munic pios a que pertencem figura 3 Es DE MAPA Di CA TAD DAE TL MEMES DIET dia TE STO Ci AO HE CMRE E VESTRE E E m I mu FIGURA 3 Sempre que pelo menos um monitorador de interrup es sinalize para a Central nesta tela a c lula da subesta o mudar de cor sinalizando que existem ocorr ncias em an damento em monitor da sua rede Serve para escolher qual rea priorit ria da aten o do operador quando h sinali za o simult nea em mais de uma c lula Para navegar desta tela texto para a tela texto da subesta o basta um clique de mouse sobre a c lula da subesta o selecionada H Tela subesta es x alimentadores O segundo tipo de tela apresenta a rela o dos alimentadores da subesta o selecionada na primeira tela com fun o de verificar em qual ou quais alimentadores existem ocorr ncias de monitores sinalizados figura 4 Al m
168. e curta dura o VTCD s observadas no mesmo e Postura de coopera o no Projeto de P amp D Um equipamento da Sotreq Caterpillar denominado por simplicidade de condicionador de energia de 250 kVA 380 V utilizando Flywheel Technology Integra as fun es de regula o de tens o corre o de fator de pot ncia filtragem ativa de har m nicas e UPS Uninterruptible Power Supply permitindo desse modo a corre o de uma grande variedade de dist rbios Este equipamento foi instalado de forma in dita no Brasil em fevereiro de 2003 como projeto piloto em um cliente industrial Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 491 Otan de Energia El trica Outro equipamento de condicionamento de energia el trica com tecnologia UPS No Break Off Line da S amp C foi instalado tamb m de forma in dita no Brasil em junho de 2003 como projeto piloto em outro cliente industrial e encontra se em fase de avalia o de desempenho ope racional Assim uma avalia o determin stica do impacto de dispositivos eletr nicos de pot ncia na melhoria da quali dade da energia el trica fornecida aos consumidores finais e melhoria na confiabilidade do sistema el trico com base em experi ncia operacional e matura o cient fica se tor nou poss vel atrav s deste projeto de P amp D E II AN LISE DA QUALIDADE DA ENERGIA EL TRICA Monitoramentos da qualidade da energia el trica efetuados em instala e
169. e da energia el trica 1 12 Mui tas pesquisas tem sido direcionadas ao desenvolvimento de novos dispositivos teorias e modelos de simula o computacional de fen menos que afetam a qualidade da ener gia el trica e especialmente intera o din mica entre sis temas el tricos e eletr nicos de pot ncia 13 26 Com a aprova o pela CSPE ANEEL Comiss o de Servi os P blicos de Energia do Estado de S o Paulo Ag n cia Nacional de Energia El trica v m se ent o desenvol vendo desde abril de 2000 o Projeto de P amp D O Impacto de Dispostivos Eletr nicos de Pot ncia na Qualidade da Ener gia El trica 11 no qual previu se a avalia o e aplica o em projetos piloto de dispositivos de condicionamento de energia el trica para estes casos Este artigo apresenta uma s ntese dos resultados pr ticos da aplica o tecnol gica de um equipamento de condicionamento de energia el trica 1 junto a um grande cliente industrial com hist rico de recla ma es de perturba es caracterizadas por varia es tran sit rias na tens o com a consequente paralisa o do seu processo de produ o automatizado ocasionando assim preju zos e problemas com a retomada do processo As premissas b sicas que direcionaram a instala o do dispositivo neste cliente foram e Viabilidade t cnico econ mica favor vel devido ao custo elevado das paradas do processo industrial e Hist rico das varia es de tens o d
170. e e de reflexo direto ao consumi dor em sua grande maioria A abordagem tradicional das empresas concessio n rias de energia el trica tem sido a defini o de ndices de justificativa sendo que os crit rios de defini o des ses ndices s o escolhidos de forma arbitr ria a partir da experi ncia e sensibilidade dos profissionais de pla nejamento O objetivo deste trabalho apresentar o resultado da pesquisa desenvolvida pela UNIFACS em parceria com a COELBA no programa de P amp D ciclos 2000 2001 e 2001 2002 aprovado pela ANEEL que de senvolveu uma metodologia de prioriza o baseada em requisitos de qualidade do atendimento visando ade quar as redes da concession ria aos crit rios de quali dade j regulados pela ANEEL e desenvolveu software para o c lculo el trico das redes secund rias antes e depois da interven o planejada permitindo deste modo priorizar os investimentos com base nas melho res solu es encontradas utilizando modernas t cni cas de computa o evolutiva EH II ASPECTOS REGULAT RIOS No s culo XX foram criados e consolidados os principais mecanismos de regula o do setor el trico aplicados desde ent o Pela teoria predominante o se tor el trico passou a ser considerado um monop lio natural pois se enquadrava como uma falha de merca do cuja caracter stica fundamental era que o resultado econ mico de uma nica firma atuando no mercado seria superior exist nc
171. e energia eleva se medida que o tempo de in terrup o aumenta Estes custos tornam se ainda maiores quando levado em conta o custo social e a imagem da concession ria para o consumidor final Quanto maior o Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 901 Otan de Energia El trica n mero de consumidores atingidos pela interrup o do fornecimento de energia maiores ser o os ndices equiva lentes de continuidade do fornecimento da energia DEC e FEC e portanto mal fico para a imagem da concession ria de energia el trica Alguns estudos nesta rea buscam rela o entre cus to x benef cio da instala o de religadores em s rie em alimentadores de distribui o levando em considera o fatores t cnicos e econ micos para tomada de decis es Mesmo os sistemas el tricos cuidadosamente planeja dos em termos da seguran a de opera o est o sujeitos a perturba es imprevistas capazes de provocar varia es sig nificativas de tens o como por exemplo os curtos circuitos descargas atmosf ricas ou desligamentos intempestivos de li nhas e transformadores Por se tratar de eventos imprevis veis a sua detec o requer um sistema de monitora o constante das grandezas el tricas como por exemplo do valor eficaz das tens es no ponto de acoplamento comum do consumidor e o estado dos equipamentos de seccionamento ao longo de um alimentador de distribui o As pr ticas para elimina
172. e o problema devido a sistemas desequilibrados superior ao problema devido a harm nicos pois esses desequil brios geram harm ni cos de sequ ncia zero positiva e negativa dos harm ni cos principais A confus o aumentou pois um 4 pesquisador in formou que teve de solucionar um problema originado por uma frequ ncia de 320 Hz supostamente 5 harm nica de uma fundamental de 64 Hz onde a fregi ncia fundamental era de 60 Hz S conseguiu visualizar a cau sa usando um instrumento chamado de Analisador de Espectro que tem um custo razoavelmente alto Nenhum equipamento analisador de harm nicos iria detectar tal perturba o Criar um instrumento que se comporte como um Analisador de Espectro inviabiliza sua dissemina o por comprometer diretamente os seus custos Por outro lado importante que se tenha algum sinalizador que informe a exist ncia de mais perturba es dentro de uma faixa estabelecida al m do tradicional espectro de Harm ni cas O intuito acrescentar uma inova o chamada em primeira Inst ncia de DT no lugar de DHT Est o sendo elaboradas v rias simula es para medir a energia da amostra que o quadrado do valor RMS e extrair a ener gia da fundamental atrav s de filtros digitais Ao se usar esse artif cio pode se obter um valor maior que outros instrumentos mas saber se que h mais perturba es na faixa No presente momento j se conseguiu realizar o intento para distor
173. e sua termino logia utilizada em algoritmos gen ticos No caso estudado a otimiza o atrav s de algoritmos gen ticos pretende achar o ponto m ximo da nossa fun o objetivo que achar o conjunto de melhoramentos que possuam o maior retorno para um capital Resumidamente os passos de um algoritmo gen tico pode ser descrito conforme o fluxograma da figura 4 a seguir Sorteio da popula o inicial Loop das Gera es Crit rio de otimiza o OK Avalia popula o Reprodu o da popula o Sele o Acelera o Muta o e Cruzamento Imprime Resultados FIGURA 4 Fluxograma de algor timo gen tico Assim o primeiro passo de um algoritmo gen tico determinar uma popula o inicial de forma aleat ria de for ma que esta represente uma poss vel solu o do problema a ser otimizado A partir dessa gera o inicial o algoritmo dever testar diversas combina es de indiv duos dessa po pula o Estes testes n o s o aleat rios mas dirigidos em fun o do objetivo da fun o a ser otimizada Entre as for mas de sele o tem se ordenamento linear sele o por tor neto amostragem estoc stica Em geral os indiv duos mais aptos passar o para gera o futuras e os menos aptos ser o descartados Alguns operadores como muta o e cruzamen to s o utilizados com duas finalidades a primeira a de acelerar o resultado diminuindo o tempo necess rio a des cobert
174. eb HTTP embutido no microcontrolador do registrador de qualidade com Home page residente no medidor que disponibiliza conforme logm e senha os dados para consumidor e concession ria o Permite a leitura em tempo real e configura o do regis trador atrav s de v rios tipos de conex o conex o local RS232 conex o local via modem sem fio conex o remo ta via TELNET e conex o remota via Web Browsers p Permite supervis o peri dica via acesso remoto quan to ao seu correto funcionamento e Instala o q Permite a comunica o via Celular Digital CDMA via sistema CSD Circuit Switched Data EE IV CONCLUS ES O projeto demonstrou a viabilidade de desenvolvimen to de um Registrador de Qualidade de Tens o com Leitura Remota necess rio por m tornar o produto a ser de senvolvido economicamente vi vel e para isso ser preci so continuar os esfor os para que se possa baixar a plata forma do hardware para um microcontrolador competiti vo em termos financeiros Os estudos que foram realizados permitiram que novas tecnologias fossem absorvidas principalmente no que se refere a comunica o remota utilizando aparelho celular EE V BIBLIOGRAFIA PERI DICOS 1 The IP meter design concept and example implementation of an Internet enabled power line quality meter Delsing J Hyyppa K Isaksson T Instrumentation and Measurement Technology Conference 2000 IMTC 2000 Proceedings of the 17th I
175. ecund rio do transforma dor o filtro de 5 harm nica ali instalado A consequ ncia direta disso que este filtro passa a ficar com sobrecarga Isso pode ser constatado tamb m na figura 13 onde o valor eficaz da corrente medida de 39 69 A enquanto que a corrente nominal deste filtro de 34 A vide Tabela 2 Essa sobrecarga tamb m explica a baixa efici ncia do filtro no sentido de decrescer ainda mais a DHT de tens o Um dos principais dados de entrada quando do projeto de um filtro sintonizado exatamente o valor da corrente har m nica para a qual se pretende que ele atue Esta informa o leva ao c lculo do capacitor e correspondente reator ade quados para reduzir a DHI de tens o relacionada com aquela ordem harm nica de um certo valor certamente indesej vel para outro desej vel Ora se a corrente harm nica que na pr tica absorvida pelo filtro for maior do que aquele valor de projeto ent o o filtro n o ser mais capaz de reduzir a DHI para aquele valor originalmente desejado Al m disso 844 ANAIS DO II CITENEL 2003 ele estar sobrecarregado Tudo isso que ocorreu com o filtro de 12 5 KVAr ora mencionado e com outros 3 um de 15 KVAr um de 10 KVAr e outro de 7 5 KVAr Nas condi es atuais foi recomendado que esses fil tros n o sejam mantidos energizados sob pena dos capacitores dos mesmos se danificarem Tere PERLE D Car T i dosage dd E a a Or a ln l Fair
176. el L F S Dias M Aredes S Carneiro Jr and S Nosaki Eletr ni ca de Pot ncia e Qualidade da Energia El trica Pesquisas Coope rativas na ELEKTRO COPPE UFRJ e UBC I Congresso de Ino va o Tecnol gica em Energia El trica I CITENEL Bras lia DF Brasil 6 7 de novembro de 2001 12 B D Bonatto H W Dommel E H Watanabe M Aredes S Car neiro Jr E A Mertens Jr S Nosaki and L F S Dias Custom Power Applications for the Improvement of the Quality of Power Literature Review IV Brazilian Seminar about the Quality of Power SBQEE 01 Porto Alegre RS Brazil August 12 17 2001 13 B D Bonatto EMTP Modelling of Control and Power Electronic Devices Ph D Thesis The University of British Columbia UBC Department of Electrical and Computer Engineering October 2001 14 M Aredes E H Watanabe B D Bonatto E A Mertens Jr L F S Dias and S Nosaki Comparative Analysis of Shunt Active Filter Models in the EMTP ATP and SABER Programs International Conference on Power Systems Transients IPST 2003 New Orleans USA October xx xx 2003 15 B D Bonatto and H W Dommel Negative Impedances as Power System and Control Elements in EMTP Type Programs International Conference on Power Systems Transients IPST 2003 New Orleans USA October xx xx 2003 16 B D Bonatto and H W Dommel A Circuit Approach for the Computer Modelling of Cont
177. elevado car ter n o linear como por exemplo grandes motores com sistemas de partida sua ves m quinas de solda grande quantidade de l mpadas fluorescentes compactas ou fluorescentes convencionais com reatores eletr nicos e mais raramente chuveiros e torneiras com controles est ticos de temperatura A partir desse momento ser o mostrados os funda mentos te ricos b sicos que permitiram o desenvolvimen to de um equipamento de mitiga o dos problemas refe rentes s frequ ncias harm nicas em circuitos secund rios de baixa tens o Trata se de um filtro harm nico passivo para Instala o junto aos circuitos secund rios de distri bui o Para an lise do comportamento do equipamento escolheu se um circuito secund rio ao qual se encontra conectada uma unidade consumidora cujo barramento de conex o rede apresenta tens es harm nicas superiores aos limites estabelecidos pela tabela 2 Neste sentido fo ram realizadas diversas medi es antes e ap s a instala o do equipamento em diversos pontos do circuito EM II FUNDAMENTOS TE RICOS O projeto piloto desenvolvido pela ESCELSA cons titui se basicamente na constru o de um filtro passivo utilizando se reatores n cleo de ar e sua conex o a um circuito secund rio de baixa tens o O equipamento com posto pela liga o de reatores L em s rie com capacitores C de baixa tens o conforme ilustra a figura 3 O reator L pode ser conectado a
178. end ncia dos blocos entre eles Auto maticamente sempre que um monitor de interrup es instalado e cadastrado no programa ele gera um circulo debaixo do s mbolo de trecho ap s a chave Este circulo o canal de sinaliza o de todos os monitores de um trecho ap s uma chave at as chaves seguintes ou fim de trecho Sem ocorr ncias no trecho sua cor branca Quando for recebido uma ou mais sinaliza es de monitores de um Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 959 Otan de Energia El trica trecho entre chaves o algoritmo especialista analisa cada sinaliza o quanto origem ponto de instala o tipo de instala o rede ou consumidor especial hor rio do rece bimento da sinaliza o por monitor e se s o de trechos coincidentes ou diferentes mm m j a pR a pa FIGURA 5 Em fun o da an lise que realizada continuamente a cada nova entrada de sinaliza o o programa gera uma atualiza o dos s mbolos gr ficos conforme segue Apenas um monitor instalado em um consumidor im portante e cadastrado como consumidor especial cone x o tipo Rs o circulo fica na cor amarela e permanece na lista da tela texto no grupo de monitores desligados Este monitor n o usado pelo algoritmo de coincid ncias Apenas um monitor instalado em um consumidor com conex o direta na rede secund ria cadastrado como conex o tipo Rd o circulo fica na cor amarela e permanece na lista da
179. endo a regula o da tens o num ponto deste sistema de forma din mica e cont nua Neste mesmo sistema exemplo tamb m foi apresenta do a aplica o do STATCOM fazendo o controle de fator de pot ncia Nesta aplica o verifica se que o controle din mico de fator de pot ncia realizado pelo STATCOM man t m o fator de pot ncia no valor de refer ncia e evita a e xist ncia de transit rios de tens o e corrente EM VII REFER NCIAS 1 N G Hingoram Flexible AC Transmission IEEE Spectrum April 1988 2 N G Hingorani Introducing Custom Power IEEE Spectrum pp 41 48 June 1995 3 C A C Cavaliere An lise de STATCOM Operando em Sistemas Desbalanceados Tese de M Sc COPPE UFRJ Julho 4 W D Stevenson Jr Elementos de An lise de Siste mas de Pot n cia Editora McGraw Hill do Brasil LTDA 1975 5 P M Anderson Analysis of Faulted Power Systems IEEE Press Power Systems Engineering Series New York 1995 6 Alternative Transients Program Rule Book Leuven EMTP Center Belgium July 1987 7 M Aredes Active Power Line Conditioners Ph D Thesis Technische Universit t Berlin Berlin 1996 8 H Akagi Y Kanazawa A Nabae A Instantaneous Reactive Power Compensator Comprising Switching Devices Without Energy Storage Components IEEE Trans Industry Applications vol IA 20 May Jun 1984 9 M Aredes E H Watanabe New Control Algorithms for Series and S
180. ens o regulada e limpa de distor es Quando ocorre um afundamento moment neo de tens o o conversor 2 continua a manter a regula o de tens o garantindo uma tens o na carga maior que na rede Esta a o corta o tiristor da chave CH que estava em con du o isolando a rede da carga Com isto naturalmente o conversor 2 assume o fornecimento de energia para a carga sens vel sem interrup es ou afundamentos N o havendo energia vindo da rede o conversor 1 retira energia do flywheel e entrega a ao conversor 2 atrav s do elo CC comum aos dois conversores Este processo ocorre em cerca de 4 de ciclo O flywheel tem energia armazenada para um tempo total de 13 segundos Este tempo apesar de pequeno suficiente para a grande maioria dos fen menos de afundamentos moment neos de tens o que s o da ordem de 2 segundos no m ximo O flywheel da figu ra 1 composto por um rotor girando a 7200 rpm com mancais mec nicos associados a mancais eletromagn ticos e encapsulados de tal forma a operar no v cuo O sistema como um todo apresenta efici ncia de 97 T o logo a tens o da rede restabelecida os tiristores da chave CH s o ativados e a rede passa a suprir energia carga sens vel e a energia do flywheel restabelecida atrav s de um suprimento adicional de energia da rede ao condicionador O tempo de recarga do flywheel pode chegar a 150 se gundos Como os afundamentos de tens o s o
181. ento dos condutores da rede de distribui o e Harm nicas de corrente de neutro provocam n veis de tens o neste condutor muitas vezes provocando desbalanceamento de tens es entre pontos de aterramento distintos e Bancos capacitivos conectados em paralelo rede para diminui o do fator de deslocamento apresentam carac ter sticas de imped ncia decrescente com o aumento da frequ ncia Consequentemente tens es com alta taxa de distor o harm nica provocam elevados valores de har m nicas de corrente circulante por estes capacitores e Problemas de resson ncia entre bancos capacitivos e indut ncias conectadas linha que podem provocar um aumento das correntes harm nicas circulantes e Aumento das perdas nos transformadores seja por efei to Joule nos enrolamentos agravado pelo efeito pelicular Skin Effect como por efeito da histerese e correntes de Foucalt no n cleo magn tico O filtro ativo paralelo FAP constitui uma solu o interessante para a compensa o de harm nicos de cor rente no caso de cargas n o lineares e corre o do fator de pot ncia de cargas lineares e n o lineares EE II DESCRITIVO DO PROJETO O conceito do filtro ativo paralelo pode ser apre sentado atrav s da analogia com as t cnicas de cancela mento ativo de ru do ANR Active Noise Reduction ou seja interferir no sinal indesejado de modo a atenu lo Isto poss vel se for gerado uma interfer ncia destrutiva
182. equ ncia observa se nos gr ficos das figuras 8 e 9 o perfil do fator de pot ncia verificado na semana em an li se Deduz se que o compensador funcionou na maior parte do tempo realizando a fun o de regula o da tens o de sa da O que ocorre que neste tipo de compensador para lelo a regula o da tens o realizada atrav s de inje o controlada de corrente reativa capacitiva para elevar a ten s o de sa da ou indutiva para reduzir a tens o de sa da da o do dt doe du da du ca de da da da a FIGURA amp Fator Pot ncia na Entrada do Condicionador so Cam E Rami o M p e a TE r me m NTE a a LA NIE i i FIGURA 9 Fator Pot ncia na Sa da do Condicionador D Evento de VTCD Registrado No dia 13 02 03 ocorreu uma perturba o no siste ma el trico afundamento de tens o resultando no even to registrado na figura 10 que apresenta as tens es RMS de entrada e sa da do condicionador de energia Para este evento verificou se que o dispositivo operou adequada mente ou seja o setor da f brica protegido pelo condicio nador n o sofreu consegii ncias enquanto que outros se tores da planta industrial sentiram a perturba o com a consequente paralisa o da produ o Demonstra se nas figuras 10 e 11 os detalhes da cita da ocorr ncia permitindo uma compara o entre a tens o de entrada no dispositivo e a tens o de sa da ou seja rece bida pelas cargas 894 ANAIS DO
183. es dos filtros que individualizam as harm nicas conforme a frequ ncia aumenta Al m disso quais efeitos realmente foram detec tados e atribu dos a determinadas harm nicas Foi en t o elaborado um trabalho de 76 folhas n o previs to em contrato que foi apresentado CERJ e consta do relat rio final abordando os aspectos FENOMENOL GICOS E CONSIDERA ES F SICAS MATEM TICAS E COMPUTACIONAIS Foi acordado ent o que o pro jeto se restringiria at a individualiza o da 15 har m nica com DHT at a 32 Na sequ ncia foi obtido um artigo de um pesquisa dor que falava sobre escorregamento da freqii ncia fun damental que normalmente tratada como se fosse exata mente 60 Hz O que isso influenciaria na aplica o das trans forma es FFT s e DFT s considerando se somente har m nicas de 60 Hz Isso levou a pensar inclusive em colo car um circuito adicional para rastrear a frequ ncia funda mental e consequentemente ajustar valores para os c lcu los das harm nicas Conversando com um outro pesquisa dor de renome foi informado que no sistema b sico ou seja fortemente interligado esse fen meno era desprez vel Ent o decidiu se n o investir no processo pois tam b m n o estava previsto no escopo Mais informa es continuaram a chegar pois con tinuou se a Investigar Numa reuni o ocorrida em 2002 na cidade de Vit ria um outro pesquisador de nome conhecido no meio mencionou qu
184. escargas atmosf ricas ao seu sistema el trico obtendo com isto uma melhor quali dade de energia para seus clientes e uma redu o de custos de capital e opera o O projeto teve In cio no final de 2002 estando em sua fase inicial Sua dura o esta prevista para tr s anos BE II OBJETIVOS E ETAPAS DO PROJETO P amp D Os objetivos deste projeto s o e Gerar informa es precisas sobre a incid ncia e caracte r sticas intensidade polaridade e multiplicidade dos raios na regi o de concess o da empresa atrav s de ma pas com alta resolu o Estes mapas viriam a substituir as Informa es existentes sobre descargas baseadas no ndice cer unico que alem de incompletas apresentam erros superiores a 400 Tais informa es permitir o e Subsidiar programas de implementa o de tecnologias p ra raios mais efetivas de prote o em linhas de dis tribui o e transmiss o melhorando a qualidade do sis tema el trico e facilitando seu planejamento e Subsidiar a implementa o de modelos para estudar o desempenho do sistema el trico face a descargas at mosf ricas e Subsidiar estudos comparativos com banco de dados de transformadores queimados e outros bancos de dados geo referenciados determinando rela o de causa com as descargas atmosf ricas e Subsidiar programas de gest o de pesquisa e desenvolvi mento e Subsidiar avalia o de novas tecnologias de aterramento e Permitir o monitoramento em tempo
185. esempe e Servi os Executados 916 ANAIS DO II CITENEL 2003 2 An lise de Ocorr ncias Visando Prioriza o de A es a Determina o do DEC e do FEC e Na rede prim ria e Na rede secund ria b Causas mais freq entes e Narede prim ria e Na rede secund ria c Materiais e Equipamentos mais problem ticos e Narede prim ria e Na rede secund ria d Taxa de falhas e Por km de rede prim ria e de secund ria e Por tipo de equipamentos e An lise do desempenho das equipes e Atendimentos na rede prim ria e Atendimentos na rede secund ria 3 Medi o na Sa da e em Pontos Estrat gicos do Circuito para Consolida o de Informa es e Tens o e Corrente e Fator de Pot ncia e Transformadores Sobrecarregados e Transformadores Sub carregados e Circuitos secund rios com Queda de Tens o acima de X 4 An lise do Planejamento do Circuito e suas Interliga es e Vis o do circuito nos pr ximos 5 anos e Pontos de manobra no pr prio circuito e com circuitos adjacentes 5 Estudo de Prote o do Alimentador 6 A es na Rede Prim ria e Crit rios de inspe o e Instala o de chaves de prote o e de manobra e Plano de manobras para emerg ncias e Instala o de chaves repetidoras e Trabalhos em redes energizadas e M todos de manuten o de falhas mais freq entes e Gerenciamento da manuten o do sistema de aterramento 7 A es na Rede Secund ria e
186. esenta dos nas figuras 7 e 8 a seguir 2 0 1H lh Att DeLi go DV vatli ha pa tb TTF 2D 1 1 i D ED vhs o 3 B T Lvi aih j I FIGURA 7 Modelo can nico do inversor dois n veis d t v s L ip t dit Is D FIGURA 8 Modelo can nico do inversor tr s n veis A ondula o em alta freqii ncia da corrente no indutor de acoplamento nos inversores dois n veis e tr s n veis s o mostradas nas figuras 10 e 11 FIGURA 9 Ondula o de corrente em alta fregii ncia Ondula o de corrente parametrizada Ondula o parametrizada de corrente O 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 ngulo da tens o de rede FIGURA 10 Ondulveis a o de corrente no indutor parametrizada no inversor dois n veis Observa se que a ondula o m xima ocorre para um n gulo de tens o de rede igual a 0 180 360 Portanto basta projetarmos o indutor de acoplamento levando se em consi dera o o valor de pico desta ondula o m dia parametrizada Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 855 Otan de Energia El trica No caso do inversor tr s n veis as ondula es m ximas n o ocorrem em um nico ponto e dependem de v rias vari veis de projeto Ondula o de corrente parametrizada Ondula o parametrizada de corrente a 0 O 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340
187. esist ncia intr nseca do reator condutores R 0 10 tem se a topologia final do filtro passivo aplicado ao transfor mador de 45 kVA conforme mostrado na tabela 4 TABELA 4 Valores de R L e C para o filtro desenvolvido PAR METROS DO FILTRO Liuh Cu A figuras 6 e 7 a seguir ilustram o comportamento da magnitude da imped ncia do ramo LC constituinte do filtro desenvolvido e da magnitude da imped ncia equiva lente entre o ramo LC e o transformador de distribui o em fun o da frequ ncia respectivamente M dulo da imped rcia do Fira a ejem Harmina imped ncia Lira leio Fal i El pit 160 ai 250 Ordem Hammink a a EI FIGURA 6 Resposta em frequ ncia da imped ncia do filtro ijui da imped meoa da Fito Sejana Bu Es E impid ncia C mal Do w MD a as o m Hm Dalem Hamina u ED FIGURA 7 Resposta em frequ ncia da imped ncia do conjunto filtro transformador O t pico seguinte apresentar os resultados obtidos quando da conex o do equipamento a um circuito secun d rio de distribui o com um determinado n vel de distor o harm nica Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 449 Otan de Energia El trica EE V RESULTADOS OBTIDOS As figuras a seguir ilustram a situa o verificada jun to ao barramento secund rio do transformador de distri bui o antes e ap s a energiza o do filtro m h S a Es m ere de T
188. ez mai or o n mero de problemas relacionados s interrup es da energia suprida As interrup es t m um impacto maior nas cargas comuns que h alguns anos atr s Microcompu tadores e outros tipos de controles digitais s o amplamen te utilizados em todos os setores residencial comercial e industrial Estes tipos de cargas tendem a perder suas me m rias com as interrup es e afundamentos moment neos de tens o e o processo controlado pode ser completamente perdido gerando preju zo econ mico para o consumidor e concession ria de energia A transi o entre a forma tradicional de opera o das empresas concession rias de energia el trica para a nova forma de opera o mais competitiva do mercado de ener gia aponta para a necessidade de diminui o gradual dos indicadores de continuidade da energia suprida Nesse sentido o presente trabalho prop e uma solu A C Panizza trabalha na Empresa Energ tica de Mato Grosso do Sul S A e mail protO enersul com br o inovadora no contexto nacional para a melhoria dos n veis da qualidade da energia el trica em circuitos prim rios e secund rios de distribui o diminuindo sensivelmente o universo de consumidores afetados pelas faltas perma nentes melhorando assim a qualidade percebida do forne cimento de energia el trica pelos consumidores Desta forma o presente trabalho tem por metas estudar o Impacto sobre os ndices de continuidade do fornecimento de
189. fase e de neutro e Bloqueio desbloqueio da fun o de religamento autom tico e Leitura de corrente em cada religador nas tr s fases Adicionalmente cada religador de rede tem sua pr pria tela individual em que s o mostradas caracter sticas e medidas individuais do religador Nesta tela o despachan te tamb m realiza as tarefas supracitadas A titulo ilustrativo a figura 5 mostra a tela de um dos religadores de rede do projeto FIGURA 5 Tela do religador RL 007275 Rua Dolor F de Andrade com Rua Arthur Jorge V FUNCIONAMENTO DA L GICA DE IR RECOMPOSI O A l gica de recomposi o implementada no projeto mostrada no diagrama de blocos da figura 6 INICIO L gica desativada je AguardaZo lg segundos y Trip AL 05 AL 07 RL 7275 Fechado 79 desbloqueado A RL 8773 Aberto RL 5652 fechado y Abrir RL 7275 Abrir RL 5652 v Falha Recomposi o A y Aguarda 10 Aguarda 10 segundos segu N FecharRL8773 Aguarda 10 RL 8773 segundos fechado FIGURA 6 L gica de recomposi o autom tica de consumi dores Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 905 Otan de Energia El trica A seguir ser discutido a respeito da l gica de recom posi o autom tica A Defe
190. ficar o im pacto das descargas sobre o sistema el trico da Bandeiran te As figuras 3 4 e 5 mostram exemplos de mapas que ser o gerados para diferentes par metros das descargas e que ser o utilizados como base para os estudos ipri doido de J za To Falava LI FIGURA 3 Mapa de densidade de descargas na rea de concess o da empresa para o ver o de 2000 942 ANAIS DO II CITENEL 2003 FIGURA 4 Mapa de densidade de descargas na rea de concess o da empresa para o ver o de 2001 FIGURA 5 Mapa de densidade de descargas na rea de concess o da empresa para o ver o de 2002 A figura 6 mostra um exemplo de an lise de dados de descarga em rela o ao ndice FEC para o m s de janeiro de 2001 2250 2000 1750 1500 1250 1000 Nro de Raios 0 00 0 25 0 50 0 75 1 00 1 25 1 50 1 75 2 00 2 25 2 50 2 75 3 00 3 25 3 50 3 75 Janeiro 2001 FEC FIGURA 6 N mero de descargas em fun o do ndice FEC para janeiro de 2001 Estes estudos ser o feitos a partir de dados forneci dos pela Rede Integrada de Detec o de Descargas At mosf ricas RIDAT Integra o dos Dados de Descargas Nesta ltima etapa do projeto esta prevista a integra o das informa es de descargas no sistema georeferenciado SIT da empresa Tal integra o per mitir uma maior facilidade na integra o deste tipo de dados com ourtras informa es da empresa facili tando sua utiliza o e dissemina
191. fundamentos moment neos de tens o no PAC de um determinado consumidor industrial da ESCELSA O mais severo dos afundamentos est indicado na figura por uma seta A figura 10 apresenta o registro das varia es dos valores eficazes das tens es nas 3 fases para o afunda mento de tens o em pauta o qual ocorreu s 12h 48m do dia 22 10 2002 Ainda desta figura observa se que o evento teve uma dura o de 287 9 ms FIGURA 9 Registro de ocorr ncias no PAC de um consumidor industrial Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 499 Otan de Energia El trica FIGURA 10 Varia es dos valores eficazes das tens es nas 3 fases Analisando se na figura 11 a curva de carga da ind stria durante este per odo observa se que consi derando se a curva de demanda m dia indicada na fi gura por uma linha vermelha e calculando se a rea abaixo desta curva ap s a ocorr ncia do evento at que a demanda m dia seja novamente restabelecida rea de cor amarelada tem se o consumo de energia el trica n o fornecido ao cliente devido ao afundamento mo ment neo de tens o de 287 9 ms de dura o O resultado desses c lculos indicou que a energia n o fornecida para o cliente durante o evento de 63 98 MWh Considerando se o custo do MIX de compra de energia el trica pela distribuidora igual a R 40 00 valor fict cio para fins de demonstra o da metodologia e a tarifa de fornecimento ao cliente igual a
192. gia El trica 441 Otan de Energia El trica A figura 5 a seguir ilustra o comportamento da cur va de resposta da imped ncia do ramo LC para um filtro harm nico conectado ao secund rio de um transformador de distribui o em fun o da frequ ncia FIGURA 5 Curva de resposta em frequ ncia do ramo LC De acordo com a figura 5 e considerando se que a frequ ncia de sintonia f do filtro a frequ ncia de 288 Hz 4 8 pu haveria o risco de que a frequ ncia de anti resson ncia do conjunto fosse exatamente coincidente com a frequ ncia de 3 harm nica ou 180 Hz Para se precaver deste risco o dimensionamento dos filtros foi realizado individualmente para cada circuito secund rio conside rando se as imped ncias de cada um dos transformadores de distribui o envolvidos Considerando se como exemplo um capacitor trif sico de 10 kVAr para composi o do ramo LC a ser aplicado a um transformador de 45 kVA tem se que a reat ncia capacitiva equivalente para a conex o em estrela das unidades capacitivas que comp em o capacitor trif sico em delta exatamente igual a 1 3 um ter o da reat ncia capacitiva entre fases do capacitor em quest o Dessa forma tem se p 2 A Eoi 484 0 1 Qe 10 10 A E As sitio 2 3 3 onde X A Reat ncia capacitiva para liga o em delta W XY Reat ncia capacitiva para liga o equivalente em estrela W V tens o entre fases no capacitor Volts Qc
193. h mm ss EM IV CONCLUS ES Apresentou se neste trabalho a descri o e alguns re sultados preliminares obtidos com o sistema de monitoramento de varia es transit rias de tens o desen volvido pelo NESC UFPA em parceria com a concessio n ria CELPA O sistema desenvolvido caracteriza se como uma so lu o de monitoramento distribu do de fen menos transi t rios de tens o podendo ser os instrumentos de aquisi o de dados instalados nas SE s transformadores consu midores industriais e outros e os dados coletados transmi tidos via linha telef nica solu o atual para o Centro de Opera o do Sistema COS O sistema aqui proposto apresenta grande potencial de uso por ser uma solu o especializada que contempla o monitoramento dos principais fen menos transit rios que ocor rem nas redes de distribui o como os sags swells e transit rios oscilat rios de baixa frequ ncia fen menos que est o em vias de regulamenta o pelas ag ncias regulado ras dos servi os de energia el trica Os resultados preliminares obtidos at o momento t m comprovado a efic cia do sistema e encorajado a equipe de desenvolvimento em novos avan os por m testes exaus tivos devem ser continuados no sistema real para a perfei ta avalia o das interfer ncias do ambiente real sobre as caracter sticas levantadas em laborat rio EM V REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS 1 2 3 4 5 6 7
194. harm nica o que facilitar na indica o da fregii ncia a ser eventualmente filtrada MEAN TALIF Mo MAHT cEMATTT l TRARA TAFFA FERA DETIDO Ej FADA DMETIDo Aj TEALA PSL BAE ARCA CORREM Pi FAHI FUT HEM DO as e o o o Re o sn Ro Ra eo Ra o eo Ro e eo o Re o e o o nos o e Ro a o Rn o o Ro Rn U DOTE 10 ITI I1 LE L5ES DOT TZI LIG 1553 Bala 101 3657 Tii ANTES dO Bod 2H AIAI ATE CIMO 1 074 EmA d dita MNE ZETI l LDA OIE 1 0m ARTES SETE LoL 1435 Za SETE DITO 11 181 51 L1 31 DT AME l 10 1331 4076 L1 34 LILI l FERLA TOTAIS l ELI IZE m m FIGURA 3 Resultado de um estudo via c lculo de um sistema de 9 barras EE IV ESTUDOS DE CASOS REAIS Os estudos de perdas a serem mostrados a seguir se referem a um sistema de 138 kV com 78 barras IV 1 Um sistema de transmiss o com apenas um grande consumidor gerando harm nicas Nesta se o ser o calculadas as perdas joulicas har m nicas devido a apenas um grande consumidor A figura 4 mostra os valores das correntes harm nicas injetadas por este consumidor em pu da corrente fundamental as quais foram medidas no ponto de acoplamento com o sistema da distribuidora de energia CORRENTES HARM NICAS INJETADAS PELO CONSUMIDOR 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Ordem Harm nica FIGURA 4 Correntes harm nicas injetadas por um grande c
195. hunt Three Phase Four Wire Active Power Filters IEEE Trans Power Delivery vol 10 No 3 July 1995 pp 1649 1656 10 C A C Cavaliere E H Watanabe M Aredes Analysis and Operation of STATCOM in Unbalanced Systems International Conference on Power Systems Transients IPST 2001 Rio de Ja neiro Brasil junho 2001 Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 61 Otan de Energia El trica Corre o tima do Fator de Pot ncia de Sistemas El tricos Industriais com Harm nicos D Sc J T Oliveira UFRN E F Silva UFRN e G Bezerra Jr COSERN RESUMO Este trabalho apresenta uma metodologia de c lculo para cor re o do fator de pot ncia em sistemas el tricos industriais com harm nicos Esta por sua vez denominada Forma Direta de busca em uma vari vel O m todo calcula o fator de pot ncia variando o valor da capacit ncia do capacitor a ser introduzido no sistema el trico A partir da formula o matem tica do sistema e desta t cnica de otimiza o foi pos s vel desenvolver a ferramenta computacional Fator de Po t ncia Harm nico timo FPHO Como ilustra o desta t cnica mostrada uma simula o de um exemplo de apli ca o implementado computacionalmente Os resultados s o satisfat rios PALAVRAS CHAVE Fator de Pot ncia Harm nicos M todo Num rico Otimiza o EE 1 INTRODU O Com o aumento da utiliza o de dispositivos de esta d
196. i o conforme descrito no documento t c nico ABRADEE 02 33 6 O Registrador de Qualidade de Tens o com Leitu ra Remota RQ 10 da ENAUTEC um equipamento es pecificamente projetado para registrar afundamento e eleva o de tens o em sistemas trif sicos com as seguin tes caracter sticas 1 Obter leitura remota das tens es registradas atrav s de telefonia celular dispensando a necessidade de visitas ao local e interliga o de cabos reduzindo o ndice de fa lhas operacionais e os custos do servi o 2 Permitir a leitura e configura o do equipamento atra v s de Web Browsers que s o Interfaces visuais inde pendentes da plataforma 3 Obter opcionalmente leitura remota das tens es registradas atrav s de enlace local de RF com alcance de poucos metros Esta op o particularmente til para os casos nos quais n o seja poss vel uma cober tura adequada por parte do sistema de telefonia celu lar De dentro do ve culo automotivo as equipes de campo podem fazer tanto o download dos dados quanto a configura o do equipamento Dessa forma dispensa se a necessidade de escadas e de interliga o de cabos 4 Permitir supervis o peri dica devido ao acesso remoto quanto ao seu correto funcionamento e instala o 5 Dispensar a utiliza o de teclado e display no registra dor reduzindo custos uma vez que o equipamento pode ser configurado via computador remoto ou computa dor port til loc
197. i o do esfor o computacional Estes benef cios v m se juntar imunidade a harm nicos na tens o da rede que o m todo j apresentava Um aspecto interessante do m todo apresentado a resposta din mica extremamente r pida que apresentada na aus ncia de harm nicas pares Portanto plantas com cargas n o lineares que s apresentem harm nicas mpa res poder o ter suas correntes compensadas com um tran sit rio quase ideal de 1 6 de ciclo A aplica o do m todo em cada fase separadamente possibilitando a compensa o de harm nicos em correntes de cargas desequilibradas tamb m uma caracter stica im portante decorrente da modifica o proposta pois caso contr rio a resposta din mica seria demasiado lenta EM VIII REFER NCIAS 1 Akagi H Kanazawa Y Nabae A Instantaneous reactive power compensation comprising switching devices without energy storage components IEEE Trans Ind Appl vol IA 20 pp 625 630 1984 2 Bhattacharya S Divan D Synchronous frame based controller implementation for a hybrid series active filter system IEEE IAS Annual Meeting pp 2531 2540 1995 3 Zhou L Li Zicheng A novel active power filter based on the least compensation current control method IEEE Trans On Power Electron vol 15 pp 655 659 2000 4 Dixon J W Garc a J J and M ran L Control system for three phase active power filter which simultaneously c
198. i ent o aplicado diretamente ao conversor A D de um dos prot tipos Na figura 3 tem se a simula o de um sag com dura o de 4 ciclos mostrado na tela de um oscilosc pio Tektronix TDS 360 de 200 MHz Tek HERE 1k55 Ra e Li FIGURA 3 Simula o de Sag Este mesmo fen meno foi tamb m injetado no instru mento o qual realizou o registro dos valores RMS durante o sag como est ilustrado na figura 4 Observando a Figura 4 percebe se que o instrumento detectou perfeitamente o fe n meno ocorrido apresentando o afundamento e a recupera o do valor RMS da tens o como ilustrado na figura 3 ou seja afundando mais suave e retornando abruptamente ao valor RMS nominal Na figura 4 a escala de tempo corresponde a ciclos ao passo que a escala de tens o fornece valores em Volts da tens o de alimenta o do instrumento 930 ANAIS DO II CITENEL 2003 e iLi a bame ae li y Plai dim ne O cm iik i FIGURA 4 Curva RMS de detec o de sag A seguir tem se a simula o de um transit rio oscilat rio de frequ ncia 1kHz como mostrado na figura 5 em tela do oscilosc pio Tektronix Tok EIA Sta SI nep EHETI Beaz nT Fu Parhi mr Freney a Predio IR FIGURA 5 Simula o de transit rio oscilat rio lento Este mesmo fen meno foi submetido ao instrumen to que detectou corretamente como mostra a figura 6 Observa se comparando as figuras 5 e 6 que o instru mento cap
199. ia de competi o em determi nadas situa es Esse contexto desenhou uma ind s tria que possu a as caracter sticas de verticaliza o e uma forte regulamenta o pelo Estado quando n o era de propriedade do pr prio Estado Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 907 Otan de Energia El trica O principal instrumento utilizado para disciplinar as concess es era a regula o tarif ria atrav s da tarifa o pelo custo de servi o Este instrumento prop e que os in vestimentos realizados pelo concession rio sejam remune rados por uma taxa de retorno considerada justa tam b m chamado de tarifa o pela taxa de retorno era o mo delo tradicionalmente utilizado na regula o das concessi on rias dos servi os de energia el trica no mundo a partir da experi ncia americana Uma das cr ticas ao m todo da taxa de retorno que as firmas n o s o incentivadas a re duzirem seus custos pois os seus lucros s o proporcionais ao capital investido e pelo mesmo motivo o sobreinvestimento incentivado diminuindo a efici ncia econ mica no conceito da efici ncia alocativa Pires 1999 Com a reestrutura o setorial nas reas reguladas tratadas como monop lio natural a transmiss o e distri bui o diversos novos mecanismos de incentivos foram criados Price cap intervalos regulat rios competi o por compara o No Price cap os concession rios s o incentivados a diminuir se
200. ia el trica no novo ambiente de opera o onde atuam os agentes de gera o transmiss o distribui o comercializa o e os consumidores Os agentes tradicionais que operam os seus siste mas baseados em procedimentos devidamente testados e aprovados atrav s de anos de experi ncia passam a conviver com novos agentes privados que se baseiam em regras de mercado para transformar as novas opor tunidades no setor el trico em neg cios mais rent veis Dentre as oportunidades de aperfei oamento est o a im planta o das mais recentes tecnologias nas reas de instrumenta o supervis o transmiss o e ger ncia de dados e informa es A A Martins trabalha na Empresa Energ tica de Mato Grosso do Sul S A Enersul e mail protWenersul com br A C Panizza trabalha na Empresa Energ tica de Mato Grosso do Sul S A Enersul e mail protWenersul com br A transi o entre a forma tradicional de opera o es tatal para a nova forma de opera o competitiva no mer cado de energia aponta para a necessidade de indicadores confi veis de continuidade e de conformidade da energia suprida Por m a defini o dos indicadores e ndices de refer ncia para opera o com qualidade deve ser estuda da com prud ncia devido pouca experi ncia dispon vel nessa rea em todo o mundo No que diz respeito s varia es de tens o de curta dura o existem alguns trabalhos que buscam estabelecer rela es
201. iais devido ocorr ncia de afundamentos e eleva es moment neas de tens o duran te os transit rios do sistema el trico atuar como filtro ati vo compensar parte dos reativos do sistema el trico cola borando com a manuten o da estabilidade da tens o do sistema el trico B Metodologia A metodologia do trabalho consiste em pesquisar desenvolver e implementar tr s dispositivos DVR confor me as etapas abaixo indicadas 1 Etapa Desenvolvimento de um mini restaurador din mico de tens o Mini DVR 01 para aplica o em Sistemas de Controle de Processos Industriais Nesta etapa ser constru do um dispositivo que ter a capacidade de restaurar a tens o para os sistemas de con troles dos processos industriais portanto de baixa pot n cia em torno de 5 kVA que dever atender uma boa parte das necessidades hoje existentes Este prot tipo ser ava liado e testado em laborat rio bem como na ind stria 2 Etapa Desenvolvimento de um mini restaurador din mico da tens o Mini DVR 02 para aplica o em Sistema de Pot ncia Industrial Nesta etapa ser constru do um dispositivo que ser um pouco mais robusto que o da etapa anterior com capa cidade em torno de 50 kVA Ele ter a fun o de restaurar a tens o para equipamentos de pot ncia como conversores de fregii ncia que s o equipamentos muitos sens veis a afundamentos ou eleva es de tens o Este prot tipo ser avaliado e testado em lab
202. ica ou seja o uso de filtragem convencional Com Isto consegue se um m todo de gera o de padr o de refer n cia com as seguintes caracter sticas e extremamente r pido com um transit rio igual a 1 6 de ciclo ou 1 3 de ciclo caso haja harm nicas pares na corrente para cargas trif sicas equilibradas e imune presen a de harm nicos nas tens es da rede e n o necessita de ajustes e n o representa um grande esfor o computacional pois n o usa filtros convencionais apenas o c lculo de m di as m veis sobre pequenos per odos e aplic vel em cargas desequilibradas pois pode ser usado em cada fase separadamente conservando ainda uma boa resposta din mica A fundamenta o desta modifica o ou seja por que a filtragem convencional pode ser substitu da pelo c lculo de m dia m vel ser apresentada Simula es do compor tamento din mico do m todo ser o mostradas e compara das com o m todo proposto por Bhattacharya 2 e final mente resultados experimentais comprovando a estrat gia ser o tamb m apresentados HI FUNDAMENTOS DA UTILIZA O DA M DIA M VEL O diagrama de blocos da estrat gia de retirada da fun damental do m todo da refer ncia s ncrona tradicional pode ser visto na Fig 1 idea dor T 6 FIGURA 1 Diagrama de blocos para retirada das componen tes cc de id e iq pelo m todo convencional Neste diagrama de blocos sup e se que as corrente
203. inada chave aberta Ba sicamente o monitor pode estar ligado diretamente rede secundaria de um transformador de distribui o ou no final de um ramal de servi o de um consumidor No primeiro caso se houver uma queda considera se que o monitor est reportan do uma falha do transformador No segundo caso considera se que o monitor est reportando uma falha apenas no consu midor Costuma se utilizar esta instala o em consumidores especiais entre aqueles definidos na legisla o ou pela em presa nos quais um defeito no fim do seu ramal de servi o atinge unicamente o consumidor Esta diferencia o feita no cadastramento do monitor dentro do sistema que o trata diferentemente conforme ser mostrado adiante Para a iden tifica o de falta de energia em trechos de alta tens o o algoritmo se baseia na ocorr ncia de informa o de interrup o ao mesmo tempo de dois ou mais monitores existentes em transformadores distintos mas ligados na alta tens o de um mesmo trecho entre uma chave de prote o inicial de um bloco e as chaves ou fim de trecho seguintes Uma vari vel importante desta Tarefa a diferen a de tempo entre as liga es de dois monitores diferentes instala dos em um mesmo Trecho Se dois monitores instalados em um mesmo trecho fazem uma liga o reportam um evento de queda de energia dentro daquele intervalo de tempo pro gramado considera se que as liga es foram simult neas Caso contr ri
204. ito no Trecho R1 R2 A figura 7 ilustra um defeito permanente no primeiro trecho do alimentador Al 05 SE CG Cuiab R2 Rua Dolor RL7275 ALOS F Andrade Rua Dolor F Andrade R5 RL8773 Ponto de Interliga o R4 RL5652 R3 Av Mascarenhas AEON de Moraes FIGURA 7 Defeito no trecho RI R2 Caso haja um defeito permanente no trecho R1 R2 a l gica de recomposi o autom tica tem seu inicio ap s o ciclo de religamentos do disjuntor da subesta o Inicialmente realizada a verifica o da comunica o de todos os religadores envolvidos na l gica e a confirma o do estado do religador R5 interliga o que deve estar aberto Posteriormente realizado a confirma o do disjuntor da subesta o R1 aberto pela verifica o do estado e corrente da fase B nula Desta forma o religador R2 aberto automaticamente isolando o trecho defeituoso do alimentador Al 05 como mostra a figura 8 SE CG Cuiab Rua Dolor F Andrade Rua Dolor F Andrade Ponto de Interliga o R4 RL5652 Av Mascarenhas de Moraes Al 07 FIGURA 8 Isolamento da rea defeituosa Ap s dado o comando de abertura do religador R1 aguardado um tempo de 20 vinte segundos e em seguida confirmado a sua abertura pelo estado do religador e cor rente na fase B nula Assim o religador de interliga o R5 pode ser fecha do sem risco de fechamento e energiza o do
205. itor e a topologia el trica da rede de distribui o Atrav s do trans formador identificada a segii ncia chave de bloco nome do alimentador e subesta o ao qual o monitor consumi dor pertence topologicamente Facilidades opcionais de as socia o cadastrais complementares para cada monitor s o disponibilizadas como o nome da cidade bairro e conjunto Aneel aos quais ele pertence para facilitar utilizar o hist ri co e ndices associados aos registros arquivados de ocor r ncias monitoradas dentro destas op es A seguir abor daremos tr s aspectos importantes do sistema instala o dos monitores ou monitoradores de continuidade o algoritmo especialista e as telas gr ficas do programa A Monitores de interrup o e central de recep o Os monitores de interrup o s o similares aos utilizados no sistema Argos da Aneel por m de uso exclusivo do sistema da concession ria S o instalados na rede de baixa tens o do transformador ou no ramal de entrada do consumidor antes de sua chave geral da instala o interna conectado tamb m linha telef nica do consumidor mediante acordo entre as par tes usando n mero de telefone com a central de recep o tarifado no destino e quando ocorrer interrup o de energia neste ponto ou restaura o da mesma o monitor gera uma chamada para a central de supervis o do sistema repassando a Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 957 Ot
206. izado de baixa tens o Considerando se a frequ ncia de sintonia utiliza da no desenvolvimento do equipamento como sendo 288 Hz harm nica fracion ria de ordem 4 8 e a aplica o do mesmo junto ao circuito secund rio de um transformador de 45 kVA 220 Volts fase fase tem se como par metros fixos os seguintes valores e Pot ncia do capacitor 10 kVAr vide abaixo e Frequ ncia de sintonia 4 8 p u e Tens o nominal 220 Volts Considerando se o transformador de distribui o de 45 kVA com aproximadamente 90 de carregamento uti lizado no projeto em estudo tem se que a varia o entre a pot ncia reativa do capacitor a ser utilizado no filtro e o fator de pot ncia do circuito na frequ ncia fundamental obedece curva da figura 4 Pot ncia reativa kVAr 0 85 0 9 0 95 il Fator de Pot ncia FIGURA 4 Varia o do fator de pot ncia com a pot ncia do capacitor Pela an lise da figura pode se verificar que a m xima pot ncia capacitiva poss vel de se utilizar no filtro sem que o circuito secund rio torne se capacitivo de aproxi madamente 25 kVAr Em termos pr ticos considerou se como padr o um fator de pot ncia de 0 95 o que equivale a um capacitor de 10 kVAr para utiliza o junto a um trans formador de 45 kVA Um outro aspecto a ser considerado no desenvolvi mento do filtro de baixa tens o diz respeito ao indutor Nesse sentido optou se por indutores com n cleo de ferro devido
207. l A conserva o energ tica tornou se uma das prin cipais preocupa es do mundo moderno e portanto estru turas que operem com um m nimo de desperd cio de energia s o extremamente desej veis Isto significa projetar estrutu ras com elevad ssimo rendimento alto fator de pot ncia baixas taxas de distor o harm nica de corrente e tens o entre outras caracter sticas Entretanto os sistemas de dis tribui o est o atualmente cada vez mais sujeitos a cargas n o lineares representados principalmente por retificadores tanto monof sicos quanto trif sicos seguidos por filtros capacitivos Isto faz com que a corrente de carga drenada da rede apresente um elevado conte do harm nico acarretan Este projeto foi contratado pela concession ria COPEL Companhia Paranaense de Energia e desenvolvido no Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento LACTEC Curitiba PR do diversos problemas para a rede comercial de distribui o podendo se destacar 1 e A interfer ncia eletromagn tica provocada pode influir no correto funcionamento de cargas sens veis conectadas ao sistema e Distor o harm nica da tens o fornecida devido ca racter stica n o linear da corrente e Funcionamento inadequado de estruturas que utilizam a forma de onda de tens o de rede para refer ncias e sincronismo e O baixo fator de pot ncia e consequentemente a elevada energia reativa circulante exige um sobredimensionam
208. l trica Na poca do desenvolvimento do Frank algumas quest es n o foram totalmente abordadas pois n o fazi am parte dos objetivos do projeto Quando se transforma um sinal do ambiente anal gico para o digital v rias faci lidades se apresentam como a aplica o de f rmulas transformadoras para identifica o de fen menos Ao mes mo tempo surge uma s rie de compromissos que podem modificar os resultados taxa de amostragem n mero de bits utilizados estabilidade de sinal conforma o de si nal e os pr prios algoritmos de transforma o que no caso s o para as fun es RMS e Harm nicas que se n o adequadamente implementados e utilizando arredondamentos e truncamentos indiscriminadamente podem gerar valores diversos Hoje grupos est o realizando para a pr pria ANEEL e ONS trabalhos de avalia o de v rios medidores encon trados no mercado brasileiro sejam eles produtos nacio nais ou estrangeiros Discrep ncias nas medidas est o sen do encontradas como aconteceu na descri o da an lise supra mencionada EE II DESENVOLVIMENTO A primeira quest o que apareceu foi a seguinte por que se pensar at a 50 harm nica A resposta de espe cialistas foi que existe no mundo uma m quina que tra balha com 48 pulsos e duas com 36 Ou seja gasta se uma enormidade de capacidade computacional e hardware por causa desse g nesis onerando pro dutos Acrescenta se a isso as distor
209. l trica de at 4 kV especificado em norma para esta classe de instrumento Um importante recurso desse instrumento o rel gio calend rio de tempo real que permite a data o preci sa dos eventos registrados B O Sistema de Comunica o A solu o adotada para a comunica o entre o ins trumento e o computador e vice versa a linha telef nica discada Esta solu o j utilizada no setor el trico ao n vel dos sistemas de distribui o pela ANEEL para cole tar informa es sobre interrup o do fornecimento de ener gia aos consumidores uma solu o de custo relativa mente baixo e tamb m apresenta a vantagem do sistema de telefonia urbana ter uma alta capilaridade servindo por tanto ao prop sito de monitoramento das redes urbanas de distribui o de energia Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 955 Otan de Energia El trica C O Sistema de Software O sistema de software aqui desenvolvido contempla as aplica es ao n vel do instrumento e ao n vel do usu rio para a ger ncia da coleta de dados armazenamento em banco de dados e a recupera o desses dados como informa es formatadas convenientemente e apresentadas em relat rios Impressos e relat rios em terminal de v deo O software desenvolvido para o microcontrolador do instrumento executa a es de suporte para a comunica o com os barramentos e os dispositivos perif ricos e tamb m reali
210. m ticos sempre reco mendada do ponto de vista t cnico Por m em fun o do alto custo em certos locais a instala o de chaves fus veis religadoras uma alternativa vi vel FIGURA 7 Chave Fus vel Religadora C Utiliza o de Loadbuster O Loadbuster um equipamento leve e port til usa do para abertura em carga de chaves fus veis chaves seccionadoras unipolares tipos faca e chaves montadas em cabine blindada desde que tenham o gancho de engate para a adapta o do Loadbuster A utiliza o deste equipamento evita a ocorr ncia de arcos na abertura de chaves em carga e suas consegii nci as e elimina a necessidade de piscas para manobras FIGURA 8 Equipamento Loadbuster D Treinamento em T cnicas de Servi o com a Rede Energizada O estudo e pesquisa das ocorr ncias no sistema da CMS e a an lise dos procedimentos e m todos de traba lho identificou a necessidade de implanta o de t cnicas de servi o com a rede energizada Algumas das a es desenvolvidas foram e Instala o de Espa adores de PVC Foram realizados trei namentos em todas as empresas da CMS e Substitui o de postes da rede secund ria O Mackenzie apresentou CMS uma lista com 19 tipos de servi os em linha viva na rede de distribui o para escolha e de fini o do tipo de treinamento a ser fornecido Em fun o do grau de dificuldade foi escolhido o ser vi o troca de postes e definido o treinamento em Tr
211. ma linha telef ni ca dedicada Na outra ponta ou seja no COD da empresa os dados transmitidos pelos instrumentos s o recebidos via modem e armazenados em banco de dados no microcomputador para posterior recupera o e formata o dos relat rios operacionais A O Instrumento O instrumento baseado em hardware de microcontrolador RISC de 16 bits ao qual foram agrega dos diversos outros componentes formando placas de cir cuitos impressos que desempenham diversas fun es es pec ficas como Condicionamento do sinal de tens o nas fases A B C em rela o ao Neutro para a alimenta o do instrumento Placa de Modem para a comunica o do instrumento com o computador central e do computa dor para o instrumento Placa para o carregamento de bateria Placa de prote o do instrumento contra surtos de tens o na rede el trica FIGURA 2 Foto do instrumento de monitoramento Na figura 2 mostra se uma foto do instrumento com a tampa do inv lucro aberta podendo se ver as diversas placas que comp em o instrumento Como principais ca racter sticas desse instrumento pode se citar e O instrumento trif sico podendo ser instalado em ten s es fase neutro de 127 V 220 V A placa de condiciona mento de sinal adequa o n vel da tens o de entrada para o n vel de opera o do conversor anal gico digital A D e O microcontrolador utilizado arquitetura RISC de 16 bits adequado para a utiliza o em
212. medidas corretivas para minimiza o das perdas t cnicas aqui focalizadas s o vi veis ou n o II BREVE DESCRI O DO PROGRAMA HARMFLOW O programa HARMFLOYW foi desenvolvido para os estudos t picos de fluxo de carga em 60 Hz e de penetra o harm nica A metodologia desenvolvida neste programa para os c lculos nas frequ ncias harm nicas centrada na seguin te equa o J Y V 1 onde I vetor de correntes harm nicas injetadas nas bar ras pelas cargas n o lineares Y matriz admit ncia da rede para cada fregii ncia harm nica V vetor de tens es harm nicas Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 497 Otan de Energia El trica II 1 Estudos de penetra o harm nica a partir de medi es Com a obten o por medi o dos valores de correntes harm nicas em uma ou mais barras de um sistema forma se o vetor I da equa o 1 Em seguida calcula se para cada fregii ncia harm nica o vetor V da equa o matricial 1 II 2 Inclus o do c lculo de perdas joulicas A figura 1 representa simplificadamente um ramo entre duas barras 1 e jJ Barra i Barra Ls lh Rh FIGURA 1 Ramo entre duas barras Quando uma corrente Ih percorrer o ramo ij consti tu do de uma resist ncia Rh haver perdas joulicas que podem ser calculadas por 2 2 2 Pjan Rh Ih 2 em que Pj perda joulica no ramo ij devido corrente de
213. minares do DVR no ATP O objetivo das simula es foi verificar a atua o do Mini DVR na presen a de afundamentos ou eleva es da tens o que surgem no barramento de carga ap s a aplica o de curto circuito fase terra fase fase terra fase fase e trif sico em sistemas de 13 8 kV Inicialmente foram efetuadas as simula es de uma forma simplificada com o intuito de facilitar a representa o do sistema A principais simplifica es foram 8868 ANAIS DO II CITENEL 2003 Sistema de retifica o portanto os capacitores foram re presentados por fonte de tens o constante Sinal de refer ncia da tens o na carga VPOSZ repre sentado por 3 fontes senoidais equilibradas e de segii n cia positiva e amplitude constante O sistema opera em malha aberta sem as malhas mostra das no item F figura 2 Assim o sinal VDELT que no futuro corresponder ao sinal V corresponde na DVRref simula o ao sinal V da figura 2 PWMref I 1 Dados Utilizados Os dados utilizados para o Mini DVR foram aqueles definidos no item B anterior Os dados referentes ao siste ma encontram se na tabela 2 TABELA 2 Dados do sistema simulado Equivalente da gera o Linha a rea e Linha 1 V 13 8 kV r 0 268611 W km S 500 MVA l 5 02060 mH km X 1 01 mH c 0 0046 mF km Transformador 1 Transformador 2 V 13 8 13 8 kV V 13 8 0 23 kV S 30 MVA S 50 MVA Z 10 ZI 5 D Y Aterrado D Y Aterrado
214. mini DVR Dispositivo Restaurador da Tens o para recompor os tran sit rios moment neos de tens o evitando paradas indevidas de instala es industriais devido ocorr ncia de afundamen tos e eleva es moment neas de tens o durante os transit ri os do sistema el trico atuar como filtro ativo e compensar parte dos reativos do sistema el trico colaborando com a ma nuten o da estabilidade da tens o do sistema el trico S o apresentados resultados de simula es em diferentes condi es de opera o da rede el trica O programa de simula o utilizado o ATP Alternative Transients Program PALAVRAS CHAVE Restaura o da Tens o Filtro Ativo Compensa o de Reativos S U Ahn Gerente do Projeto trabalha na CPFL Companhia Piratininga de For a e Luz seun Qpiratininga net J A Jardini Coordenador do projeto Prof Dr Titular da Escola Polit cnica da Universidade de S o Paulo Departamento de Engenharia de Energia e Automa o El tricas da USP GAGTD jardini O pea usp br L Matakas Pesquisador trabalha no EPUSP PEA LEP Laborat rio de Eletr nica de Pot ncia matakas O pea usp br W Komatsu Pesquisador trabalha no EPUSP PEA LEP Laborat rio de Eletr nica de Pot ncia wilsonk Ousp br M Masuda Pesquisador trabalha no EPUSP PEA GAGTD Grupo de Automa o da Gera o Transmiss o e Distribui o de Energia masuda O pea usp br F A T
215. n control center In IEEE Porto Power Tech Porto PT 2001 U H Bezerra J N Garcez M N A Moscoso J A S Sena K T Souza R R Silva R S Lemos A A A Tupiassu J E Mesquita Sistema para o monitoramento da qualidade de energia el trica de um conjunto de consumidores em baixa tens o In CITNEL Con gresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica Bras lia DF 2001 R C Dugan M F Mcgranaghan H W Beaty Electrical Power Systems Quality McGraw Hill 1996 Borland C Builder 5 for Windows 2000 98 95 NT Developer s Guide New York 2000 Otan de Energia El trica Sistema de Supervis o da Tens o Secund ria de Transformadores de Distribui o U H Bezerra NESC UFPA J N Garcez NESC UFPA J C W A Costa NESC UFPA M N A Moscoso NESC UFPA J A S Sena NESC UFPA K T de Souza NESC UFPA R R da Silva NESC UFPA R J S Lemos NESC UFPA M A B Amora NESC UFPA M N Branche CEA e U Amaral CEA RESUMO O presente trabalho apresenta um sistema distribu do para a supervis o da tens o secund ria de transformadores de distri bui o que se constitui uma solu o integrada e de baixo custo que envolve a utiliza o de instrumentos microprocessados para a aquisi o das amostras dos sinais de tens o nas fases A B e C em rela o ao neutro o sistema de comunica o baseado em linha discada para a transmiss o dos dados coletados ao n vel dos transf
216. na rede de alta tens o no entanto ocor rem em ramais ou subramais Tamb m a maior parcela de consumidores de um alimentador urbano est o localizados nos ramais e subramais protegidos por chaves fus veis en contrando se nestes trechos muitos consumidores que re querem uma melhor qualidade de energia O uso de monitores de interrup es em consumidores on line com o COD j uma tecnologia consolidada 3 com expans o de seu uso pelas empresas em alguns locais do pa s n o sendo esta uma realidade para a rea piloto escolhida Este projeto contemplou a pesquisa de um m todo de monitora o da m dia tens o 13 8KV atrav s da baixa tens o 120V 220V utilizando um sistema de supervis o de interrup es com o correto posicionamento dos monitoradores no alimentador Contemplou tamb m a visualiza o em uma tela gr fica destas informa es o que implicou na defini o de um banco de dados que contives se o cadastro simplificado da rede de distribui o e dos monitoradores Os dados cadastrais das redes de distribui o envolvidas foram fornecidos pela empresa EE II DESENVOLVIMENTO O projeto compreende um sistema de cadastro dos monitores de interrup o instalados em consumidores de baixa tens o associados ao seu numero de telefone endere o e numero do transformador ao qual o circuito de baixa tens o que alimenta o consumidor pertence Dessa forma criado um link entre os dados geogr ficos do mon
217. ncessio n rias de distribui o vem investindo em suas redes de for ma a melhorar o seu desempenho perante os consumidores e rg os reguladores O grande problema priorizar o aten dimento desses investimentos em ordem decrescente de retorno Isto deve se realizar os Investimentos que maior retorno ofere a dentro de um valor or ament rio prede terminado A pr tica atual da COELBA no que diz respeito ao or amento e prioriza o de obras de melhoramentos na distribui o de energia el trica se d da seguinte forma As obras de melhoramentos em circuitos prim rios e secund rios s o parte integrante do plano 8 posi o de investimento 8 5 da COELBA que em seu mbito com porta obras a serem feitas pelos seguintes motivos e Queda de tens o superior a 9 e Carregamento excessivo de transformadores de distribui o e Indicadores de continuidade DEC e FEC superiores aos valores regulamentares e Fim de vida til de equipamento e Troca de condutores e ramais de servi o por manuten o preventiva e ou corretiva A grande maioria das obras de melhoramentos tem origem em projetos para resolver problemas de elevada queda de tens o normalmente em fun o de reclama es feitas por consumidores A prioriza o destas obras feita com base em cri t rio e sensibilidades pessoais dos engenheiros do setor buscando dar mais import ncias a obras de menor custo e maior retorno na expectativa de maximizar
218. ncia a monitora o cont nua da evolu o destes dist rbios que podem de modo geral causar diversos preju zos ao setor el trico Este traba lho apresenta um prot tipo de baixo custo para medi o con t nua dos harm nicos em alta tens o utilizando os TP s trans formadores de potencial atualmente empregados no sistema el trico e que em sua grande maioria interferem na medi o deste fen meno O prot tipo ser incorporado ao instrumento de medi o de qualidade de energia adotado pela Eletronorte o Alerta QE 12 13 PALAVRAS CHAVE Alerta QE Harm nicos Alta Tens o Transdutores Qualida de de Energia EE 1 INTRODU O Com o crescente aumento de instala es de equipa mentos que utilizam a tecnologia disponibilizada pela ele tr nica de pot ncia justifica se a import ncia cada vez maior que dada ao estudo de seu efeito na DHT 9 10 11 16 A utiliza o de equipamentos sofistica dos para realizar a medi o das distor es harm nicas tor na se ineficiente se o sistema de condicionamento n o apre sentar um comportamento linear na faixa de frequ ncia de interesse Este trabalho apresenta uma metodologia de medi o de harm nicos em alta pot ncia que possibilite o aproveitamento dos equipamentos existentes normalmen Agradecemos aos Colaboradores da CPA Eletronorte Centro de Comercializa o do Par pela disponibiliza o de equipamentos para testes relacionados ao Projeto
219. ndida em baixa tens o Isto significa que a concession ria de distribui o realiza os investimentos ne cess rios para que a energia el trica que chega a casa do consumidor j possa ser utilizada sem necessidade de ne nhum equipamento adicional entre a tomada e o eletrodom stico ou carga do consumidor Estes consumidores s o portanto conectados as re 906 ANAIS DO II CITENEL 2003 des de distribui o atrav s de circuitos elementares de bai xa tens o que possuem como refer ncia um equipamento transformador de tens o que possibilita a redu o dos n veis de tens o Ao longo dos anos devido a liga o de novos consumi dores crescimento dos requisitos dos consumidores j aten didos envelhecimento da rede de distribui o associado a uma redu o nos investimentos necess rios a qualidade do forne cimento foise reduzindo se conectando se mais consumido res do que permitia o bom desempenho do sistema No conjunto da reestrutura o do setor novas nor mas de qualidade foram sendo implantadas e apresen tam textos mais apropriados para incentivar o cumpri mento dos n veis de qualidade necess rios para a utili za o da energia pelo consumidor de forma satisfat ria Penalidades e incentivos foram adotadas pelo rg o re gulador congruente com as tend ncias regulat rias atu almente hegem nicas Diante de um grande passivo na qualidade do forneci mento de energia el trica aos consumidores as co
220. nimo aceit vel por norma isso poderia ser contornado com a introdu o de filtros sintonizados na fregii ncia dos harm nicos o que n o levado em conta neste trabalho EM VII REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS 1 Chu R F Avendano R H A direct method for identifying the optimal power factor correction in nonsinusoidal Systems IEEE Trans on Power Apparatus and Systems vol PAS 104 no 4 Apr 1985 pp 959 964 2 IEEE Task Force on Harmonics Modeling and Simulation Modeling and Simulation of the propagation of harmonics in electric power networks Parts I amp II IEEE Trans on Power Delivery vol 11 no 1 Jan 1996 pp 452 474 3 Emanuel A E On the assessment of harmonic pollution IEEE Trans on Delivery vol 10 no 3 jul 1995 pp 1693 1698 4 Pileggi D J Chandra N H Emanuel A E Prediction of harmonics voltages in distribution systems IEEE Trans on Power Apparatus and systems vol PAS 100 no 3 mar 1981 5 Ortmeyer T H Hiyama T Distribution system harmonic filter planning IEEE Trans on Power Delivery vol 11 no 4 oct 1996 pp 2005 2008 6 Arrillaga J Bradley D A Bodger P S Power Systems Harmonics John Wiley amp Sons NY 1985 7 Miller T J E Reactive Power Control in Electric Systems John Wiley amp Sons NY 1982 8 Bazaraa M S Shetty C M Nonlinear Programming Theory and Algorithms John Wiley amp Sons Atlanta 197
221. ns o para as distribuidoras exemplificado atrav s de exemplo PALAVRAS CHAVE Fluxo harm nico afundamentos de tens o modelagens perdas EM i INTRODU O O avan o tecnol gico das instala es el tricas ao mesmo tempo que proporciona benef cios tais como maior efici ncia e uso racional da energia el trica tem causado preocupa es com rela o s perdas devido circula o de correntes harm nicas pela rede Isso acontece porque muitas cargas el tricas industriais que utilizam as novas t cnicas de eletr nica de pot ncia apresentam caracter s ticas altamente n o lineares Isso proporciona um aumen to no valor eficaz verdadeiro das tens es e correntes ao longo dos circuitos de distribui o alterando consequentemente os fluxos de pot ncias ativas e reativas nos referidos circuitos Em um sistema no qual haja uma significativa parcela de correntes harm nicas haver consequentemente um acr scimo nas perdas joulicas nos componentes do siste ma tais como linhas de transmiss o e transformadores Desta forma a empresa distribuidora de energia poder estar sofrendo uma quantidade de perdas joulicas n o contabilizadas devido ao fluxo dessas correntes harm ni cas mesmo estando dentro das normas aceit veis de distor o harm nicas Impacto da Qualidade da Energia El trica em um ambiente de mercado desregulamentado Jos Rubens M Jr Jos Wilson Resende Milton Itsuo Samesima Davi B
222. nsivelmente reduzindo diretamente o FEC Co mo consegii ncia o DEC tamb m ser reduzido e ainda ocorre r uma diminui o na quantidade de solicita es de ressarci mento de danos em equipamentos el tricos de consumidores PALAVRAS CHAVE DEC Desempenho Distribui o FEC Qualidade EE i INTRODU O Este informe foi preparado a partir dos estudos e das pesquisas desenvolvidas no Projeto de P amp D Desenvolvi mento de Software M todos Processos e Tecnologias para a Redu o do FEC e do DEC que est sendo realizado pela Universidade Mackenzie para as empresas da CMS Energy O projeto de P amp D tem por objetivo desenvolver uma ferramenta metodologia e software para o gerenciamento da manuten o de sistemas de distribui o de energia el trica considerando os ndices de qualidade e de confiabilidade necess rios ao atendimento do mercado e tamb m a satisfa o e fideliza o do cliente J A Cipoli engenheiro eletricista EPUSP 69 atualmente professor e pesquisador da Universidade Mackenzie cipoli Olexxa com br B E M Ferreira engenheiro eletricista FEB 75 atualmente pesquisa dor da Universidade Mackenzie M A de Marco engenheiro eletricista EFEI 75 atualmente pesquisa dor da Universidade Mackenzie L P Pasqua t cnico eletricista atualmente pesquisador da Universida de Mackenzie C E Persinotti engenheiro eletricista EFEI atualmente engenheiro do Planejamento e
223. nsumidor por minuto e Tempo necess rio em minutos para retomada da produ o quando de paradas por varia es moment neas de ten s o e Perda de material em caso de paradas Como por exemplo uma industria que tenha um faturamento mensal de R 1 000 000 00 funcione em ho r rio comercial 40 horas semanais e leve 30 minutos para retomar a produ o normal quando de paradas por varia es moment neas de tens o ter uma perda de R 3 125 00 por interrup o ao qual deve se adicionar o custo do ma terial perdido com a parada do processo produtivo Caso esta mesma ind stria esteja conectada na SE Cam po Grande Assis Scaffa no qual no per odo de monitora o ocorreram 03 afundamentos moment neos de tens o fora do inv lucro da curva CBEMA em hor rio comercial o pre ju zo desta industria seria de R 9 375 00 no per odo Portanto a partir dos dados tabulados facilmente cal cula se o custo para o consumidor a partir das varia es moment neas de tens o a que esteve submetido Constitui o levantamento em uma base de dados a partir do qual pode se analisar a entrada de clientes especi ais no sistema ofertando informa es de VMT s que po dem influir em seu processo produtivo EE VI CONCLUS ES Uma campanha de medi es em 06 seis subesta es de distribui o do sistema Enersul distribu das geografica mente pelo estado de Mato Grosso do Sul foi realizada com o objetivo de conduzir investiga
224. nta se para um transformador escolhi do os mesmos resultados por m em forma de barra vertical dura o da interrup o e sobre a escala de tempo localiza se o in cio das interrup es Tamb m permitida a pesquisa dentro de um intervalo de tempo caracterizado por um instante inicial e o instante final no formato dd mm aaaa e hh mm ss Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 955 Otan de Energia El trica tem E TETO TIT 11 to E LT Pa RA AO 1 dk H 17T E TI Tr TER E l l EEI ri j TIS ttarrup e ai bame E T ess mar 8 A RETO TT TO ST UR SETTE TI Daia nho Dreis omo FIGURA 8 Apresenta o de resultados das interrup es de energia EE IV CONCLUS ES O sistema de monitoramento distribu do dos secun d rios dos transformadores de distribui o aqui apresenta do est implantado em projeto piloto na rede de distribui o metropolitana de Macap AP operada pela CEA Companhia de Eletricidade do Amap Foram selecionados 20 transformadores para a im planta o do projeto piloto que aconteceu durante a se gunda semana de Junho de 2002 Nesta fase inicial de avalia o do sistema de monitoramento foram observados alguns problemas com rela o falha de comunica o com alguns instrumentos cuja causa est o sendo analisadas pela equipe de desenvolvimento Tamb m algumas pequenas ins tabilidades verificadas com o sistema de soft
225. ntados visando aumentar os recursos de monitoramento dispon veis para os usu rios EM V REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS 1 U H Bezerra J N Garcez M N A Moscoso J A S Sena K T Souza R R Silva R S Lemos A A A Tupiassu J E Mes quita Desenvolvimento de prot tipo de um instrumento para monitoramento da qualidade de energia de uma concession ria de distribui o de energia el trica In I CITNEL Congresso de Ino va o Tecnol gica em Energia El trica Bras lia DF 2001 2 U H Castro R N C Alves M N A Moscoso J A S Sena K T Souza A G Castro Bezerra J N Garcez W J F Lima J H M Maciel A L S E M Amazonas A A A Tupiassu J E Mesquita Instrumento para monitoramento da qualidade da ener gia em rede de distribui o el trica In IV SBQEE Semin rio Brasileiro de Qualidade da Energia El trica Porto Alegre RS 2001 3 U H Bezerra J N Garcez W J F Lima J H M Maciel A L S Castro R N C Alves M N A Moscoso J A S Sena K T Souza A G Castro A A A Tupiassu J E Mesquita Power quality monitoring instgrument for energy distribution feeder In llth IMEKO TC 4 Symposium Trends in Electrical Measurement and Instrumentation Lisboa PT 2001 4 U H Bezera J N Garcez W J F Lima J H M Maciel A L S Castro R N C Alves M N A Moscoso J A S Sena K T Souza A G Castro A
226. o do tipo indutiva ou capacitvia Este sinal ent o utilizado em 4 para indi car o valor de tens o desejada O erro entre o valor de amplitude de tens o medida e o valor calculado como refer ncia utilizado por um controlador proporcional e integral para gerar um sinal de controle Este sinal de controle faz o ajuste da pot ncia reativa de compensa o sendo gerada pelo STATCOM de forma a resultar no valor de tens o desejado pela refer ncia Controle de Sincronismo Tens es medidas no sistema va Sinal de ot O sincronismo L gica de Inversores do disparo dos STATCOM inversores Controlador Proporcional To Integral Medidor de v amplitude de tens o ngulo de ajuste de defasagens Refer ncia de amplitude de tens o FIGURA 10 Controle de tens o do STATCOM VD Seletor de pot ncia Volt capacitiva ou indutiva v t Teoria de q 3 pot ncia Filtro 2 qf Seletor 1 1 instant nea Ordem Cap Ind Refer ncia de amplitude o de tens o Izamp riltiro 2A 12Amp Filtro Isamp gt Correntes medidas no sistema Medidor de amplitude de corrente FIGURA 1 C lculo da refer ncia de tens o para o controle Implementando este controle de tens o atrav s de um STATCOM de quasi 48 pulsos 3 10 11 e 50 MVA conectado ao ponto de entrada do ramal de distribui o indicado
227. o Brasileiro de Qualidade de Energia El trica VI SBQEE 2003 2 Neste tipo de aplica o o controle de pot ncia reativa para aumentar a capacidade de transmiss o de energia em uma linha de transmiss o substitu do pelo controle de pot ncia reativa para a corre o do fator de pot ncia ou da tens o A primeira aplica o tem por objetivo a melhoria da efici ncia do sistema e a segunda a melhoria da qualidade da tens o As vantagens do uso do STATCOM em sistemas de trans miss o s o conhecidas por m necess ria a verifica o do uso deste equipamento em redes de sub transmiss o e distribui o de energia el trica ou mesmo o seu uso para consumidores ou grupos de consumidores espec ficos Medi es de Correntes Sistema ca Transformador de Acoplamento Estrutura Magn ticade Redu o de E Harm nicos Controle do Sinais de Controle FIGURA 1 Diagrama em blocos simplificado do STATCOM partes b sicas E II O STATCOM A Princ pio de Opera o do STATCOM O princ pio de funcionamento do STATCOM pode ser descrito atrav s do diagrama mostrado na Figura 2 o qual uma simplifica o do STATCOM e do sistema el trico 3 No esquema simplificado mostrado na Figura 2 o sistema el trico e o STATCOM s o representados respectivamen te pelas fontes de tens o VS e Vi A fon te de tens o Vi foi representada sem os componentes har m nico
228. o Jardini nasceu em 27 de mar o de 1941 formado em Engenharia El trica pela Escola Polit cnica da USP EPUSP em 1963 Mestre em 1970 Doutor em 1973 Livre Docente Prof Associado em 1991 e Professor Titular em 1999 todos pela EPUSP Departamento de engenharia de Energia e Automa o El tricas PEA Trabalhou de 1964 a 91 na Themag Eng Ltda atuando na rea de estudos de sistemas de pot ncia projetos de linhas e automa o Atualmente professor da es cola Polit cnica da USP do Departamento de Engenharia de Energia e Automa o El tricas onde leciona disciplinas de Automa o da Gera o Transmiss o e Distribui o de Ener gia El trica Foi representante do Brasil no SC38 da CIGRE membro da CIGRE Fellow Member do IEEE e Distinguished Lecturer do IAS IEEE Mario Masuda nascido a 25 de junho de 1948 em Tup S o Pau lo Brasil Formado em Engenharia El trica pela Escola Poli t cnica da Universidade de S o Paulo EPUSP em 1973 Tra balhou de 1973 a 91 na Themag Eng Ltda atuando na rea de estudos de sistemas de pot ncia e estudos e projetos de linhas Trabalhou de 1991 a 1997 como aut nomo executando proje tos supervistonando e ministrando curso de instala o de ca bos de fibras pticas em Linhas de Transmiss o OPGW De 1997 a 2002 trabalhou na Furukawa Empreendimentos e Cons tru es Ltda em projetos supervis o e instala o de cabos de fibras pticas em linhas de transmiss o OPGW Atualmen
229. o Ramo LC ngulo Graus E aat ais o 0 50 100 150 200 250 Ordem Harm nica x E 01 FIGURA 6 M dulo a e ngulo b da imped ncia do ramo LC em fun o da frequ ncia Para simplifica o e possibilidade de simula o de v rias especifica es de filtros foi desenvolvido um software para o dimensionamento dos equipamen tos O referido software foi desenvolvido em ambien te MatLAB EH V AN LISE DOS RESULTADOS DAS MEDI ES As tabelas 2 e 3 mostram os valores calculados para os par metros dos filtros TABELA 2 POTENCIAS E CORRENTES DOS FILTROS PROJETADOS Pot ncia do Pot ncia do Pot ncia Corrente Transformador Capacitor Fundamental A Reativa Final kVA kVAr kVAr 20 55 7 83 10 43 13 02 15 61 27 38 34 18 40 96 TABELA 3 PARAMETROS FINAIS DOS FILTROS Resist ncia Capacit ncia Indut ncia 2 mF mH 411 04 742 97 Ap s a montagem dos 8 filtros os mesmos foram ins talados no lado de baixa tens o dos 8 transformadores do alimentador CGM 04 SE Miguel Couto na cidade de Campo Grande MS Neste artigo ser o apresentados e comentados os re sultados para dois filtros de pot ncia de 12 5 KVAr insta lado junto a dois transformadores de 75 KVA A Transformador 1 Opera o normal A figura 7 mostra o comportamento da Distor o Har m nica Total DHT da tens o na fase A no secund rio deste transformador O per
230. o capacitor de duas maneiras diferentes dependendo da posi o da frequ ncia de sintonia do ramo LC Estas duas maneiras s o as seguintes e sintonizando o ramo LC em frequ ncias fracion rias fora das linhas do espectro harm nico e sintonizando do ramo LC em uma frequ ncia m ltipla inteira da fundamental para a qual se deseja filtrar as cor rentes harm nicas F f n EE E Dir LER na FIGURA 3 Diagrama trifilar simplificado do filtro passivo sintonizado de baixa tens o Para a sintoniza o em frequ ncias fracion rias a se le o de L tal que o ramo LC se comporta indutivamente para as frequ ncias harm nicas superiores frequ ncia de sintonia Dessa forma por exemplo para um filtro sintoni zado em uma ordem harm nica de 4 8 288 Hz conside rando se frequ ncias iguais ou superiores 5 harm nica o sistema perceber apenas um reator conectado ao cir culto n o existindo desse modo nenhum risco de ocor r ncia de resson ncias paralelas nessa faixa de frequ ncias A utiliza o desta forma de sintoniza o do ramo LC oferece duas vantagens a saber e elimina o perigo de resson ncias paralelas entre os capacitores e o equivalente do sistema para correntes com frequ ncias superiores frequ ncia de sintonia e elimina correlativamente as altas distor es da tens o da rede sem entretanto reduzir as mesmas a um valor es pecificado Considerando se agora
231. o do valor RMS medido pelo instrumento Quando o valor de tens o supera o limite superior o instrumento passa a registrar os valores de tens o RMS at que esta tens o volte ao seu valor considerado normal De forma an loga quando a tens o inferior ao limite es tabelecido o instrumento passa a registrar os valores RMS 2 Oscila es Considerando que para um caso idealizado a forma de onda em uma das fases pode ser representada pela equa o 1 A derivada da express o 1 dada por 2 Portanto o maior valor que o m dulo da derivada de 1 pode assumir dado pela express o 3 Desta forma se a derivada do sinal adquirido superar de um dado valor ao valor dado pela equa o 3 ent o se pode considerar que houve uma descontinuidade que pode caracterizar uma oscila o ou um evento impulsivo caso a taxa de amostragem for muito alta B O Instrumento O instrumento desenvolvido trif sico e monitora as tens es nas fases A B e C Utiliza uma configura o base ada em dois micro controladores para a aquisi o do sinal de tens o Como os fen menos monitorados possuem ca racter sticas diferentes um micro controlador monitora os fen menos transit rios oscilat rios de baixa frequ ncia de at 5 kHz enquanto que o outro micro controlador super visiona outros tipos de fen menos ou sejam aqueles que alteram momentaneamente os valores RMS das tens es afundamentos e eleva es de tens
232. o dos fen menos e para a ger ncia da base de dados e o sistema de comunica o os quais formam de modo integra do o sistema de monitoramento aqui proposto PALAVRAS CHAVE Monitoramento de tens o Qualidade de energia Varia es de Tens o de Curta Dura o Transit rios oscilat rios Siste mas de distribui o EE 1 INTRODU O As perturba es que provocam varia es no compor ta mento da onda de tens o alterando momentaneamente seu valor RMS e ou a sua freqi ncia s o motivos de grande preocupa o por parte das concession rias de energia el tri ca devido aos problemas que isso pode acarretar para a seguran a da opera o e para a qualidade de energia supri da Este assunto tem assumido consider vel import ncia nos ltimos anos em fun o da crescente utiliza o de pro cessos industriais de alta tecnologia com grande sensibili dade s varia es de tens o o que tem provocado um cres cimento do n mero de interrup es nesses processos prin cipalmente naqueles que utilizam equipamentos sens veis aos afundamentos da tens o como os CLP s Controladores L gicos Program veis e os ASD s Adjustable Speed Drivers 6 As consegii ncias naturais desse fato s o os trans tornos e preju zos econ micos impostos aos consu midores e o crescente n mero de reclama es que as concession rias vem recebendo devido s ocorr nci as dessa natureza Estima se que 87 das falhas no su
233. o prot tipo Finalmente decidiu se Instalar o prot tipo na Univer sidade de Taubat um cliente da EDP Bandeirante que devido a seus laborat rios pode gerar os harm nicos ne Otan de Energia El trica cess rios a realiza o de qualquer tipo de teste e que teria todas as condi es para instalar e monitorar o equipamen to Clientes industriais j foram estudados e poder o ser alvo futuro da instala o do prot tipo Trim CH E Corrente na Fase A a Corrente de Compensa o Trim DA Hi ANININ a AAA E 5 y i 0 ra Corrente de b Compensa o FIGURA 10 Resultado de um Testes de Laborat rio para Elimina o de Harm nicos corrente da fase A e a corrente de compensa o 884 ANAIS DO II CITENEL 2003 A Figura 10 mostra o resultado de um dos testes laboratoriais onde se podia produzir uma distor o har m nica controlada e bastante grande quando comparada a existente na pr tica A Figura 10 a apresenta a corrente na fase A da car ga sem a opera o do prot tipo enquanto a Figura 10 b mostra a corrente na fase A com a inclus o da corrente de compensa o gerado pelo equipamento desenvolvido EM VII CONCLUS ES A modifica o realizada no m todo 1d 1q traz as seguin tes vantagens decorrentes da elimina o dos filtros convenci onais redu o do transit rio no pior caso para 1 3 de ciclo simplicidade de implementa o e diminu
234. o que deve ser configu rado a quantidades de harm nicas monitoradas onde foi estipulado como m ximo a 51a harm nica baseado na taxa de amostragem configurada na placa de aquisi o Outra informa o que deve ser configurada a fregii ncia com que as Informa es s o gravadas em banco de dados e em arquivo Abaixo s o mostrados gr ficos montados a partir de um arquivo de excel 114 9 114 85 114 8 Amplitude 114 75 114 7 114 65 SD ODDS DAMN MARS P PEPP DM MMS DP DMD DD DDD DDD SL Hora Figura 10 Amplitude da Harm nica Fundamental offset 0 0 A Figura 10 mostra o comportamento da harm nica fundamental para uma monitora o feita no dia 06 05 2003 de 09 20hs a 09 50hs na SE Guam da Eletronorte em Bel m Par na Barra 1 de 230kV A Figura 10 mostras da segunda at a d cima harm nica a separa o foi necess ria para poder utilizar escalas diferentes e poder mostrar melhor o comportamento de cada harm nica Amplitude das Harm nicas offset 0 0 PR 0 025 D am ric 0 020 em amina 0 015 em ros 0 01 0 em mins 0 005 em mir 0 000 CD iam ric O DO DMD MAO aids SS SS LS SS LES o ora Figura 11 Amplitude da Harm nica Fundamental offset 0 0 Por motivos visuais apresentado no gr fico da Figu ra 11 os harm nicos at a d cima ordem no entanto a monitora o feita at a 50a harm nica A Figura 12 mostra os val
235. o s lido em sistemas el tricos de pot ncia para conver s o de frequ ncia pot ncia e controle surgiram alguns problemas dentre os quais o principal o aparecimento de tens es e correntes harm nicas Uma das consegii nci as o baixo fator de pot ncia Esse problema pode ser contornado atrav s da instala o de filtros passivos ou ativos Em se tratando de instalar um filtro passivo no sis tema o problema consiste em dimensionar o filtro Para se fazer a corre o do fator de pot ncia e obter a solu o mais adequada necess rio levar em considera o que o sistema possua tens o n o senoidal Atrav s de um m todo matem tico encontra se o capacitor timo O objetivo deste trabalho apresentar uma t cnica de c lculo denominado Forma Direta e mostrar uma aplica o com o software desenvolvido a partir dela Para se resolver o problema de otimiza o se faz ne cess rio o conhecimento de m todos matem ticos que pos sibilitem a localiza o do ponto timo m ximo ou m nimo Este trabalho foi financiado pelo Programa de Pesquisa amp Desenvolvimen to da COSERN dentro do Projeto de Transit rios Eletromagn ticos em Redes de Distribui o de Energia El trica com nfase em Qualidade da Energia El trica em conv nio com os Departamentos de Engenharia El trica e de Engenharia de Computa o e Automa o da Universidade Federal do Rio Grande do Norte J T Oliveira professor adjunto do
236. o ser o tratadas como liga es individuais Esta vari vel foi inserida para compensar poss veis diferen as de tempo que podem ocorrer em liga es telef nicas fun o do numero de linhas dispon veis aos monitores ou fluxo lo cal da telef nica Esta diferen a de tempo tem um valor default por m com acesso ao usu rio para ajustar melhor este valor para as caracter sticas de sua rea 936 ANAIS DO II CITENEL 2003 O Algoritmo considera tamb m tr s n veis de ocorr n cia as de consumidor especial onde apenas o ramal de um consumidor ficou sem energia Rs ramal de servi o as de transformador Rd rede onde o transformador e a rede secund ria est o sem energia monitor ligado rede poden do ter mais de um monitor no mesmo transformador e as de trecho sem energia quando dois monitores ou mais monitores de transformadores distintos mas pertencentes a um trecho comum desligam ao mesmo tempo Um evento de queda de energia informada por um monitor sempre entra como falta de energia no monitor n vel b sico e pode passar a outra categoria transformador e trecho da ocorr ncia que est envolvido se existem mais monitores no trecho que reportam queda e ou dependendo da temporiza o do evento de acordo com a vari vel dife ren a de tempo descrita acima C Tarefa b sica do algoritmo especialista Esta Tarefa recebe uma indica o do servidor de banco de dados da chegada de um evento e verifica se
237. o uso do recurso dispon vel Este procedimento n o leva a uma tomada de decis o de forma racional j que n o s o levados em considera o os diversos fatores que podem ser conhecidos EE IV A METODOLOGIA A metodologia proposta prev duas grandes etapas a simula o dos fluxos de pot ncia dos circuitos da rede se cund ria e a prioriza o dos diversos melhoramentos nas redes secundaria com a libera o das verbas A seguir se r o detalhadas cada uma destas etapas A figura 1 apresenta um resumo da metodologia utili zada A Simula o a opera o da rede Secund ria A primeira parte da metodologia visa simular a ope ra o da rede secund ria Nesta parte da metodologia s o analisados os aspectos relacionados com o fluxo de pot ncia da rede secund ria Utilizando o software ser desenhada e detalhada a rede objeto do melhoramento Neste desenho dever conter e Dados do transformador Pot ncia nominal perdas no cobre e no ferro queda de tens o percentual e Dados dos consumidores Faturamento dos consumi dores nos ltimos tr s meses tipo do consumidor resi dencial industrial comercial Poste e n mero de fa ses em que o consumidor esta ligado e Dados de trecho Deve conter tipo do condutor dis t ncia do trecho Para cada rede ser carregada no software a medi o do transformador corrente tens o e fator de pot ncia e as caracter sticas dos consumidores ligados em cada
238. o valor de capacit ncia de 5 F ligados em estrela aterrada Este banco fixo corresponde a uma pot ncia de compensa o de 611 kvar Tamb m s o utilizados dois bancos de capacitores chaveados Cada banco composto por capacitores totalizando 150 F em cada fase e representando no total 18 32 Mvar de pot ncia reativa A Simula o do Sistema Exemplo O sistema apresentado foi implementado no progra ma de transit rios eletromagn ticos ATP EMTP 6 Os resultados mostrados a seguir foram considerando as varia es de pot ncia nas cargas 1 e 2 e o chaveamento dos bancos de capacitores visando a corre o do fator de pot ncia nas cargas Alguns pontos de medi o mostrados na Figura 7 foram destacados no esquema do ramal de distri bui o para auxiliar a discuss o dos resultados Nos resultados mostrados na Figura 8 verifica se que para os Instantes de m xima carga a tens o ao longo do ra mal de distribui o encontra se abaixo do valor m nimo de sejados 0 95 p u No entanto o resultado mostrado na Figura 9 mostra que o chaveamento dos bancos de capaci tores controla o fator de pot ncia nas cargas 1 e 2 manten do o valor de fator de pot ncia acima do limite de 0 92 Nos resultados apresentados verifica se que o siste ma exemplo possui problemas de afundamento de tens o durante as condi es de picos de demanda de pot ncia nas cargas 1 e 2 E nestes sistema a corre o de fator de po t ncia eficaz p
239. oca de postes em tangente utilizando poste novo no alinha mento do velho com rede secund ria e prim ria E Procedimentos de Controle de Desempenho de Materiais e Equipamentos O estudo e pesquisa das ocorr ncias no sistema da CMS e a an lise dos procedimentos e m todos de traba lho identificou a necessidade de otimizar a metodologia de controle do desempenho de materiais e equipamentos em fun o das informa es recebidas do campo Com este objetivo foi implantado o relat rio RIME RE LAT RIO DE IRREGULARIDADES EM MATERIAIS E EQUIPAMENTOS DE DISTRIBUI O conforme descrito a seguir 1 FINALIDADE O presente procedimento tem por objetivo sistemati zar a obten o de informa es relativas ao desempenho insatisfat rio de materiais e equipamentos de distribui o 2 MBITO DE APLICA O 2 1 Eletricistas 2 2 Pessoal de Almoxarifado 2 3 Empreiteiros 2 4 T cnicos 2 5 Engenheiros 2 6 Departamento de Engenharia 3 CONCEITOS B SICOS 3 1 Relat rio de Irregularidades em Materiais e Equipa mentos de Distribui o RIME Formul rio destinado a transmitir informa es sobre o material ou equipamento que apresentar falha que impe a sua instala o ou se estiver instalado obrigue sua retirada 3 2 Emitente do RIME Toda e qualquer pessoa ou rea da Empresa em qualquer n vel que de forma direta ou indire ta lide manuseie instale conserve etc materiais e equipa mentos utiliza
240. odem ser calculados de acordo com a equa o 1 e 2 A figura 10 mostra um defeito no trecho 1 do alimentador Al 07 DEFEITO CH NF SE CGB DJ CGB 07 Trecho 2 Trecho 1 CH NA DJ CGB 05 CH NF FIGUKA 1v cenario 1 Upera o com cnave jaca ppg E ca N mero total consumidores _ N mero consumidores afetados N mero interrup es 2 RE N mero total consumidores onde DEC Dura o M dia Equivalente de Interrup o por Consumidor FEC Frequ ncia M dia Equivalente de interrup o por Consumidor Neste cen rio no c lculo do DEC e FEC deve ser considerado duas partes e O alimentador completo at a isola o do defeito e e Metade do alimentador ap s isolado o defeito Assim 4140 0 5 4140 DEL qrrechol Trecho 2 0 5 hora 3 1359 1 5 0 49 hora 4 4140 DEC trecho 1 Portanto o DEC total ser DEC 0 5 0 49 5 DEC 0 99 hora 6 E o FEC total ser zelig 7 B Cen rio 2 Opera o de Redes de Distribui o com Religadores Defeito no Alimentador 07 Considerando um defeito no trecho 1 do alimentador Al 07 mas agora a opera o com religadores e a l gica de recomposi o em opera o como mostra a figura 11 SE CGB DEFEITO DJ CGB 07 RL 5652 Trecho 1 Trecho 2 RL 8773 NA DJ CGB 05 RL 7275 FIGURA 11 Cen rio 2 Opera o com chave religadores Neste cen rio o tempo de manobras para localiza
241. odo de observa o de interes se entre 15h e 16h A DHT de tens o estava em torno de 2 5 quando s 15h43m o filtro foi energizado A partir deste instante a DHT caiu para um valor m dio de 2 EN ER GFIL Phase A Voltage Tad TENA August23 2002 att4 31 02 Local Max2 716 Min 2 122 14 00 15 00 A 17 00 18 00 Ime Electro te k FIGURA 7 Comportamento da DHT de tens o antes e durante a energiza o do filtro A efici ncia do filtro pode ser melhor observada pela figura 8 a qual ilustra o comportamento da Distor o Har m nica Individual DHI para a tens o harm nica de or dem 5 para a qual o filtro est sintonizado Com a energiza o do filtro a DHI caiu de 1 75 para 0 75 A DHT de tens o poderia ter sido reduzida ainda mais caso o filtro tivesse uma pot ncia fundamental maior do que o valor de 12 5 KVAr De uma maneira geral esta foi a principal observa o negativa deste projeto os filtros n o tiveram uma efici ncia maior justamente porque suas po t ncias eram baixas Vale ressaltar que na fase de projeto dos filtros houve sempre a preocupa o em n o instalar capacitores de pot ncia muito alta pois isso poderia cau sar sobretens es durante as madrugadas ENERGFIL Phase A Voltage Ha Trend August23 2002at14 31 02 Local Maxt 532 14 d Min 0197 12 E 08 06 04 02 0 14 00 15 00 16 00 17 00 18 00
242. ompensates power factor and unbalanced loads IEEE Trans Ind Elect vol 42 pp 636 641 1995 5 Soares V Verdelho P and Marques G D An instantaneous active and reactive current component method for active filters IEEE Trans On Power Electron vol 15 pp 660 669 2000 6 Best R E Phase Locked Loops Theory Design and Applications McGraw Hill Book USA 1984 7 Kaura V Blasko V Operation of a phase locked loop system under distorted utility conditions IEEE Trans Ind Appl vol 33 pp 58 63 1997 Dispositivo Restaurador da Tens o com Fun es de Compensa o de Reativos e Filtro Ativo de Harm nicos S U Ahn CPFL L Matakas J A Jardini W Komatsu M Masuda F A T Silva M Galassi USP J Camargo E R Zanetti F O Martinz Expertise Engenharia RESUMO O desenvolvimento da engenharia el trica tem proporcionado o uso cada vez mais intenso de equipamentos com maior efi ci ncia mas que muitas vezes causam distor es das formas de ondas da corrente e da tens o na rede el trica e tamb m s o sens veis flutua es desta mesma rede Os filtros ativos cons tituem uma op o tecnol gica vi vel na mitiga o destas distor es e tamb m para estas flutua es Visando a melhoria da qualidade de energia e o desenvolvi mento de tecnologias de mitiga o das distor es este traba lho prop e se a simular e desenvolver prot tipos do
243. omposi o de filtros harm nicos passi vos Este processo se baseia t o somente nos conceitos de resson ncia s rie A resson ncia s rie uma condi o na qual um cir culto contendo pelo menos um capacitor e um indutor apre sentar uma imped ncia de entrada puramente resistiva Aplicando se este conceito ao circuito ressonante s rie do equipamento cuja imped ncia complexa dada pela equa o 1 observa se que com a varia o da frequ ncia so bre o ramo LC existir um valor de frequ ncia f em que esta imped ncia ser puramente resistiva Z 0 R j X X 1 Considerando se a frequ ncia de sintonia utilizada no desenvolvimento do equipamento como sendo 288 Hz har m nica fracion ria de ordem 4 8 e a aplica o do mesmo Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 647 Otan de Energia El trica junto ao circuito secund rio de um transformador de 45 kVA 220 Volts fase fase tem se como par metros fi xos os seguintes valores e Pot ncia do capacitor 10 kVA e Frequ ncia de sintonia 4 8 p u e Tens o nominal 220 Volts O processo de sintonia do filtro simplesmente o c l culo da frequ ncia para resson ncia s rie entre o capacitor e o indutor do ramo LC A vari vel fixa no caso a capacit ncia do capacitor que n o deve ser superior po t ncia reativa m nima requerida pelo transformador de dis tribui o ao longo do dia Ap s an lises e medi es do c
244. onsiderando se inicialmente o filtro ligado e em seguida o filtro desligado Pela an lise das figuras 14 15 e 16 observa se que a tens o de 5 harm nica ap s a liga o do filtro manteve se na grande maioria do tempo com valores oscilando em torno de 1 0 tendo apresentado em m dia uma redu o de 49 2 na fase A 48 5 na fase B e 59 2 na fase C em rela o aos valores de tens o de 5 harm nica monitorados com o filtro desligado e cs ca y l i T heka te Hh la a mm E 44 E ei liiga Teraa de 3 hormbnico 6 j P fa e LE Ss E EEE E CS E Hpi B area E ES CEE Fr 5 M mm E arra Tara de E bardo Petas o Leo o A Ir is 8a Ts EEE me rem me ume m m mas e i Ea CE i amis p pi Tiga Tiki de TT harra E i eE i com ol ei E Tia EE ms e Eana mm Haario FIGURA 16 Tens o de 5 harm nica na fase C 24 horas As figuras 17 a e 17 b apresentam os histogramas da tens o de 5 harm nica considerando se 7 sete dias de monitora o para o filtro desligado e outros 7 sete dias de monitora o para o filtro ligado respectivamente E Hami FAME E P iimis FS dd d o Deenik bin Cocanha tirada bk E ph dm anda lis E inira T Heira MEE Sirris FARO lis um mada Limi r h F E n E mm Bu e i ma E
245. onsumidor Os correspondentes valores para a m dia di ria das perdas joulicas ao longo de toda a rede para cada ordem harm nica est o ilustradas na figura 5 O valor total des sas perdas da ordem de 1 62 kW PERDAS HARM NICAS PROVOCADAS POR UM CONSUMIDOR 14 Perdas Harm nicas kW 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Ordem Harm nica FIGURA 5 Perdas joulicas por harm nicas em todo o sistema devido a um grande consumidor J a m dia das perdas joulicas totais devido a esse consumidor ao longo de 24 horas considerando quatro tipos de cargas leve das 00 00 s 07 00 m dia 1 das 07 00 s 18 00 pesada das 18 s 21 00 e m dia 2 das 21 00 s 24 00 s o ilustradas na Figura 6 PERDAS POR PER ODO 300 2194 DP erdas Harm nicas kW fa Carga leve 00 00 Carga M dia 1 07 00 07 00 18 00 Carga Pesada 18 00 21 00 Carga M dia 2 21 00 00 00 mos a q a as 2 FIGURA 6 Perdas joulicas provocadas por um consumidor m dia di ria Pode ser observado na figura 6 que o per odo de mai or perdas joulicas devido a circula o de correntes harm nicas injetadas pelo referido consumidor foi o de carga m dia 2 das 21 00 s 24 00 No per odo de carga pesada pode se constatar uma das menores perdas e isto se deve ao fato de que neste intervalo de tempo este consumidor realiza uma diminui o de sua demanda
246. or m a varia o em valores discretos dos bancos de capacitores provoca perturba es ao longo do ramal de distribui o podendo afetar cargas sens veis dis tribu das ao longo deste opa Fm EE FIGURA 7 Pontos de medi o no sistema eia E E TA FIGURA 9 Fator de pot ncia nas cargas 1 e 2 medidos nos pontos Lle L2 IV APLICA O DO STATCOM PARA O CONTROLE DE TENS O A O controle de tens o O esquema do controle de tens o proposto mostra do na Figura 10 Neste esquema o valor de amplitude de tens o calculado atrav s do valor coletivo de tens o v Amp 7 calculado por II Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 659 oaia de Energia El trica 2 VzAmp fepe 3 e este valor comparado com uma refer ncia V calculada atrav s de x V al V 4 onde a taxa de regula o e Vo o valor de refe r ncia nominal de tens o sendo estes calculados por o Vi E Vmi 5 l ias l capias i o Vain L indMax V Max d tapas Vo 6 I IndMax I CapMax a partir dos valores de tens o m ximo VMax e m nimo VMin permitidos na regula o e os valores dispon veis dos m ximos de corrente indutiva e capacitiva IIndMax e ICapMax No c lculo da refer ncia de tens o mostrado na Fi gura 11 a pot ncia imagin ria instant nea 8 9 faz a re la o da pot ncia reativa com a corrente de compensa o determinado se a compensa
247. or fase e por trecho em cada poste da rede para cada intervalo da medi o e As perdas t cnicas em cada trecho entre dois postes da rede por fase para cada intervalo da medi o e As perdas t cnicas nos outros elementos da rede secun d ria transformador ramais de liga o e medidores e O carregamento em cada fase de cada trecho da rede para cada intervalo da medi o Estes dados s o utilizados para mensurar o custo es timado de manter esta rede operando sem o melhoramen to ao longo do ano Este custo determinado por Custo da energia n o distribu da custo de perdas t cnicas custo do desvio de tens o custo de perda de vida til Al m disso s o apresentadas uma s rie de sugest es para realiza o do melhoramento da rede de distribui o em fun o dos resultados encontrados na simula o el trica do sis tema Por exemplo se o fluxo de pot ncia indica que o carre gamento dos condutores foi extrapolado em algum trecho da rede o software sugere a troca de condutores A rede original ent o copiada para uma tela de altera es A nova rede mant m em cada poste os consumidores com as curvas de carga obtidas ap s a converg ncia Na rea de altera es poss vel alterar a rede original dividin do a em outras redes relocando ou mudando o transforma dor recondutorando a rede toda ou parte da rede Enfim poss vel simular as v rias sugest es para o melhoramento al m de outra
248. orat rio bem como na ind stria 3 Etapa Desenvolvimento de um dispositivo com fun es de Compensa o de Reativos Filtro ativo e Res taurador Din mico da Tens o Mini DVR 03 para apli ca o em Sistemas de Pot ncia Industriais Nesta etapa ser constru do um dispositivo que ser o mais completo que os desenvolvidos nas etapas anterio res e ter fun es de restaurar a tens o tamb m para os equipamentos de pot ncia filtrar ativamente os harm ni cos e compensar parte do reativo da carga relacionada a sua atua o Este prot tipo ser avaliado e testado em la borat rio bem como na ind stria EM II SITUA O ATUAL DO PROJETO O projeto encontra se no seu primeiro ano e at o presente momento foram cumpridas as tarefas cujos resul tados encontram se apresentados nos itens a seguir 886 ANAIS DO II CITENEL 2003 A Topologia do DVR O diagrama unifilar do DVR da 1 Etapa mostrado na Figura 1 O conversor DC AC ser constitu do de 3 inversores monof sicos com 4 IGBT s filtro LC e transformador monof sico de inje o Esta montagem permite que se tra balhe com inje o de seqii ncia zero de tens o A possibilidade de uso de inversor trif sico 6 chaves 3 fios de sa da e um inversor trif sico 6 chaves e 4 fios de sa da ser invetigada nas etapas posteriores do trabalho BYPASS EST TICA 3 TP s cl 3 TP s 3g br 3 TC s O uu
249. ores do percentual da distor o harm nica total da SE Guam barra 1 0 060 0 050 o O E m PICO ik R1 S Amplitude o o O o Q N e 0 010 0 000 09 20 09 23 09 26 09 29 09 32 09 35 09 38 09 41 09 44 09 47 09 50 Hora Figura 12 da Distor o Harm nica Total Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 677 oaia de Energia El trica EM II CONCLUS O Por motivos alheios aos pesquisadores este trabalho ainda n o foi conclu do faltando que sejam incorporados m dulos adicionais no Programa de Monitora o de Har m nicos previstos para o final de outubro de 2003 No entanto no ponto onde se encontra o projeto foi observa do a viabilidade da implanta o do instrumento em cam po sendo ressaltado os cuidados que se deve ter ao insta lar um sistema de monitora o desta natureza no que diz respeito ao sistema de condicionamento de sinais 8 8 ANAIS DO II CITENEL 2003 EM IV REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS Peri dicos 1 Bitter Rick LabView Advanced Programing Techniques 2001 2 Mensurements Manual National Instrument Labview 2000 3 User Manual labview National Instrument 1998 4 Aplication Notes http www ni com 5 SQL Tookit for G Refer nce Manual National Instrument 1997 6 Maymire Ricardo Aprenda SQL em 21 dias Microsoft SQL Server 7 0 Ed Campos 1999 7 Bronzeado H S Ramos A
250. ormadores para um computador central no Centro de Opera o da Distribui o COD e o sistema de software para a comunica o armazenamento e recupera o de informa es sobre a qualidade da energia nos pontos monitorados Este sistema envolve uma concep o mais moderna de supervis o da rede de distribui o secund ria e est implantado em projeto piloto na rede de distribui o me tropolitana da cidade de Macap operada pela distribuidora CEA Companhia de Eletricidade do Amap Pretende se neste trabalho apresentar a descri o desse sistema abordan do as suas principais caracter sticas Tamb m ser o apresen tados alguns resultados obtidos com a opera o experimental desse sistema em projeto piloto PALAVRAS CHAVE Monitoramento de tens o Qualidade de energia Sistemas de distribui o C lculo de ndices de qualidade EM 1 INTRODU O A CEA Companhia de Eletricidade do Amap em parceria com o NESC UFPA N cleo de Energia Siste mas e Comunica o Universidade Federal do Par est implantando um sistema de supervis o distribu do para o monitoramento das tens es secund rias dos transforma dores de distribui o da rede metropolitana de Macap Este sistema composto de uma rede de 20 instru mentos instalados nos secund rios dos transformadores para a aquisi o em tempo real de amostras das tens es nas fases A B e C as quais s o transmitidas via modem Este tra
251. otar que qualquer transit rio na corrente ila s estar presente nas tr s correntes ap s 240 ou seja 2 3 de ciclo Portanto quando aplica do individualmente em cada fase o m todo apresenta um transit rios m ximos de 1 e 5 6 de ciclo para correntes com e sem harm nicos de ordens pares respectivamente A Fig 4 mostra o desempenho do m todo quando apli cado a uma nica fase Nota se um transit rio bem menor que 5 6 de ciclo em decorr ncia da forma de onda da corrente EE V RESULTADOS EXPERIMENTAIS O m todo da refer ncia s ncrona com a modifica o proposta foi implementado em tempo real atrav s do Simulink e do Real Time Workshop A aquisi o das correntes foi efetuada por meio de sensores de efeito Hall e de uma placa de aquisi o de dados PCL 812 da Advantech A carga n o linear utilizada no ensaio foi um retificador trif sico n o controlado 0 04 Sa da do sensor Hall medindo a corrente da carga na fase a ila LS y T T T T T N A l N A 1 4 Ness j NaZ i N ila men refer nci 0 04 ilamenos a eferencia de compensa o A J wa f gerada ica ila ica 1 1 1 l 1 1 LO 1 ji 0 05 0 055 0 06 0 065 0 07 0 075 0 08 0 085 0 09 FIGURA 5 Resposta a degrau de corrente do m todo modificado aplicado nas tr s fases de um retificador trif sico n o control
252. para atendimento ao hor rio de ponta estabelecido em contrato junto dis tribuidora de energia el trica local IV 2 Sistema de transmiss o com todos os grandes consumidores sendo inclu dos nos c lculos de perdas harm nicas Nesta se o s o analisadas as perdas joulicas ao lon go do mesmo sistema anterior por m agora incluindo se os 18 maiores consumidores A figura 7 mostra a m dia di ria das perdas joulicas ao longo de toda a rede devido a cada componente de corrente harm nica A figura 8 ilustra a m dia das perdas joulicas totais devido a todos estes consumidores ao longo de 24 horas novamente considerando os quatro tipos de cargas leve das 00 00 s 07 00 m dia 1 das 07 00 s 18 00 pesada das 18 s 21 00 e m dia 2 das 21 00 s 24 00 Nesta figura observa se que e O per odo de maior perda joulica do sistema o de carga m dia 2 ou seja entre 21 00 e 24 00 e Apesar de no per odo de carga pesada a maioria dos gran des consumidores estarem com redu o de demanda para atendimento ao hor rio de ponta das distribuidoras as perdas joulicas continuam sendo significativas Isto se deve ao fato de que neste intervalo entre 18 00 e 21 00 h uma da gera o de correntes harm nicas devido a cargas n o lineares dos consumidores residenciais A m dia di ria de perdas joulicas devido s correntes harm nicas de todo este sistema el trico de 184 252 kW Isto representa em m dia
253. poste O programa sortear uma curva de carga para cada consumidor Esse sorteio obedecer ao tipo do consumidor e a probabilidade do consumidor ter o perfil de demanda apresentado na curva respeitando o mercado da COELBA De posse da curva de carga em pu e do consumo m dio mensal de cada consumidor obt m se a curva de carga inicial de cada consumidor da rede Reclama o do Relat rios do Cliente georede Analise d Investimento nalise dos E a N veis de Tens o FER Perdas Confiabildade Banco de dados de Melhoramento E Or amento M dulo 2 ARE rapa Prioriza o 5 o Lista de Melhoramento FIGURA 1 Fluxograma geral do programa prioriza o Crit rios M dulo 1 C lculo El trico Utilizando a curva inicial de cada consumidor calcu la se um fluxo de pot ncia da rede e verifica se se a soma das pot ncias dos consumidores e das perdas na rede correspondem ao valor medido no transformador Ajus tam se as curvas de carga at que os valores convirjam com um erro de 0 1 As curvas de carga obtidas para os consumidores ap s a converg ncia ser o consideradas como as curvas de carga dos consumidores Utilizando estas curvas gerado um fluxo de pot n cia por fase da rede secund ria analisada Neste momento determina se e A queda de tens o em cada fase e cada trecho da rede estes valores s o subtra dos da tens o medida no secun d rio do transformador de maneira que temos o n vel de tens o p
254. pp 1375 1386 4 R W Erickson Fundamentals of Power Electronics Kluwer Academic Publishers 1999 5 Printing USA Aplica o do STATCOM na Distribui o Regula o de Tens o e Controle de Fator de Pot ncia C A C Cavaliere E H Watanabe M Aredes P G Barbosa F D Jesus J R de Carvalho A C C Moreira F E R Fraga M J Leal RESUMO Este artigo apresenta resultados obtidos no projeto de pesqui sa em desenvolvimento pelo Laborat rio de Eletr ni ca de Pot ncia da COPPE UFRJ e pela CERJ intitulada In vestiga o de dispositivos semicondutores de pot ncia para a melhoria da qualidade de servi o a clientes STATCOM Este projeto est integrado ao programa anual de pesquisa e desen volvimento tecnol gico P amp D da CERJ e tem como ob jetivo global investigar a aplica o de novos dispositivos de condi cionamento de energia custom powerdevices na me lhoria da qualidade da energia el trica fornecida aos clientes O dis positivo estudado neste projeto o STATCOM STATic Synchronous COMpensator aplicado em sistemas de distribu i o Neste artigo tamb m apresentado o funcionamento b sico topologias e o controle de tens o e de fator de pot n cia que podem ser realizados atrav s do STATCOM PALAVRAS CHAVE Custom Power FACTS STATCOM Voltage Sag Voltage Regulation EE 1 INTRODU O O STATCOM um equipamento FACTS Flexible AC Transmission System utilizado
255. primento de ener gia a consumidores industriais estejam associados s ocor r ncias de varia es de tens o de curta dura o VTCD s e os preju zos causados por esses dist rbios podem chegar a cifras bastante elevadas dependendo da sensibilidade dos equipamentos e dos processos industriais afetados devido perda de materiais custos de reprocessamento e perdas na qualidade dos produtos Esse fato tem exigido uma aten o especial por parte dos agentes envolvidos transmissoras distribuidoras e o pr prio usu rio de ener gia el trica no sentido de monitorar os seus sistemas Hoje a instrumenta o dispon vel para o monitoramento dos fe n menos transit rios da onda de tens o essencialmente as VTCD se os transit rios oscilat rios s o normalmente de custos elevados o que iniabiliza financeiramente o uso disseminado deste tipo de instrumenta o para uma me lhor avalia o da qualidade transit ria da tens o nas redes de distribui o Visando contribuir neste aspecto o NESC UFPA N cleo de Energia Sistemas e Comunica o do Departa mento de Engenharia El trica e de Computa o da Uni versidade Federal do Par e a CELPA Centrais El tricas do Par desenvolveram o prot tipo de um instrumento micro controlado de baixo custo para o monitoramento de interrup es de energia VTCD s e transit rios oscilat rios de baixa frequ ncia at 5 kHz para uso ao n vel das subesta es de distribui o
256. principalmente s suas dimens es reduzidas o que facilitaria em muito sua conex o junto circuitos secund rios a reos de distribui o de energia el trica O dimensionamento dos reatores se relaciona com a frequ ncia de sintonia desejada com a corrente total que circular pelo ramo e tamb m com a tens o aplicada en tre seus terminais Mesmo com a Inser o da indut ncia em s rie L com o capacitor C para composi o do filtro de harm nicas tem se que o sistema enxergar um capacitor puro para as frequ ncias inferiores frequ ncia de sintonia do filtro Assim cuidados especiais devem tomados de tal forma que a frequ ncia de resson ncia paralela ou anti resson ncia como chamada por alguns autores n o coincida com frequ ncias harm nicas caracter sticas dos circuitos secun d rios Em termos pr ticos como o filtro harm nico pas sivo aqui proposto ser sintonizado na frequ ncia harm nica de 4 8 pu ou 288 Hz deve se tomar cuidado para que a frequ ncia de anti resson ncia seja o mais distante poss vel da frequ ncia de 3 harm nica Sob este aspecto a indut ncia do transformador repre senta uma vari vel de grande import ncia maior at mesmo que a indut ncia do sistema el trico a montante uma vez que a reat ncia indutiva do transformador cerca de 30 a 50 ve zes maior que a indut ncia equivalente do sistema el trico Congresso de Inova o Tecnol gica em Ener
257. que as concession rias possam assim obter amos tras em maior quantidade de pontos a serem verificados PALAVRAS CHAVE Medi o Qualidade Tens o Harm nica EM I INTRODU O O projeto conclu do antecessor a este denominado Desenvolvimento de Metodologia de Monitora o para An lise e Apresenta o dos Indicadores de Qualidade da Rede de Distribui o da CERJ via site dedicado na INTERNET figura 1 compunha se de um processo de observa o do comportamento da Rede El trica Secund ria diretamente na entrada de consumidores atrav s da Internet ou Intranet com informa es oriundas de medi dores de Qualidade Este projeto n o contemplava o de senvolvimento do Medidor pois havia uma premissa de que o mercado forneceria uma solu o adequada A surpresa foi que ao analisar em torno de 30 deles e adquirir 05 tipos diferentes ap s uma pr an lise de Data Sheets nenhum deles se adequava totalmente ao projeto Os motivos eram v rios falta de mem ria problemas de algoritmo falta de modem para comunica o interrup o da comunica o quando da aquisi o das amostras e outros Ent o para a sua conclus o foi necess rio desenvolver num per odo extremamente curto para ser exato 3 meses um medidor que pudesse atender funcionalidade acordada Este cha mado de FRANK figura 2 alusivo figura de Frankstein foi montado como um mosaico utilizando se v rias pe as e dispo
258. r nica para formar um grande laborat rio de avalia o e solu es para o sistema el trico brasileiro 8 4 ANAIS DO II CITENEL 2003 EE V BIBLIOGRAFIA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 NRS 048 1 1996 Electricity Supply Quality of Supply Part 1 Overview of implementation of standards and procedures No vembro de 1996 NRS 048 2 1996 Electricity Supply Quality of Supply Part 2 Minimum standards Novembro de 1996 TEEE Recommended Practice for monitoring Electric Power Quality Std 1159 1995 PEREIRA F C Contribui es aos Estudos dos Impactos Energ ticos Associados Qualidade da Energia El trica Disser ta o de Mestrado UFU Fevereiro 1998 Relat rio GCOI GCPS Procedimentos de Medi o para Aferi o da Qualidade da Onda de Tens o Quanto ao Aspecto de Con formidade Distor o Harm nica Flutua o e Desequil brio de ten s o Novembro 1997 DECKMANN S M Tens o de Suprimento Indicadores de Ava lia o Relat rio 4 Estudos sobre Qualidade de Energia El trica para ANEEL Abril 2000 DECKMANN S M MELO E F On line Evaluation of Voltage Quality Indexes for Harmonic Distortion Flicker and Sequence Components 8th ICHQP Atenas Gr Out 1998 HEYDT G T Electric Power Quality A Tutorial Introduction IEEE Computer Applications in Power Jan 1998 CHACON R A F S
259. r exemplo softwares de configura o de rede que avaliam a opera o da rede e sugerem o uso de equipamentos corretivos Este sistema conjugado permitir intera es com essas ferramentas garantindo alta efici ncia operativa Ademais haver oportunidade no contexto deste pro jeto de mova es e melhorias em algumas reas como a metodologia atual de supervis o e controle dos bancos de capacitores que feita monitorando somente a corrente no alimentador sem levar em conta a parcela reativa o que pode conduzir a opera es desnecess rias dos bancos E tamb m outro aspecto interessante a dualidade do enfoque no estudo do filtro na Baixa Tens o a compensa o reativa em si e o enfoque de power quality Dever ser tomado o devido cuidado de balancear o desenvolvimento nestas duas vertentes al m de avaliar se o equipamento est sendo eficaz em ambas Para os pr ximos ciclos est previsto o desenvolvimento de um software de comunica o entre o sistema de monitoramento existente e o sistema da CPFL E tamb m ser o instalados outros padr es vers teis aperfei oados de capacitores com base na avalia o do desempenho operativo e testes em campo efetuado com este primeiro prot tipo 926 ANAIS DO II CITENEL 2003 EM VII REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS 1 M R Gouv a C M V Tahan J Camargo Controle de Tens o e Compensa o de Reativos no Sistema El trico da CPFL I SIDEE Semin
260. r uma verifica o altera o de seus par metros operacionais como DPer odo de medi o informa para o instrumento o in tervalo de tempo especificado em minutos para o qual ele deve gerar um valor RMS da tens o de fase Normal mente para aplica es de monitoramento dos secund ri os dos transformadores de distribui o tem se utilizado esse par metro igual a 10 minutos 2 Per odo de transmiss o informa ao instrumento de quanto em quanto tempo ele deve transmitir os dados armazenados para o COD Para o monitoramento dos transformadores da CEA tem se utilizado esse tempo igual a 60 minutos 3 Tempo de observa o per odo total especificado em dias para a realiza o do monitoramento cont nuo do transformador 9534 ANAIS DO II CITENEL 2003 e O usu rio tamb m pode remotamente configurar alguns par metros que caracterizam o evento interrup o de energia Esses par metros configur veis s o Per odo de Notifica o na ocorr ncia de uma inter rup o de energia este par metro especifica quanto tempo depois o instrumento deve informar ao COD este evento Caso deseje se que a notifica o seja ime diata deve se entrar com o valor zero para este par metro o que far com que o instrumento gere uma liga o 0800 para o COD 2 Dura o M nima informa o tempo m nimo em se gundos que a falta de fase passa a caracterizar uma interrup o Este valor regulamentado em resolu o da AN
261. rdas podem ser maiores em fun o dos n veis de tens o e corrente No secund rio tamb m h circula o excessiva de harm nicas e os investimentos em equipamentos de corre o como bancos de capacitores e filtros s o meno res que no sistema prim rio Este projeto visa desenvolver um sistema completo de compensa o reativa que otimiza o uso dos bancos ins talados e faz com que haja uma intera o no controle de reativos do sistema prim rio com o sistema secund rio de distribui o II APRESENTA O DAS ETAPAS DO DESENVOLVIMENTO O Primeiro Ciclo foi constitu do de 4 quatro etapas S o elas Etapa 1 Desenvolvimento de um prot tipo de pa dr o vers til reloc vel para Bancos de capacitores em Poste e Descri o Levantamento bibliogr fico sobre inova es tecnol gicas e verifica o do estado da arte da compen sa o reativa para sistemas prim rios de distribui o Desenvolvimento de um prot tipo de padr o vers til de bancos de capacitores e Produtos Relat rio das inova es tecnol gicas e da si tua o atual da compensa o reativa Prot tipo de pa dr o vers til desenvolvido Etapa 2 Implementa o do prot tipo de banco de capacitores com padr o vers til reloc vel e Descri o Levantamento estudo e defini o do ponto de instala o Especifica o e aquisi o dos equipamentos e materiais necess rios Montagem e instala o do prot tipo e Produto
262. rements for Harmonic Control in Electrical Power Systems DISSERTA ES E TESES 2 ALVES Ant nio C Baleeiro An lise de problemas e procedi mentos na determina o de filtros harm nicos Disserta o de mestrado Universidade Federal de Uberl ndia MG ARTIGOS EM ANAIS DE CONFER NCIAS PUBLICADOS 3 RESENDE J W TAVARES J V Modelagens de conversores e reatores controlados a tiristores para c lculos integrados de fluxo de carga e de penetra o harm nica XII Congresso Brasileiro de Au tom tica setembro de 1998 Uberl ndia MG PERI DICOS 4 ALVES M rio F Crit rios para especifica o e projeto de filtrosde harm nicas Revista Eletricidade Moderna junho 1994 Aplica o de Filtros Harm nicos Passivos em Circuitos Secund rios Jos Rubens M Jr ESCELSA Jos W Resende Milton I Samesima Davi B Gomes UFU RESUMO Em meados do ano 2000 foi desenvolvido o primeiro filtro harm nico passivo para utiliza o em circuitos secund rios a reos de distribui o 1 Neste projeto pioneiro no Brasil foram utilizados reatores a n cleo de ferro para composi o dos filtros Apesar dos resultados obtidos terem sido satisfat rios sob o aspecto harm nico a utiliza o de reato res em n cleo de ferro proporcionava uma s rie de inconveni entes como por exemplo perdas elevadas e ru do aud vel con sider vel Com base nestes resultados o projeto caminhou para a constr
263. rios de distribui o todos pertencentes a um ni co alimentador CGM 04 SE Miguel Couto Campo Gran de MS Tais circuitos s o os seguintes e 2 circuitos atendidos por transformadores trif sicos de 30 kVA e 2 circuitos atendidos por transformadores trif sicos de 45 kVA e 2 circuitos atendidos por transformadores trif sicos de 75 KVA e 2 circuitos atendidos por transformadores trif sicos de 112 5 kVA A pr xima provid ncia consistiu na medi o das gran dezas el tricas tanto na freq ncia fundamental como nas freq ncias harm nicas dos locais escolhidos No atual projeto essas medi es foram realizadas durante o segundo semestre de 2001 Em cada um dos oito circuitos secund rios foi insta lado um equipamento de monitora o de par metros da Qualidade da Energia El trica denominado PQNODE do fabricante Dranetz BMI medi o de tens es e correntes harm nicas denominado PQNODE do fabricante Electrotek Tal equipamento foi mantido instalado em cada um desses ramais por aproximadamente uma semana Du rante este per odo as medi es foram efetuadas de 30 em 30 minutos Os resultados uma vez armazenados no equi pamento foram levados para um programa digital tam b m fornecido pelo mesmo fabricante do equipamento mencionado acima Diante do grande volume de informa es dispon veis muitas delas repetidas ciclicamente ao longo do per odo de medi o tornou se necess ria uma otimiza o des
264. rmino Monitora o CG Assis Scaffa Al 04 07 01 2002 31 05 2002 CG Almoxarifado Al 02 07 01 2002 31 05 2002 Dourados das Na es Al 01 14 01 2002 31 05 2002 Navira Al 04 16 01 2002 31 05 2002 Parana ba Al 03 14 01 2002 31 05 2002 Corumb Bay 138 kV Ita 14 01 2002 31 05 2002 A fim de determinar as poss veis reas sens veis s varia es moment neas de tens o implementou se uma rotina computacional do MS EXCEL que realiza a tabula o dos dados exportados pelo m dulo de an lise do equipamento de monitora o A partir do arquivo tipo texto exportado do equipa mento de monitora o s o constru das a tabela de incid n cia das varia es moment neas de tens o o gr fico cor respondente e a curva com a acumula o das incid ncia dos afundamentos moment neos de tens o ao longo do per odo de monitora o E II RESULTADOS EXPERIMENTAIS Os resultados experimentais mostrados a seguir ilus tram para cada medi o realizada as curvas de incid ncia e acumulada das varia es moment neas de tens o e tam b m a disposi o das varia es na curva CBEMA a Medi es na SE Campo Grande Assis Scaffa Os consumidores do alimentador monitorado nesta subesta o tem os seguintes ramos e F brica de refrigerantes e Granjas e Industria de tratamento de vidros temperados e F brica de postes pr moldados Este alimentador ainda atende o Centro Operacional da Enersul A tabela 4 apresenta a tabela das
265. rol Transfer Functions 14th Power System Computation Conference PSCC 02 Sevilla Spain June 24 28 2002 17 B D Bonatto and H W Dommel Current and Voltage Dependent Sources in EMTP based Programs International Conference on Power System Transients IPST 01 Rio de Janeiro RJ Brazil Volume I pp 299 304 June 24 28 2001 18 J Calvi o Fraga and B D Bonatto Multi Format Graphical User Interface for EMTP based Programs International Conference on Power System Transients IPST 01 Rio de Janeiro RJ Brazil Volume II pp 692 697 June 24 28 2001 19 B D Bonatto T Niimura and H W Dommel A Fuzzy Logic Application to Represent Load Sensitivity to Voltage Sags 8th International Conference on Harmonics and Quality of Power ICHQP 98 Volume I pp 60 64 Athens Greece October 14 16 1998 20 N G Hingorani Introducing Custom Power IEEE Spectrum pp 41 48 June 1995 21 H W Dommel Digital Computer Simulation of Electromagnetic Transients in Single and Multiphase Networks IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems vol PAS 88 pp 388 399 April 1969 22 H W Dommel EMTP Theory Book Second Edition Vancouver British Columbia Canada Microtran Power System Analysis Corporation 1992 updated in 1996 23 M Aredes Active Power Line Conditioners Ph D thesis Technischen Universit t Berlin Berlin Germany March 1996 24 H Akagi
266. rra uma segunda sinaliza o de outro monitor do mesmo trecho dentro de um tempo menor ou igual ao tempo m ximo de espera o algoritmo interpreta como sina liza o de falta de energia no trecho de alta tens o ap s a 940 ANAIS DO II CITENEL 2003 chave do trecho e al m do circulo mudar para a cor azul tamb m a cor do tra o ap s a chave at a s chave s seguinte s ou fim de trecho sem chave seguinte tem a sua cor mudada para uma cor que representa trecho desligado A restaura o de energia faz com que os monitores vol tem a sinalizar esta condi o No caso de c rculos sinalizados na cor amarela ou azul somente voltam a condi o branca quando houver o retorno do ultimo monitor do trecho Para o caso de trecho de alta tens o sinalizada como desligada o retorno do primeiro monitor do trecho restaura a sua cor ori ginal Significa que a energia el trica do trecho retornou mas n o necessariamente que inexistem consumidores ou trans formadores monitorados ainda desligados O controle de re torno destes continua indicado pela cor dos c rculos J Fun o de zoom O quarto tipo de tela aquele com fun o de Zoom Serve para quando o alimentador muito extenso e seu enquadramento na tela reduz muito o tamanho dos s mbo los para sua visibilidade Clicando se sobre o s mbolo de uma chave o programa redimensiona a tela toda apenas para o circuito ap s esta chave EH II SIMULA ES E RESULTADOS Para
267. rvi o de energia el trica sob o regi me de concess o refere se garantia da qualidade Estu dos te ricos e emp ricos sob o regime tarif rio do Price cap demonstram que este regime favorece ao subinvestimento Girardhi 2001 Este vi s conhecido pelos reguladores brasileiros que incorporaram ndices de qualidade vinculados aos reajustes ordin rios de tarifa Dentro desta perspectiva novas regulamenta es de controle de qualidade da energia v m sendo desenvolvi das com destaque para as Resolu es da ANEEL 024 2000 Continuidade do Fornecimento e 505 2001 N veis de Tens o ambas tendo car ter substitutivo de portarias anteriores do DNAEE antigo rg o regulamentador Avan os significativos foram realizados nestas novas resolu es M Strauch trabalha na Universidade Salvador UNIFACS e mail strauch Ounifacs br R Araujo trabalha na Universidade Salvador UNIFACS e mail raraujo Qunifacs br principalmente quanto a penaliza o da concession ria pela presta o de servi os inadequados Considerando o atual d ficit de investimentos no setor principalmente no sistema el trico de distribui o e a limita o or ament ria da Empresa devido neces sidade de manuten o do seu equil brio econ mico fi nanceiro torna se imprescind vel buscar uma metodologia que d um grau de prioridade aos investi mentos necess rios a esta parte do sistema rea poten cialmente mais carent
268. s das fases a b e c da carga que vamos supor equilibradas J foram transformadas para o sistema de refer ncia esta cion ria transforma o a b c para a b 0 e depois trans formadas do sistema de refer ncia estacion ria para o sis tema de refer ncia s ncrona transforma o a b para d q Um filtro Butterworth FIR etc usado para a extra o dos valores CC s que representam a componente funda mental das correntes trif sicas Um PLL fornece os vetores unit rios sen q e cos q para que seja feita a transforma o do sistema estacion rio para o s ncrono As transfor ma es est o mostradas nas matrizes abaixo Transforma o a b c para a b O Transforma o de Clark com pot ncia invariante 2 1 1 2 1 2 nelih V312 BA 1 Transforma o a b para d q Transforma o de Park 5 no cos0 sin 2 sin6 cos0 2 Na Fig 2 apresentado o diagrama de blocos com a modifica o proposta admitindo se que apenas as harm nicas mpares est o presentes nas correntes da carga O fil tro substitu do pelos blocos que efetuam a m dia m vel isto um integrador um atraso de transporte um subtrator e um multiplicador Na sa da do bloco de atraso tem se o valor da integral atrasado em 1 6 do per odo da fundamen tal de modo que a sa da da integral menos a sa da do bloco de atraso represente a integral da corrente no intervalo de t T 6 a t onde T o per odo da componente fundamental das
269. s o e a indut ncia equiva lente do sistema el trico a montante no caso o transfor mador de distribui o Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 445 Otan de Energia El trica mm O TS a cello a eh bon ALT pio L IITiNHETAEATAZDEAFPANDOES A TEDE h a hra FIGURA 1 Reat ncias do transformador e do capacitor em fun o da frequ ncia Considerando se um determinado circuito secund rio de distribui o ao qual se encontra instalado um capacitor de baixa tens o 220 V com uma pot ncia de 10 kVAr tem se uma frequ ncia de resson ncia paralela em torno da harm nica de ordem 15 conforme pode ser ob servado pela figura 1 Isto equivale a dizer que a imped ncia equivalente considerando se o capacitor e o transforma dor de distribui o ter um m ximo nesta frequ ncia Dessa forma se a ordem de uma corrente harm nica injetada por um equipamento perturbador corresponder ordem da resson ncia paralela h risco de sobretens es harm nicas especialmente quando a rede opera com pou ca carga Para o caso de circuitos secund rios de distribui o os riscos se tornam ainda maiores quando a frequ ncia de resson ncia paralela se encontra entre 180 e 420 Hz Para o caso espec fico de circuitos aos quais se en contram instalados capacitores de baixa tens o verificam se ainda outros problemas decorrentes do avan o tecnol gico presente nestes sistemas Exemplo disso s
270. s ri PADCI as Cx N amostras da tens o T 1 lidas diretamente do conversor anal gico digital sendo j 1 2 3 a fase e i 1 N XC a amostra Em forma matem tica 7 a magnitude da tens o rms de cada fase j obtida como A express o 1 acima incorpora todos os harm nicos at o de ordem N 2 1 Para o caso de 64 amostras por ciclo de 60Hz a f rmula acima capaz de calcular o valor RMS verdadeiro incorporando at o trig simo primeiro harm nico A figura 4 mostra o esquema de conex o do Regis trador de Qualidade de Tens o RQT rede Nesse es quema pode se perceber que h duas conex es para cada fase Fase A 1 e 2 Fase B 3 e 4 Fase C 5 e 6 Uma conex o da fase serve como sinal a ser monitorado en quanto a outra utilizada para alimentar o RQT No uso normal as duas entradas s o interligadas externamente e com isso o mesmo sinal que monitorado serve de alimen ta o ao RQT Durante o ajuste em laborat rio o RQT precisa ser alimentado por uma fonte independente Isso ocorre pois o sinal de refer ncia a ser monitorado n o pos sui pot ncia suficiente para alimentar o circuito interno do equipamento antena Registrador de Qualidade de Tens o fase neutro e zou gt Figura 4 ROT conectado rede E III RESULTADOS O prot tipo obtido ao final do projeto possui as se guintes caracter sticas a Monitora a tens o nas tr s fases
271. s de clientes industriais tem possi bilitado o diagn stico preciso das causas de perturba es no sistema el trico ou industrial e suas consequ ncias na opera o de cargas sens veis tipicamente em processos de fabrica o automatizados As Varia es de Tens o de Curta Dura o VTCD s s o frequentemente citadas como as respons veis por pa ralisa es em sistemas automatizados Por m nem sempre elas s o as reais causadoras de paradas pois muitas vezes tem se outros fen menos associados a estas oscila es O artigo Impacto de Varia es de Freqii ncia versus Varia es de Tens o de Curta Dura o publi cado no XVII SNPTEE Semin rio Nacional de Produ o e Transmiss o de Energia El trica 2 apresenta um caso onde ap s an lise detalhada das medi es verificou se que varia es na frequ ncia foram as respons veis pelas paradas O problema que na maioria das vezes em que h uma varia o de frequ ncia ocorre tamb m uma varia o na tens o dificultando a identifica o da real causa Outro ponto que j existe uma cultura de se atribuir as paradas s varia es de tens o de curta dura o Isto ocorre devi do ao fato de muitas vezes n o se efetuar o monitoramento de outros fen menos simultaneamente entre eles a frequ n cia levando se a induzir que a causa principal esteja ligada s varia es moment neas da tens o O h bito de se utilizar a curva CBEMA ITIC com os
272. s entidades executoras deste projeto s o Universi dade de S o Paulo Expertise Engenharia e Inepar Os co ordenadores s o Eng Norberto R Batista Filho pela CPFL Prof Dr Marcos Roberto Gouv a pela USP Eng Josu de Camargo pela Expertise Ser o apresentadas de forma resumida as atividades desenvolvidas em cada etapa HI ETAPA 1 DESENVOLVIMENTO DE UM PROT TIPO PARA BANCOS DE CAPACITORES EM POSTE A Levantamento Bibliogr fico sobre inova es tecnol gicas e verifica o do estado da arte da compensa o reativa para sistemas prim rios de distribui o Foi feito um levantamento bibliogr fico sobre o tema da Compensa o Reativa em Sistemas Prim rios de Distri bui o visando obter como resultado uma proposta para desenvolvimento do Padr o Vers til reloc vel para apli ca o na MT M dia Tens o Constatou se que a maioria das refer ncias procura definir os melhores m todos e pontos para a Instala o dos bancos de capacitores Tamb m foi observada a presen a de refer ncias tratando dos problemas que surgiram nas lti mas d cadas com o aparecimento de distor es harm nicas significativas as quais podem acarretar efeitos danosos so bre os bancos de capacitores instalados na rede Nesta an lise alguns aspectos importantes relativos compensa o reativa foram destacados como por exem plo Aspectos t cnicos e econ micos vantagens e desvan tagens de cada tipo de localiza
273. s presentes na sa da do conversor reat ncia indicada por XL representa as reat ncias somadas dos circuitos equivalentes Th venin considerando o sistema e o transformador de conex o do STATCOM Tamb m na Figura 2 mostrado o diagrama fasorial das tens es Neste diagrama o ngulo de defasagem entre as tens es do sistema e do STATCOM Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 857 Otan de Energia El trica As pot ncia ativa e reativa entre as duas fontes de ten s o em regime permanente podem ser descritos atrav s de 2 Vs Vi P sen 1 V Vo V Os gt cos 2 Ar Ar Considerando as equa es de pot ncia anteriores e os diagramas fasoriais na figura 2 destacam se algumas situa es 1 Quando a tens o V est adiantada da tens o V 90 lt lt 0 existe pot ncia ativa saindo do STATCOM na dire o da rede P lt 0 figura 3 a 2 Quando a tens o V est atrasada da tens o V O lt lt 90 existe pot ncia ativa indo da rede para o STATCOM P gt 0 figura 3 b 3 Quando a tens o V est em fase com a tens o V 0 e IVI IV l n o existe pot ncia ativa ou reativa P 0 e Q 0 figura 3 c 4 Quando a tens o V est em fase com a tens o V O eIVI lt IVd n o existe pot ncia ativa P 0 por m existe pot ncia reativa indutiva Q gt 0 figura 3 d 5 Quando a tens o V est em fase com a tens o V
274. s que o projetista julgue pertinentes Depois de definidas as novas configura es da s rede s o programa roda novo fluxo de carga para calcu lar perdas n veis de tens o e carregamento dos conduto res na s nova s rede s Deste s novos c lculos sair o os resultados do novo custos de perdas desvios de tens o energia n o distribu da perda de vida til de equipamentos etc A rede original e suas redes derivadas s o ent o um projeto de melhora mento Os custos das redes derivadas ser o subtra dos dos custos da rede original e este valor significar o custo evi tado com a realiza o do melhoramento B C lculo dos Custos Envolvidos A segunda parte da metodologia desenvolvida tem a finalidade de priorizar um conjunto de obras de melhora mentos de redes secundarias solicitadas a partir de reclama es ou medi es realizadas pelas reas operacionais da empresa Para colocar em pr tica esta prioriza o ou seja escolher para cada problema individual qual a melhor solu o entre as diversas alternativas poss veis o Setor El trico Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 909 Otan de Energia El trica tem utilizado a fun o Custo Global do Servi o CGS que inclui todos os custos envolvidos expressos em uni dades monet rias e CGS Custo da Concession ria Custo do Consumi dor e CGS CINV CPER COM CEND CDT CQE sendo Custo da Concession ria
275. s refer ncias nacionais e internacionais buscando co nhecimento sobre as vantagens desvantagens e principais pro blemas relacionados utiliza o de filtros de harm nicas sin tonizados nas redes secund rias de distribui o V rias refer ncias destacam a capacidade de um filtro passivo de harm nicas para compensar reativos na freqiu n cia fundamental devido presen a de um capacitor em sua estrutura Destacam tamb m a sensibilidade desses filtros em rela o aos par metros da rede onde est o instalados ra z es pela qual deve ser muito bem projetado E tamb m v rios artigos prop em alternativas para mitigar poss veis problemas como por exemplo metodologias para aloca o tima de filtros bem como procedimentos para c lculo dos par metros R L e C do filtro A partir deste levantamento bibliogr fico foram cons tatados portanto t picos importantes para escolha ade quada do local na rede para instala o bem como a impor t ncia de um estudo deste local para determina o dos par metros do filtro B Pesquisa e Desenvolvimento de um filtro de harm nicas de baixo custo A id ia b sica de aplica o de filtros de harm nicas com propriedades de compensa o reativa na rede secun d ria deve se ao fato desses equipamentos representarem solu es de baixo custo para reduzir carregamento e per das el tricas nos transformadores de poste aumentando a vida til dos mesmos Com estas compensa
276. sas an lises Neste sentido procurou se dividir apresentar e analisar os resultados em tr s intervalos de tempo bastante distintos entre si o primeiro intervalo de tempo compreenderia todo o pe r odo da medi o em geral uma semana e o segundo Intervalo de tempo consistiria de um per odo de um dia de observa o Optou se aqui por observar para cada circuito um dia de quinta feira em geral o de maior carga e um dia de domingo que talvez correspondesse ao dia de menor consumo e O terceiro intervalo de tempo na verdade consistiu de tr s amostras de instant neos do comportamento do cir culto ao longo de um dia nos hor rios de 10h 15h e 19h Essas amostras foram obtidas para cada um dos dois dias analisados uma quinta feira e um domingo IV ESPECIFICA O E CONSTRU O DOS FILTROS HARM NICOS PASSIVOS PARA UTILIZA O EM CIRCUITOS SECUND RI OS A REOS DE DISTRIBUI O O projeto piloto desenvolvido pela ENERSUL constitui se basicamente na constru o de filtros passivos e suas conex es junto circuitos secund rios de baixa ten s o Os equipamentos s o compostos por reatores L em s rie com capacitores C de baixa tens o conforme ilus tra a figura 3 a A parte b desta figura mostra uma foto do filtro constru do FASE A e FASE B e FASE C a b FIGURA 3 a Diagrama trifilar simplificado b aspecto final do filtro passivo sinton
277. sinal utilizado pelo controlador proporcional e integral gerar o sinal de controle O resultado obtido para este controle mostrado na figura 17 Nesta figura o resultado comparado com os resul tados obtidos na situa o sem a compensa o e com os bancos de capacitores chaveados Ramal 01 SE Distribui o SEO3 STATCOM 50 MVA quasi 48 pulsos FIGURA 12 Localiza o do STATCOM no sistema exemplo 1 20 ad Ym SEC STATE 4 ruim 140 Vrang SELO 106 1 Vrdrap SET STATION Y min 10 i L ii uap EE DES 1 na i 4 do N FIGURA 13 Amplitudes de tens o no ponto SE03 sem e com o STATCOM LDA paj LDA a bi PESE asd o IR 4 onn ur Vamp RMD l am x 1 z A im d FIGURA 14 Amplitude de tens o no ponto do ramal de distribui o RMOL LOST paj DJ LO A LE 0457 o FIGURA 15 Amplitude de tens o no ponto do ramal de distribui o L2 Controle de Tens es Sincronismo medidas na carga L gica de Inversores do disparo dos STATCOM inversores Calculo de Q do STATCOM medidas no STATCOM Tens es medidas na carga Controlador Proporcional Integral Calculo de Q de ngulo de Compensa o ajuste de Correntes defasagens medidas na carga FIGURA 16 Controle de fator de pot ncia
278. sitivos existentes Este foi um servi o adicional n o previsto em formul rios ANEEL e contra tos com a CERJ mas necess rio para a conclus o do proje to Tudo isso consta do relat rio final entregue ANEEL 4 2 ANAIS DO II CITENEL 2003 L L menor f f menor LSS SERVIDOR SERVIDOR de EN Fi SERVIDOR DE INTERNET EN l CO FIGURA 1 FIGURA 2 O projeto atual ent o consiste em transformar o Frank em uma alternativa mercadol gica que possa mais do que atender s resolu es da ANEEL como a 505 ser um instrumento de ajuda s equipes de opera o e manuten o no sentido de intera o com seus con sumidores de modo a minimizar problemas relativos qualidade e ainda servir como poss vel embasamento jur dico para quest es conflitantes O instrumento inte gra fun es de avalia o das tens es em per odos de 30 segundos fun es de medi es de harm nicos presen tes nas linhas e ainda fun es de tele envio dessas in forma es atrav s de modem acoplado a uma linha tele f nica ou seja um tele observador As premissas norteadoras desse projeto s o quali dade e minimiza o substancial do custo do produto fi nal para que possa ser utilizado em escala suficiente supridora de informa es de campo n o s para efeitos punitivos mas principalmente para prioriza o de inves timentos para melhoria da qualidade desse insumo b si co que Energia E
279. spec fico desenvolvido em ambiente MATLAB no qual poss vel a verifica o da resposta do equipamento no circuito para as diversas configura es f sicas pass veis de aplica o O software permite tamb m a simula o de circuitos secund rios em termos de frequ ncia fundamental e harm nicas A utiliza o do software foi de fundamental impor t ncia para a defini o dos esquemas de prote o e mano bra a serem adotados nos equipamentos ETAPA IV Aloca o dos filtros nos circuitos seleciona dos e realiza o de medi es para verifica o dos resulta dos alcan ados em cada circuito Ap s a conex o dos equipamentos filtros e medidores foi realizado o acompanhamento das principais grandezas S40 ANAIS DO II CITENEL 2003 envolvidas no processo como por exemplo tens es e cor rentes harm nicas individuais DHT de tens o etc Para uma melhor avalia o dos efeitos da instala o dos filtros essas grandezas foram medidas e avaliadas estando inicialmente o filtro desenergizado e em seguida com o filtro energizado E II MEDI ES INICIAIS EFETUADAS EM CAMPO O primeiro passo para a implementa o dos filtros harm nicos passivos nos circuitos alimentadores secund rios de distribui o consistiu da determina o dos locais da rede em que tais filtros ser o instalados No atual projeto esses locais foram definidos como sendo as sa das de BT em 220V 127V de oito circuitos secund
280. sta da CAPES Bras lia Brasil Atualmente est prestando servi os na ELEKTRO Eletricidade e Servi os S A e mail benedito bonatto O elektro com br E H Watanabe M Aredes e S Carneiro Jr s o professores doutores da COPPE UFRJ Coordena o dos Programs de P s Gradua o da Universidade Federal do Rio de Janeiro Rio de Janeiro RJ e mail watanabe O coe ufr br aredes O coe ufr br sandoval dee ufrj br E A Mertens Jr L F S Dias e S Nosaki s o empregados da ELEKTRO Eletricidade e Servi os S A Rua Ary Antenor de Souza N 321 Jardim Nova Am rica CEP 13503 024 Campinas SP e mail Ernesto Mertens Oelektro com br Luis Dias Oelektro com br Shiguematsu Nosaki O elektro com br H W Dommel autor do EMTP Electromagnetic Transients Program Professor Emeritus do Department of Electrical and Computer Engineering da UBC The University of British Columbia Dr Dommel tamb m presidente da Microtran Power System Analysis Corporation Vancouver B C Canad e mail hermannd O ece ubc ca Considerando a import ncia do tema e car ncia nas al ternativas de solu o t cnica e economicamente vi veis para os casos das varia es de tens o de curta dura o v m se investindo nestes ltimos anos em pesquisas e busca de co nhecimentos quanto ao monitoramento diagn stico e pro postas de solu es para uma diversidade de casos pr ticos de problemas de qualidad
281. t rio de 2 ciclos Como o m todo anterior este m todo foi proposto para cargas trif sicas equilibradas O m todo proposto por Zhou um m todo muito r pido e se baseia no princ pio da m nima corrente de com pensa o n o usando filtros convencionais Este m todo tem por base o fato de que quando a corrente fundamental totalmente extra da o valor RMS da corrente de com pensa o Ic m nimo A corrente fundamental pode ser descrita como II Al sen wt O fator sen mt pode ser obtido por meio de um PLL e portanto Al o fator que precisa ser encontrado A determina o do valor de Al feita por um circuito de controle que incrementa A 1 de um valor AA proporcional ao m dulo de Alc Se este incre mento proporcionar um aumento de Ic o sinal de AA deve ser trocado caso contr rio o sinal est correto e Al est convergindo para o valor da amplitude da fundamental Este um algoritmo bastante r pido sendo relatado em 3 um 880 ANAIS DO II CITENEL 2003 transit rio de 1 2 ciclo No entanto ele apresenta a des vantagem de necessitar de um ajuste por tentativa e erro do ganho proporcional utilizado para gerar AA Este m todo foi proposto para cargas monof sicas podendo ser aplicado em cada fase individualmente o que possibilita seu uso em cargas trif sicas desequilibradas Este artigo prop e uma modifica o no m todo 1d 1q no sentido de se eliminar a causa de sua lenta resposta di n m
282. te trabalha como pesquisador pelo grupo GAGTD na Escola Po lit cnica da Universidade de S o Paulo Fabiana Aparecida de Toledo Silva nascida em Franca S o Paulo Brasil em 18 de setembro de 1964 Formou se pela Universidade Federal de Uberl ndia UFU em 1987 Recebeu pela EPUSP Departamento de Engenharia de Energia e Automa o El tricas PEA o t tulo de PhD em 1999 Atualmente al m de Professora Universit ria trabalha como pesquisadora dos Grupos GAGTD e GEPEA na Escola Polit cnica da Universidade de S o Paulo 890 ANAIS DO II CITENEL 2003 Louren o Matakas Jr nascido em S o Paulo Brasil em 27 de setem bro de 1960 Formou se pela EPUSP em 1983 l obtendo os graus de mestre e doutor em 1989 e 1998 respectivamente Trabalhou de 1984 a 1989 na FDTE EPUSP desenvolvendo projetos envolvendo ve culos el tricos reatores eletr nicos fornos a indu o e retifica dores com elevado fator de pot ncia Na Universidade de T quio Jap o frequentou o programa de doutorado de 1990 a 1992 sendo contratado como professor assistente de 1993 a 1995 pesquisando a associa o de conversores est ticos Desde 1996 professor da EPUSP PUC SP e Universidade S o Judas lecionando disciplinas relativas eletr nica de pot ncia eletr nica e automa o industri al Suas reas de atua o atuais s o qualidade de energia controle e modelamento de conversores e sua aplica o em redes el tricas Wilson Komatsu nas
283. tela texto no grupo de monitores desligados at o tempo de intervalo programado Tempo m ximo de espera fun o program vel pelo usu rio para verificar se ocorre uma se gunda sinaliza o do mesmo trecho que ser considerada co incidente e indica com grande probabilidade de que a ocor r ncia de defeito na rede de alta tens o e esta est inoperante atingindo tamb m os transformadores n o monitorados do trecho e n o somente nos transformadores dos monitores Caso n o ocorra uma segunda sinaliza o do trecho dentro do tempo de espera o circulo muda para a cor azul Se ocorrerem no vas sinaliza es do trecho em tempos superiores ao de espe ra e n o considerados coincidentes o circulo continua na cor azul Um clique de mouse sobre o circulo azul abre uma jane la com a rela o dos monitores sinalizados no trecho Com clique do mouse sobre a linha de um monitor desta janela abre se um mapa da regi o mostrando o ponto de instala o deste monitor Fun o id ntica ocorre se realizar o clique do mouse sobre a c lula do numero do transformador na linha do monitor abrindo a janela de dados do transformador e mapa de sua localiza o Esta fun o auxilia o despacho do veiculo mais rapidamente mesmo que o motorista do carro de aten dimento da ocorr ncia n o conhe a bem regi o Ele guiado pelo operador da central de despacho Esta fun o de dados e mapas tamb m aplic vel para o s mbolo da chave Caso oco
284. testar as fun es do programa foi desenvolvido um programa simulador de chamadas telef nicas simulando o efei to real de chamadas telef nicas para a URA Com o progra ma contendo o cadastro dos alimentadores da rea piloto e o cadastro dos monitores instalados nestes alimentadores fo ram testadas a funcionalidade e precis o dos algoritmos do sistema que recebeu na Eletropaulo a sigla BTV A rea pilo to de instala o deste projeto foi em Diadema com central de opera es na Wire Imigrantes da Eletropaulo EM IV REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS 1 DIAPER D Knowledge Elicitation principles techniques and applications John Wiley amp Sons Ellis Horwood Limited 1989 2 GRUPPELLIJRF A STEINER M T A YUANJ Y CARNIERI C VOLPI N M P WILHELM V E MUSSI N H ANTONIO C F MIQUELES E ANDRETTA Fo E L KALINOWSKI E M ALVES A C GULIN C ZAMBENEDETTI V C KLIMKOWSKI M The distribution system service restoration an exact method and a heuristic search method IV ALIO Euro workshop on Applied Combinatorial Optimization pp 51 52 Puc n Chile 2002 3 LIPPMANN JR L SIM ES J O REICHEL A G ZAMBENEDETTI V C Electric Power Monitoring Device IH IMACS International Multiconference On Computer And Systems IEEE Progress in Simulation Modeling analysis and Synthesis of Modern Electrical and Electronic Devices and System Volume pp 142 145 Athens Greece July 1999 4 TANURE J E HASSIN
285. timizadas A simula o computacional de fen menos transi t rios eletromagn ticos em sistemas el tricos e sistemas da eletr nica de pot ncia atrav s de programas basea dos no EMTP Electromagnetic Transients Program requer dados detalhados de configura o dos sistemas e dispositivos que via de regra n o foram disponibilizados pelos fabricantes de equipamentos condicionadores de energia el trica A metodologia cient fica e empresarial proposta e em execu o neste projeto tem possibilitado uma real transfe Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 495 isa de Energia El trica r ncia de conhecimentos tecnol gicos aos t cnicos e en genheiros da ELEKTRO e ao mesmo tempo uma intera o proativa entre universidade e empresa com benef cios es trat gicos para ambos e obviamente para o pa s O desenvolvimento e sistematiza o de metodolo gias de an lise dos processos de aplica o da inova o tecnol gica Custom Power Controllers e a estrutura o de crit rios e procedimentos de gest o tecnol gica e transfer ncia ao mercado dos benef cios do projeto s o temas de pesquisa estrat gica na ELEKTRO Eletricidade e Servi os S A EM V REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS 1 B D Bonatto E A Mertens Jr L F S Dias S Nosaki E S da Silva M Aredes E H Watanave S Carneiro Jr e H W Dommel Aplica o Tecnol gica de Equipamento de Condicionamento de Energia El tri
286. tke k carga S wv39 y 1 onde V sapnim Vana 0 lt y lt 2 Onde Seasa pot ncia de carga O afundamento da tens o k corrente do capacitor em pu tomando como base a corrente do secund rio do DVR k queda de tens o no inductor em pu tomando como base a tens o secund ria no DVR Nota se pela f rmula o efeito do filtro e da m xima descarga do capacitor de armazenamento na pot ncia cons trutiva do Inversor Seria ideal trabalhar com L e C peque nos e pequenos e Yy pr ximo da unidade Valores de L e C pequenos implica em frequ ncia de corte do filtro alta exigindo frequ ncias de chaveamento maiores o que n o fact vel para conversores de elevada pot ncia Conforme discutido no pr ximo item valores meno res de y implicam na necessidade de maior capacitor para armazenamento Ent o como uma solu o de compromis so ser adotado Y 0 7 C C lculo do Capacitor do Link DC A energia no capacitor dada por E O V2 na Via 3 E Z Vim 4 A pot ncia ativa do restaurador utilizada no dimensionamento do capacitor do inversor Como o maior valor de pot ncia a ser injetado pelo capacitor ocorre para o caso trif sico tem se E P wga Ozo At 5 De 3 tem se ep O At C carga 34 Vox 1 9 6 Dados P 10kW V carga capm x 350V os valores de capacit ncia para 2 valores de g s o dados na tabela 1 TABELA 1 Valores de capacit ncia para
287. to para retirada do equipamento Este equipamento constitui numa inova o tecnol gica no que diz respeito compensa o reativa na distribui o O aspecto deste capacitor pode ser visto na figura 1 a seguir FIGURA 1 Aspecto do capacitor trif sico reloc vel a ser instalado Este primeiro prot tipo ser do tipo fus vel externo Nos pr ximos ciclos ser aprimorado o prot tipo tan to no aspecto de facilidade de relocabilidade quanto no aspecto construtivo Ser avaliada a necessidade dos capacitores reloc veis serem diretos ou autom ticos Caso haja necessidade que sejam autom ticos ser o inclu das as chaves de manobras que neste caso ser o de SF6 IV ETAPA 2 IMPLEMENTA O DO PROT TIPO DO BANCO DE CAPACITOR RELOC VEL A Caracter sticas das reas de Instala o do Prot tipo Ficou a cargo da CPFL a escolha dos locais para tes tes dos prot tipos Foi dada nfase aos aspectos de n veis de tens o da rede prim ria para efeito de enquadramento nos patama res estipulados pela Resolu o 505 da ANEEL de 26 de Novembro de 2001 Al m disso um outro aspecto que to mou parte na decis o foi o de al vio de sobrecarga de trans formadores na distribui o Em suma como o enfoque deste projeto a compensa o conjugada a defini o foi baseada nos crit rios de sobrecarga na rede Baixa Tens o 924 ANAIS DO II CITENEL 2003 e tamb m a falta de reativos na M dia Tens o Assim
288. todo p q utiliza a Teoria das Pot ncias Ativa e Reativa Instant neas p q Nesta t cnica s o calculadas as pot ncias real e imagin ria ambas com componentes CC e CA As componentes CC s que correspondem frequ ncia fundamental s o extra das por meio de filtros As componentes CA s que correspondem ao conte do harm nico s o utilizadas para gerar o padr o de refer ncia das correntes de compensa o Este m todo tem a desvantagem de ser afetado pela presen a de harm nicos na tens o da rede e de usar filtros convencionais o que o torna lento O m todo muito eficiente para cargas trif sicas equilibradas O m todo proposto por Bhattacharya m todo 1d 1q se baseia no c lculo das componentes 1d 1q das correntes ativa e reativa instant neas Este m todo cria um sistema de refer ncia constitu do por dois eixos ortogonais que giram na frequ ncia da tens o da rede sistema d q isto uma refer ncia s ncrona Esta refer ncia sincronizada com a rede conseguida por meio de uma malha de fase travada ou PLL phase locked loop 6 7 Nesta refer ncia girante a fundamental das correntes se transforma em n veis CC nas componentes 1d 1q que s o filtrados por meio de filtros con vencionais O m todo imune presen a de harm nicas na rede uma vez que o PLL apresenta uma forte caracter stica de rejei o a ru dos Por usar filtros convencionais tam b m um m todo lento em 2 relatado um transi
289. tores assim como as cargas sens veis conectadas ao circuito Para o caso de circuitos secund rios de distribui o os riscos se tornam ainda maiores quando a frequ ncia de resson ncia paralela se encontra entre 180 e 420 Hz Reat ncia Capacitiva Reat ncia Indutiva T T Q 8 Z lt A ia 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 ORDEM HARM NICA FIGURA 1 Reat ncias do transformador e do capacitor em fun o da ordem harm nica Os benef cios esperados atrav s da utiliza o do equi pamento podem ser resumidos da seguinte forma e Funcionar como compensador de reativos na frequ ncia fundamental 60 Hz e Capacidade de filtragem de correntes com frequ ncias harm nicas e Prote o de capacitores instalados em baixa tens o con tra resson ncias paralelas e Redu o de perdas pela gera o de energia reativa na frequ ncia fundamental e pela redu o da corrente efi caz total circulante no circuito EM II ETAPAS DO TRABALHO O referido projeto foi dividido em 4 etapas etapas distintas a saber ETAPA I Desenvolvimento das bases te ricas refe Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 639 Otan de Energia El trica rentes teoria de filtros harm nicos aplicados a circuitos secund rios de distribui o Nesta etapa foram desenvolvidas todas as bases te ricas pertinentes ao projeto Para tanto foram realiz
290. totalmen te montado com pain is ou estruturas apropriadas para que este possa ser i ado atrav s de um caminh o tipo MUNK e preso ao poste Em seguida feita a conex o podendo esta ser atrav s de linha viva para depois efetuar energiza o do mesmo A defini o do Banco 300 ou 600 kvar ficou a cargo da INEPAR ap s conclus o da avalia o da viabilidade t cnica e econ mica sobre a utiliza o de capacitores com fus veis internos Caso esta utiliza o se mostrasse vi vel seria dis pensado o uso de chaves fus veis o que reduziria a estrutura do banco e facilitaria os servi os de conex o com a rede Neste caso a capacidade do banco poderia ser de 600 kvar coincidindo com os padr es da Piratininga o qual de 600 a 1200 kvar utilizando capacitores de 200 kvar com liga o estrela aterrada Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 925 Otan de Energia El trica Este primeiro prot tipo tamb m seria fixo ou direto visto que neste primeiro ano foi dada nfase estrutura do banco Uma outra caracter stica seria a forma r pida de iI amento e conex o na rede Ap s estudos realizados pelas entidades participantes chegou se conclus o que o primeiro prot tipo a ser instala do na rede prim ria seria um capacitor trif sico de 300 kvar direto fixo portanto sem chaves de manobra para aplica o em redes de 15 kV com sistema de i amento nico tanto para instala o quan
291. transformadores de distribui o e instala es consumidoras industriais O ins trumento monitora continuamente o sinal de tens o nas fases A Be C e quan do ocorre um evento este trans mitido para o Centro de Supervis o onde pode ser visualizado em terminal de v deo e armazenado em base de dados para posteriores an lises O instrumento tem rel gio de tempo real e calend rio de modo que todos os even tos s o perfeitamente classificados no tempo comunica o com o Centro de Supervis o se d via linha telef nica discada podendo ser requisitado o envio Congresso de Inova o Tecnol gica em Energia El trica 92 7 Otan de Energia El trica de dados pelo instrumento ou programar se o envio autom tico via o sistema de software que tamb m gerencia a base de dados a apresenta o de relat rios e a comuni ca o entre o instrumento e o computador Este sistema encontra se em fase de testes na con cession ria CELPA tendo se instalado duas unidades em duas subesta es de 13 8 kV da Empresa EM II DESCRI O DO SISTEMA DE MONITO RAMENTO O sistema de monitoramento foi concebido como uma solu o integrada contendo as seguintes partes principais o Instrumento a comunica o o sistema de software A seguir s o descritas em maiores detalhes cada uma das par tes constituintes A O Princ pio de funcionamento DSags e Swells A detec o de sags e swells feita atrav s da verifica
292. u o de filtros utilizando se reatores com n cleo de ar O grande transtorno dessa nova topologia seria o tamanho elevado dos reatores uma vez que os mesmos deveriam ser alocados junto a postes de distribui o Entretanto ap s v ri os contatos com fabricantes a ALSTOM se prontificou a fa bricar um reator especial de propor es muito reduzidas para utiliza o na composi o dos novos filtros harm nicos Des sa forma obteve se o equipamento apresentado neste traba lho o qual contempla todos os benef cios do seu antecessor sob o aspecto harm nico sem no entanto apresentar os in convenientes verificados no mesmo PALAVRAS CHAVE Circuitos secund rios de distribui o harm nicas filtros pas sivos sintonizados EM 1 INTRODU O Nos dias atuais as unidades consumidoras conectadas aos circuitos secund rios de distribui o possuem um ca r ter fortemente indutivo e de caracter sticas n o lineares Este fato se deve aos avan os tecnol gicos verificados nos ltimos anos a partir dos quais surgiram equipamentos como l mpadas fluorescentes compactas reatores eletr nicos aparelhos de aquecimento com controle est tico de temperatura microcomputadores televisores com moder nas fontes de alimenta o a estado s lido dentre outros Todos estes equipamentos possuem caracter sticas n o li neares ou em outras palavras injetam nos circuitos se cund rios de distribui o das concession ri
293. uisi o de tens o e armazenamento dos dados figura 1 1 mpi Te ET CILALTATESM di Ea a 5 E FIGURA 1 Circuito b sico Neste prot tipo foram implementadas as fun es fun damentais do equipamento leitura de tens o RMS nas tr s fases registro das transgress es de tens o e configura o do equipamento Com o prot tipo testado nas suas funcionalidades b sicas foi implementado o protocolo TCP IP para comu nica o via rede Ethernet utilizando o servi o TELNET Em seguida foi implementada uma vers o que utiliza va a porta serial RS232 para acesso utilizando emulador de terminal desenvolvido para microcomputador tipo PC A conex o local RS232 tamb m serviu de base para o desenvolvimento do protocolo PPP embutido no microcontrolador para conex o dial up com a con cesston ria Acoplou se um m dulo de r dio modem porta serial do microcontrolador permitindo se o acesso dist ncia de at 100 metros sem fio Novas fun es de aquisi o e registro foram implementadas requerendo uma interface mais sofisticada no PC para configura o e acesso dos dados no registrador Desenvolveu se um aplicativo na linguagem Delphi figura 2 onde essas novas fun es tornaram se acess veis al m de uma Interface gr fica para visualiza o dos dados FIGURA 2 Aplicativo Delphi 914 ANAIS DO II CITENEL 2003 O prot tipo foi acondicionado em um gabinete com prote o IP 67 figura 3
294. us custos ao longo do tempo sendo que uma parte deste ganho repassada para a so ciedade O objetivo foi criar um ambiente regulat rio que torne natural a busca de efici ncia alocativa e produtiva pelas concession rias Neste contexto a otimiza o dos investimentos fun damental para o equil brio econ mico das concess es prin cipalmente devido s novas normas de qualidade de forne cimento cada vez mais exigentes e demandantes de investi mentos sabido que o sistema el trico de distribui o no Brasil apresenta em v rios pontos de atendimento n veis de qualidade inferiores aqueles exigidos pelas novas regu lamenta es Isso se deve principalmente heran a do per odo anterior privatiza o onde houve uma forte retra o dos investimentos no Setor El trico do pa s Adequar o servi o de distribui o oferecido aos con sumidores aos n veis de qualidade exigidos pelo rg o regulamentador al m de evitar penaliza es agrega valor ao produto e pode contribuir para um ganho adicional de mercado para a concession ria ou para fideliza o de seu mercado atual face ao novo modelo de livre competi o na comercializa o de energia com a presen a de consu midores livres conforme lei 9074 1995 Para adequar seus sistemas s exig ncias regulat rias as concession rias v m investindo nos seus sistemas EE II O PROBLEMA No setor el trico brasileiro grande parte dos consu midores ate
295. usante de um trafo de distribui o situ ado no mesmo alimentador onde foi instalado o capacitor reloc vel Al m dos crit rios descritos anteriormente para escolha dos pontos de instala o do capacitor reloc vel um outro crit rio que deveria ser um transformador com carregamento elevado gt 80 que alimentasse consu midores residenciais de classe m dia ou alta ou consumi dores comerciais pois s o os que possuem equipamentos que causam distor o na rede E deveria pertencer ao sis tema da CPFL Piratininga Os locais selecionados para medi o est o na tabela 1 abaixo TABELA 1 Locais selecionados para medi o Trafo AlimentadorMunic pioPot ncia Nominal kVA Tap V 1735 MBR 139S Vicente 22513200 200 127 1122 ESU 140 Santos 22513200 200 127 595 ESU 140 Santos 22513200 200 127 Com base nos requisitos descritos e com base nas medi es efetuadas nos tr s locais primeiramente escolhi dos foi definido que o primeiro prot tipo deveria ser ins talado no lado do secund rio de um transformador locali zado no centro comercial do munic pio de S o Vicente SP A seguir os dados do equipamento 1 Esta o Transformadora n 1735 2 Pot ncia nominal trif sica de 225 kVA 3 Liga o Delta Estrela Aterrada 13200 220 127 4 Demanda M xima 150 kVA 5 N do alimentador prim rio de 13 2 kV MBR 139 6 Corrente m xima do alimentador 330 A 7 N clientes residenciais 162 8 N clientes comerciais
296. va o Tecnol gica em Energia El trica 915 Otan de Energia El trica Revitaliza o de Circuitos de Distribui o J A Cipoh B E M Ferreira M A de Marco L P Pasqua C E Persinotti RESUMO Este documento apresenta os resultados obtidos no 1 Ciclo do projeto de P amp D CMS MACKENZIE Desenvolvimento de Software M todos Processos e Tecnologias para a Redu o do FEC e do DEC Este projeto busca desenvolver uma ferramenta para o gerenciamento da manuten o de sistemas de distribui o de energia el trica considerando os ndices de qualidade e de confiabilidade necess rios ao atendimento do mercado e tam b m a satisfa o e fideliza o do cliente Esta ferramenta contempla as fases de planejamento organiza o coordena o desenvolvimento de ferramentas e equipamen tos controle e avalia o dos servi os de manuten o levando em considera o os aspectos t cnicos econ micos e de mercado Para cada tipo de atividade s o estabelecidos procedimentos espec ficos visando assegurar a objetividade e efetividade das a es desenvolvidas visando a redu o do FEC e do DEC importante destacar que o projeto Desenvolvimento de Software M todos Processos e Tecnologias para a Redu o do FEC e do DEC enfoca prioritariamente a redu o do FEC pois com o aprimoramento da manuten o e dos materiais e equipamentos o n mero de ocorr ncias no sistema el trico se r reduzido se
297. ve ser calculada levando se em considera o a varia o entre o valor ocorrido e o valor especificado em norma do ndice de confiabilidade multiplicado pelo valor m dio das ltimas tr s contas O custo do desvio de tens o est previsto na resolu o 505 2001 que estabeleceu e consolidou as disposi es relativas conformidade dos n veis de tens o de ener gia el trica em regime permanente Segundo esta resolu o a tens o de atendimento ao consumidor conectado nos n veis de tens o secund ria da COELBA deve ser classificada segundo a tabela a seguir TABELA 1 Limites dos N veis de Tens o Classifica o de tens o Faixa de varia o da rela o Tens o lida de Atendimento Tens o contratada Adequada 0 95 TC lt TL lt 1 05 TC Prec ria 0 93 TC lt TL lt 0 95 TC Cr tica TL lt 0 93 TC ou TL gt 1 05 TC A fim de apurar a qualidade da energia el trica fornecida foi estabelecido indicadores dura o relativa da transgress o da tens o prec ria DRP dura o relativa da transgress o da tens o cr tica DRC A Resolu o 505 2001 define os valores a serem pagos pelo n o atendimen to aos indicadores de qualidade de tens o como segue Na aus ncia de instrumento regulat rio que estabe le a neste momento penalidade a ser aplicada conces sion ria e revertida em benef cio consumidor como com pensa o pelo n o cumprimento dos indicadores de qua lidade o custo da qualid
298. voltados a qualidade da energia el trica Eric Rubens Zanetti nascido em Batatais S o Paulo Brasil 28 de de zembro de 1978 Graduado em Engenharia El trica pela Universi dade Estadual de Campinas UNICAMP Atualmente trabalha na Expertise Engenharia atuando na rea de pesquisa aplicada a siste mas de Distribui o de Energia El trica relacionados temas vol tados a qualidade da energia el trica Fernando Ortiz Martinz nascido em S o Paulo Brasil 03 de julho de 1975 Graduado em Engenharia El trica pela Universidade Esta dual de Campinas UNICAMP com nfase em Sistemas de Ener gia El trica Atualmente trabalha na Expertise Engenharia atuando na rea de pesquisa aplicada a sistemas de Distribui o de Energia El trica Eletr nica de Pot ncia e Qualidade da Energia El trica Pesquisas Cooperativas na ELEKTRO COPPE UFRJ e UBC Resultados Pr ticos B D Bonatto E A Mertens Jr L FE S Dias S Nosaki E H Watanabe M Aredes S Carneiro Jr e H W Dommel RESUMO Este artigo descreve os principais atividades da Fase II de abril de 2001 a mar o de 2002 e Fase III de abril de 2002 a julho de 2003 do projeto de pesquisa e desenvolvimento tecnol gico P amp D intitulado O Impacto de Dispositivos Eletr nicos de Pot ncia na Qualidade da Energia El trica realizado pela ELEKTRO COPPE UFRJ e UBC Este projeto est integrado ao programa anual de P amp D da ELEKTRO e tem como objetivo global
299. ware foram detectadas e est o sendo resolvidas Como em qualquer projeto de P amp D este n o foge regra de passar pela fase de ajuste experimental adequando se as condi es de de senvolvimento em laborat rio para as condi es encontra das no sistema real Uma avalia o preliminar da utiliza o do sistema t m mostrado que o mesmo muito promissor para subsidiar a opera o das redes de distribui o no sentido de fornecer informa es preciosas sobre a opera o do sistema el tri co e permitir a avalia o da qualidade da energia fornecida aos seus consumidores Com a utiliza o deste sistema de monitoramento as interrup es de energia ser o imediatamente reportadas ao COD e as equipes de manuten o poder o ser encami 936 ANAIS DO II CITENEL 2003 nhadas ao local do defeito para a restaura o do servi o em tempo mais gil Os registros dos valores RMS das fases dos secund ri os dos transformadores de forma cont nua ao longo do ci clo de carga dos alimentadores permitir a detec o de si tua es de tens es cr ticas e prec rias com os respectivos hor rios de ocorr ncia facilitando assim o encaminhamento das medidas mitigadoras para a solu o desses problemas Espera se com a opera o assistida deste projeto pi loto obter se em curto espa o de tempo um sistema de monitoramento robusto com rela o ao software e ao hardware e que novos desenvolvimentos possam ser impleme
300. za as a es de aquisi o de dados Com rela o ao software de aquisi o de dados a rotina principal refere se a aquisi o de amostras do sinal de tens o com a taxa de 256 amostras ciclo e o respectivo c lculo do valor RMS para o ciclo amostrado A cada 16 ciclos que corresponde a 0 267 s computa se o valor RMS do per o do o qual utilizado para l Detectar se ocorreu interrup o de energia caso em que o valor RMS calculado deve situar se na faixa estabelecida pela resolu o no 24 da ANEEL 6 e per sistir pelo tempo m nimo de 1 minuto Neste caso o software do Instrumento gerar um registro de interrup o que conter a fase onde ocorreu a data e hor rio e a dura o da interrup o que calculada quando ocor re o retorno da energia 2 Verificar se a tens o RMS encontra se nas faixas nor mal cr tica ou prec ria conforme estabelece a resolu o no 505 da ANEEL 7 Esses registros s o ent o armazenados e depois transferidos para o banco de da dos residente no computador do COD Com rela o ao software dispon vel para uso direto do usu rio existem facilidades implementadas que permi tem a realiza o de diversas a es tanto ao n vel do ins trumento como ao n vel do banco de dados local A seguir descreve se essas principais caracter sticas e Por meio do sistema de software o usu rio pode realizar as tarefas de Configura o do Instrumento o que corresponde a faze
301. zando se de dis cagem tanto por pulso quanto por tom selecionados re motamente 4 Placa Principal Este sistema tem como elemento principal um micro controlador RISC de 16 bits respons vel pela aquisi o e an lise dos sinais de tens o em cada fase armazenamento tempor rio dos eventos em mem ria externa n o vol til gerenciamento da transmiss o de dados e recebimento de instru es do computador central al m de um rel gio em tempo real para o registro do hor rio hh mmy ss e da data dd mm aaaa da ocorr ncia dos eventos A aquisi o do sinal de tens o em cada fase realiza da por tr s canais A D de 12 bits internos ao micro controlador com taxa de 128 amostras por ciclo A detec o dos fen menos de afundamento e eleva o de tens o re alizada com base no valor RMS calculado em cada ciclo enquanto que para a detec o dos fen menos oscilat rios utiliza uma t cnica que avalia as varia es bruscas entre uma amostra e a amostra seguinte Os eventos detectados s o armazenados tempora riamente em mem ria de massa externa n o vol til de at 192 Kbytes entretanto para uma capacidade de armazenamento maior a placa principal disp e de espa os para a expans o de mem ria O micro controlador gerencia o espa o de mem ria reservado a cada uma das fases monitoradas para evitar que ocorra uma subs cri o das informa es armazenadas Antes que esta si tua o ocorra o instrumento liga para

Caderno 3 p837 a 1052.pmd

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