capítulo 4 simulações e resultados · simulações e resultados capítulo 4 70 4.1.1 simulaÇÃo...

Capítulo 4

Simulações e Resultados


Capítulo 4

68

4 SIMULAÇÕES E RESULTADOS

Neste capítulo são apresentados os dados referentes às manobras de

fechamento e abertura das CH VIS, valores extraídos dos resultados das

simulações realizadas no ATP, bem como dos testes reais na rede aérea

primária, resultado das manobras de fechamento em anel dos alimentadores

1 e 2. Os dados registrados no capítulo 3 tem grande influência na decisão

da execução de manobras de fechamento em anel, pois respaldaram os

operadores da sala de controle nas ações de fechar e abrir as

seccionadoras.

Também, pensando na validação dos testes e da modelagem dos AL’s no

simulador de transitórios, foram instalados dois aparelhos de medição para

registros das grandezas elétricas como tensão, corrente, fator de potência,

distorções harmônicas de tensão e corrente. Estes aparelhos registraram os

eventos dos AL’s 1 e 2, individualmente, ajustados para aquisições das

grandezas em regime permanente, bem como para eventos de sub e

sobretensões que por ventura ocorressem nestes circuitos no momento das

manobras.

4.1 SIMULAÇÃO DE MANOBRAS NAS CH VIS PELO ATPDRAW -

PARA A CONFIGURAÇÃO DO TIPO II

Para a realização das simulações no módulo Atpdraw, do simulador ATP, foi

necessário encontrar um tempo de fechamento e abertura para o ajuste do

componente representativo de uma seccionadora. Alguns valores foram

selecionados e, após algumas simulações de manobras (não mostradas

neste trabalho), três deles foram escolhidos, de acordo com o critério da

criticidade, ou seja, os que geram uma pior condição de manobra e/ou


Capítulo 4

69

interferência eletromagnética na rede aérea primária.

Vale lembrar, que os valores obtidos nos gráficos do simulador do ATP

seguem a regra segundo a equação 3.1.

Tabela 4.1 – Ciclo senoidal dividido em instantes.

Foram adotados os instantes de máximo positivo (π/2), máximo negativo

(3π/2), e o instante em que a onda senoidal passa pelo zero (π).

Gráfico 4.1 – Onda senoidal.


Capítulo 4

70

4.1.1 SIMULAÇÃO DE MANOBRA NA CH1 ATRAVÉS DO ATP

Antes do inicio da primeira simulação de manobra na CH1, a condição de

que o circuito atinge o estado de regime permanente foi comprovada,

também foi simulado o valor da diferença de tensão entre os pólos de uma

mesma fase da chave seccionadora.

Para esta primeira simulação de manobra (fechamento), foram considados

desligados os bancos de capacitores das barras 1 e 2 de 13,8 kV na ETD.

VM AL1 VM AL2

VD AL1 VD AL2

AZ AL1 AZ AL2

CH1

Figura 4.1 – Exemplo da Medição da diferença de tensão entre a fase AZ do AL1 com a

fase AZ do AL2.

De acordo com a figura 4.1, que ilustra a forma de medição da diferença de

tensão entre uma mesma fase de alimentadores diferentes, foi possível obter

a forma da tensão entre pólos da CH1, com valores máximos e mínimos em

regime permanente ,como mostra o gráfico 4.2.


Capítulo 4

71

(file TipoII_Leve.pl4; x-var t) v:3_AM_A-4_AI_A v:3_AM_B-4_AI_B v:3_AM_C-4_AI_C 0 5 10 15 20 25 30[ms]

-150

-100

-50

0

50

100

150

[V]

Gráfico 4.2 – Forma da diferença de tensão entre a mesma fase dos AL’s 1 e 2 na CH1 em

regime permanente.

Portanto, inicialmente a CH1 foi ajustada de acordo com a Tabela 4.2 e três

simulações foram realizadas, nos instantes π/2, π, e 3π/2, veja que um

segundo é o suficiente para que o programa entre em regime permanente .

Tabela 4.2 – Tempo dos ajustes das fases VM, VD e AZ da CH1 para os instantes π/2, π, e

3π/2.

Após o ajuste dos tempos de fechamento e abertura da primeira chave,

iniciou-se a primeira simulação de fechamento da CH1 na posição π/2. Os

dados de tensão e corrente são apresentados na forma gráfica para facilitar


Capítulo 4

72

a interpretação dos dados. Ver Gráficos 4.2 à 4.4.

FECHAMENTO da CH1 na posição π/2 – 1º Teste - BCA’s Desligados

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :3_AM_A-4_AI_A v :3_AM_B-4_AI_B v :3_AM_C-4_AI_C 0 10 20 30 40 50 60[ms]

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200[V]

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) c:3_AM_A-4_AI_A c:3_AM_B-4_AI_B c:3_AM_C-4_AI_C 0 10 20 30 40 50[ms]

-6

-4

-2

0

2

4

6

[A]

(a)

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :3_AM_A-4_AI_A v :3_AM_B-4_AI_B v :3_AM_C-4_AI_C 0,950 0,965 0,980 0,995 1,010 1,025 1,040[s]

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200[V]

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) c:3_AM_A-4_AI_A c:3_AM_B-4_AI_B c:3_AM_C-4_AI_C 0,96 0,97 0,98 0,99 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04[s]

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40[A]

(b)

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :3_AM_A-4_AI_A v :3_AM_B-4_AI_B v :3_AM_C-4_AI_C 1,97 1,98 1,99 2,00 2,01 2,02[s]

-150

-100

-50

0

50

100

150

[V]

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) c:3_AM_A-4_AI_A c:3_AM_B-4_AI_B c:3_AM_C-4_AI_C 1,99 2,00 2,01 2,02 2,03 2,04[s]

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40[A]

(c)

Gráfico 4.3 – Forma da Tensão e Corrente para o fechamento da CH1 na posição π/2: (a) –

Fase VM; (b) – Fase VD; (c) – Fase AZ.


Capítulo 4

73

ABERTURA da CH1 na posição π/2 – 1º Teste - BCA’s Desligados


-300

-200

-100

0

100

200

300

[V]

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) c:3_AM_A-4_AI_A c:3_AM_B-4_AI_B c:3_AM_C-4_AI_C 3,9789 3,9895 4,0001 4,0107 4,0213 4,0319 4,0425[s]

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40[A]

(a)


-300

-200

-100

0

100

200

300

[V]


-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40[A]

(b)


-300

-200

-100

0

100

200

300

[V]


-10

-5

0

5

10

15

[A]

(c)

Gráfico 4.4 – Forma da Tensão e Corrente para a abertura da CH1 na posição π/2: (a) –



Capítulo 4

74

Foram inseridos BCA’s nos barramentos de 13,8 kV para verificação do

comportamento das grandezas elétricas no momento da manobra. Ver

Gráfico 4.5.

FECHAMENTO da CH1 na posição π/2 – 1º Teste - BCA’s Ligados

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :3_AM_A-4_AI_A v :3_AM_B-4_AI_B v :3_AM_C-4_AI_C 0 5 10 15 20 25 30 35 40[ms]

-300

-200

-100

0

100

200

300

[V]

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) c:3_AM_A-4_AI_A c:3_AM_B-4_AI_B c:3_AM_C-4_AI_C 0 10 20 30 40 50 60[ms]

-50,0

-37,5

-25,0

-12,5

0,0

12,5

25,0

37,5

50,0[A]

(a)


-300

-200

-100

0

100

200

300

[V]


-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40[A]

(b)

Gráfico 4.5 – Forma da Tensão e Corrente na CH1 na posição π/2: (a) – Fechamento; (b) –

Abertura; BCA’s Ligados.


Capítulo 4

75

Dois tipos de testes foram realizados para o fechamento e abertura da CH1.

Primeiramente com os BCA’s desligados e posteriormente, para a mesma

CH e instante, com os BCA’s ligados. As simulações seguiram os padrões

de funcionamento dos bancos de capacitores dentro de um ETD, que por

sua vez ficam conectados á barra secundária, próximo ao secundário do

transformador de potência,

As análises das formas da tensão nas simulações em cada uma das fases,

VM, VD e AZ, com os BCA’s nas condições de ligado e desligado,

apontaram diversos ruídos na rede elétrica. Ficou evidente que estes ruídos

foram causados pelos capacitores, quando conectados ao sistema.

Verificou-se também, que o pior caso foi na abertura da seccionadora com o

BCA ligado. A manobra com uma CH de abertura monopolar tem o tempo

aumentado consideravelmente, quando comparado a uma chave que possui

a abertura simultânea nas três fases. Esta manobra de abertura gera uma

maior amplitude de ruído na senóide, já no fechamento o efeito causador

dos ruídos é menor.

Devido a este fenômeno, constatou-se que a melhor condição de manobra

se deu com os BCA’s desligados. Portanto, adotou-se que: á partir de então

as simulações deveriam ser realizadas com os BCA’s desligados, de acordo

com os Gráficos 4.6 à 4.9.


Capítulo 4

76

FECHAMENTO da CH1 na posição π – 2º Teste

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :3_AM_A-4_AI_A v :3_AM_B-4_AI_B v :3_AM_C-4_AI_C 0 5 10 15 20 25 30 35 40[ms]

-300

-200

-100

0

100

200

300

[V]

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) c:3_AM_A-4_AI_A c:3_AM_B-4_AI_B c:3_AM_C-4_AI_C 0 10 20 30 40 50 60 70[ms]

-10,0

-7,5

-5,0

-2,5

0,0

2,5

5,0

7,5

10,0[A]

(a)

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :3_AM_A-4_AI_A v :3_AM_B-4_AI_B v :3_AM_C-4_AI_C 1,27 1,28 1,29 1,30 1,31 1,32 1,33 1,34[s]

-300

-200

-100

0

100

200

300

[V]


-60

-38

-16

6

28

50

[A]

(b)


-300

-200

-100

0

100

200

300

[V]


-60

-38

-16

6

28

50

[A]

(c)

Gráfico 4.6 – Forma da Tensão e Corrente para o fechamento da CH1 na posição π: (a) –



Capítulo 4

77

ABERTURA da CH1 na posição π – 2º Teste

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :3_AM_A-4_AI_A v :3_AM_B-4_AI_B v :3_AM_C-4_AI_C 3,98 3,99 4,00 4,01 4,02 4,03 4,04 4,05 4,06[s]

-300

-200

-100

0

100

200

300

[V]

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) c:3_AM_A-4_AI_A c:3_AM_B-4_AI_B c:3_AM_C-4_AI_C 3,97 3,98 3,99 4,00 4,01 4,02 4,03 4,04[s]

-60

-38

-16

6

28

50

[A]

(a)

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :3_AM_A-4_AI_A v :3_AM_B-4_AI_B v :3_AM_C-4_AI_C 4,97 4,98 4,99 5,00 5,01 5,02 5,03 5,04 5,05[s]

-300

-200

-100

0

100

200

300

[V]


-50,0

-37,5

-25,0

-12,5

0,0

12,5

25,0

37,5

50,0[A]

(b)


-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200[V]


-8

-5

-2

1

4

7

10

[A]

(c)

Gráfico 4.7 – Forma da Tensão e Corrente para a abertura da CH1 na posição π: (a) – Fase

VM; (b) – Fase VD; (c) – Fase AZ.


Capítulo 4

78

FECHAMENTO da CH1 na posição 3π/2 – 3º Teste

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :3_AM_A-4_AI_A v :3_AM_B-4_AI_B v :3_AM_C-4_AI_C 0 10 20 30 40 50[ms]

-250,0

-187,5

-125,0

-62,5

0,0

62,5

125,0

187,5

250,0[V]

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) c:3_AM_A-4_AI_A c:3_AM_B-4_AI_B c:3_AM_C-4_AI_C 0 10 20 30 40 50[ms]

-12

-8

-4

0

4

8

12

[A]

(a)


-250,0

-187,5

-125,0

-62,5

0,0

62,5

125,0

187,5

250,0[V]


-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40[A]

(b)


-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200[V]


-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40[A]

(c)

Gráfico 4.8 – Forma da Tensão e Corrente para o fechamento da CH1 na posição 3π/2: (a)

– Fase VM; (b) – Fase VD; (c) – Fase AZ.


Capítulo 4

79

ABERTURA da CH1 na posição 3π/2 – 3º Teste


-300

-200

-100

0

100

200

300

[V]

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) c:3_AM_A-4_AI_A c:3_AM_B-4_AI_B c:3_AM_C-4_AI_C 3,96 3,97 3,98 3,99 4,00 4,01 4,02 4,03 4,04[s]

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40[A]

(a)


-300

-200

-100

0

100

200

[V]


-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40[A]

(b)


-300

-200

-100

0

100

200

300

[V]


-10,0

-7,5

-5,0

-2,5

0,0

2,5

5,0

7,5

10,0[A]

(c)

Gráfico 4.9 – Forma da Tensão e Corrente para a abertura da CH1 na posição 3π/2: (a) –



Capítulo 4

80

Extraiu-se também, das formas das correntes, que a pior condição se deu

com a senóide na posição π, para θ=180°, pois foi nesta posição que a

corrente atingiu o maior valor de pico, portanto, as demais simulações são

realizadas somente com a senóide da tensão nesta posição angular.


A filosofia de manobras para a CH2 é a mesma empregada nas simulações

realizadas para a CH1, porém não são simuladas manobras com BCA’s

ligados e é analisado somente um instante da senóide, θ=180°, conforme

pode ser verificado na Tabela 4.3 e Gráficos 4.10 e 4.11.

FECHAMENTO da CH2 na posição π

Tabela 4.3 – Tempo dos ajustes das fases VM, VD e AZ da CH2 para o instante π.


Capítulo 4

81

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :4_AO_A-3_I__A v :4_AO_B-3_I__B v :4_AO_C-3_I__C 0 10 20 30 40 50 60[ms]

-500

-375

-250

-125

0

125

250

375

500[V]

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) c:4_AO_A-3_I__A c:4_AO_B-3_I__B c:4_AO_C-3_I__C 0 10 20 30 40 50 60[ms]

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20[A]

(a)

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :4_AO_A-3_I__A v :4_AO_B-3_I__B v :4_AO_C-3_I__C 0,970 0,985 1,000 1,015 1,030 1,045 1,060[s]

-500

-375

-250

-125

0

125

250

375

500[V]

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) c:4_AO_A-3_I__A c:4_AO_B-3_I__B c:4_AO_C-3_I__C 0,98 1,00 1,02 1,04 1,06 1,08[s]

-100

-75

-50

-25

0

25

50

75

100[A]

(b)

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :4_AO_A-3_I__A v :4_AO_B-3_I__B v :4_AO_C-3_I__C 1,95 1,96 1,97 1,98 1,99 2,00 2,01 2,02 2,03[s]

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400[V]

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) c:4_AO_A-3_I__A c:4_AO_B-3_I__B c:4_AO_C-3_I__C 1,98 1,99 2,00 2,01 2,02 2,03 2,04[s]

-100

-75

-50

-25

0

25

50

75

100[A]

(c)




Capítulo 4

82

ABERTURA da CH2 na posição π

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :4_AO_A-3_I__A v :4_AO_B-3_I__B v :4_AO_C-3_I__C 3,99 4,00 4,01 4,02 4,03 4,04 4,05 4,06[s]

-600

-380

-160

60

280

500

[V]


-100

-75

-50

-25

0

25

50

75

100[A]

(a)

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :4_AO_A-3_I__A v :4_AO_B-3_I__B v :4_AO_C-3_I__C 4,96 4,98 5,00 5,02 5,04 5,06[s]

-600

-400

-200

0

200

400

600

800[V]


-100

-75

-50

-25

0

25

50

75[A]

(b)

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :4_AO_A-3_I__A v :4_AO_B-3_I__B v :4_AO_C-3_I__C 5,9691 5,9796 5,9901 6,0005 6,0110 6,0215 6,0320[s]

-500

-350

-200

-50

100

250

400

[V]


-30

-20

-10

0

10

20

[A]

(c)

Gráfico 4.11 – Forma da Tensão e Corrente para a abertura da CH2 na posição π: (a) –



Capítulo 4

83


Semelhantemente aos testes realizados nas CH VIS 1 e 2, os testes na CH3

possuem a mesma filosofia de manobra, ou seja, BCA’s desligados e testes

somente no instante π da senóide, para θ=180°, conforme pode ser

verificado na Tabela 4.4 e Gráficos 4.12 e 4.13.




Capítulo 4

84

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :4_AR_A-3_H9_A v :4_AR_B-3_H9_B v :4_AR_C-3_H9_C 0 15 30 45 60 75 90[ms]

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300[V]

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) c:4_AR_A-3_H9_A c:4_AR_B-3_H9_B c:4_AR_C-3_H9_C 0 10 20 30 40 50 60 70 80[ms]

-15

-10

-5

0

5

10

15

[A]

(a)

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :4_AR_A-3_H9_A v :4_AR_B-3_H9_B v :4_AR_C-3_H9_C 0,970 0,985 1,000 1,015 1,030 1,045 1,060[s]

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300[V]

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) c:4_AR_A-3_H9_A c:4_AR_B-3_H9_B c:4_AR_C-3_H9_C 0,99 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07[s]

-80

-50

-20

10

40

70

[A]

(b)

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :4_AR_A-3_H9_A v :4_AR_B-3_H9_B v :4_AR_C-3_H9_C 1,97 1,98 1,99 2,00 2,01 2,02 2,03 2,04 2,05[s]

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300[V]

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) c:4_AR_A-3_H9_A c:4_AR_B-3_H9_B c:4_AR_C-3_H9_C 1,99 2,00 2,01 2,02 2,03 2,04 2,05 2,06[s]

-80

-50

-20

10

40

70

[A]

(c)




Capítulo 4

85



-400

-300

-200

-100

0

100

200

300[V]

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) c:4_AR_A-3_H9_A c:4_AR_B-3_H9_B c:4_AR_C-3_H9_C 3,9888 3,9950 4,0013 4,0075 4,0138 4,0200 4,0263[s]

-80

-50

-20

10

40

70

[A]

(a)

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :4_AR_A-3_H9_A v :4_AR_B-3_H9_B v :4_AR_C-3_H9_C 4,97 4,98 4,99 5,00 5,01 5,02 5,03 5,04[s]

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300[V]


-80

-50

-20

10

40

70

[A]

(b)


-250,0

-187,5

-125,0

-62,5

0,0

62,5

125,0

187,5

250,0[V]


-20

-15

-10

-5

0

5

10

15[A]

(c)




Capítulo 4

86


Semelhantemente aos testes realizados nas CH VIS 1, 2 e 3, os testes na

CH4 possuem a mesma filosofia de manobra, ou seja, BCA’s desligados e

testes somente no instante π da senóide, para θ=180°, conforme pode ser





Capítulo 4

87

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :3_Y__A-3_Z__A v :3_Y__B-3_Z__B v :3_Y__C-3_Z__C 0 10 20 30 40 50 60 70 80[ms]

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200[V]

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) c:3_Y__A-3_Z__A c:3_Y__B-3_Z__B c:3_Y__C-3_Z__C 0 10 20 30 40 50 60 70 80[ms]

-10,0

-7,5

-5,0

-2,5

0,0

2,5

5,0

7,5

10,0[A]

(a)

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :3_Y__A-3_Z__A v :3_Y__B-3_Z__B v :3_Y__C-3_Z__C 0,98 1,00 1,02 1,04 1,06 1,08[s]

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200[V]

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) c:3_Y__A-3_Z__A c:3_Y__B-3_Z__B c:3_Y__C-3_Z__C 1,00 1,02 1,04 1,06 1,08 1,10[s]

-60

-38

-16

6

28

50

[A]

(b)

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :3_Y__A-3_Z__A v :3_Y__B-3_Z__B v :3_Y__C-3_Z__C 1,94 1,96 1,98 2,00 2,02 2,04 2,06 2,08 2,10[s]

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200[V]

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) c:3_Y__A-3_Z__A c:3_Y__B-3_Z__B c:3_Y__C-3_Z__C 1,98 1,99 2,00 2,01 2,02 2,03 2,04 2,05 2,06[s]

-60

-38

-16

6

28

50

[A]

(c)




Capítulo 4

88


(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :3_Y__A-3_Z__A v :3_Y__B-3_Z__B v :3_Y__C-3_Z__C 3,97 3,99 4,01 4,03 4,05 4,07[s]

-300

-200

-100

0

100

200

300

[V]

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) c:3_Y__A-3_Z__A c:3_Y__B-3_Z__B c:3_Y__C-3_Z__C 3,990 3,995 4,000 4,005 4,010 4,015 4,020 4,025[s]

-60

-38

-16

6

28

50

[A]

(a)

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :3_Y__A-3_Z__A v :3_Y__B-3_Z__B v :3_Y__C-3_Z__C 4,97 4,98 4,99 5,00 5,01 5,02 5,03 5,04 5,05[s]

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300[V]

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) c:3_Y__A-3_Z__A c:3_Y__B-3_Z__B c:3_Y__C-3_Z__C 4,96 4,98 5,00 5,02 5,04 5,06[s]

-50,0

-37,5

-25,0

-12,5

0,0

12,5

25,0

37,5

50,0[A]

(b)

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :3_Y__A-3_Z__A v :3_Y__B-3_Z__B v :3_Y__C-3_Z__C 5,97 5,98 5,99 6,00 6,01 6,02 6,03[s]

-300

-200

-100

0

100

200

300

[V]

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) c:3_Y__A-3_Z__A c:3_Y__B-3_Z__B c:3_Y__C-3_Z__C 5,960 5,975 5,990 6,005 6,020 6,035 6,050[s]

-12

-8

-4

0

4

8

12

[A]

(c)




Capítulo 4

89


Semelhantemente aos testes realizados nas CH VIS 1, 2, 3 e 4, os testes na

CH5 possuem a mesma filosofia de manobra, ou seja, BCA’s desligados e

testes somente no instante π da senóide, para θ=180°, conforme pode ser


Manobra de FECHAMENTO da CH5 na posição π



Capítulo 4

90

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :4_O__A-3_L__A v :4_O__B-3_L__B v :4_O__C-3_L__C 15 25 35 45 55 65 75[ms]

-300

-200

-100

0

100

200

300

[V]

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) c:4_O__A-3_L__A c:4_O__B-3_L__B c:4_O__C-3_L__C 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12[s]

-12

-8

-4

0

4

8

12

[A]

(a)

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :4_O__A-3_L__A v :4_O__B-3_L__B v :4_O__C-3_L__C 0,96 0,98 1,00 1,02 1,04 1,06[s]

-300

-200

-100

0

100

200

300

[V]

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) c:4_O__A-3_L__A c:4_O__B-3_L__B c:4_O__C-3_L__C 0,970 0,992 1,014 1,036 1,058 1,080[s]

-80

-50

-20

10

40

70

[A]

(b)

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :4_O__A-3_L__A v :4_O__B-3_L__B v :4_O__C-3_L__C 1,95 1,97 1,99 2,01 2,03 2,05[s]

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200[V]


-80

-50

-20

10

40

70

[A]

(c)




Capítulo 4

91

Manobra de ABERTURA da CH5 na posição π

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :4_O__A-3_L__A v :4_O__B-3_L__B v :4_O__C-3_L__C 3,98 3,99 4,00 4,01 4,02 4,03 4,04 4,05 4,06[s]

-300

-200

-100

0

100

200

300

[V]


-60

-40

-20

0

20

40

60

[A]

(a)

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :4_O__A-3_L__A v :4_O__B-3_L__B v :4_O__C-3_L__C 4,98 4,99 5,00 5,01 5,02 5,03 5,04[s]

-300

-200

-100

0

100

200

300

400[V]

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) c:4_O__A-3_L__A c:4_O__B-3_L__B c:4_O__C-3_L__C 4,97 4,98 4,99 5,00 5,01 5,02 5,03 5,04[s]

-60

-38

-16

6

28

50

[A]

(b)

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) v :4_O__A-3_L__A v :4_O__B-3_L__B v :4_O__C-3_L__C 5,97 5,98 5,99 6,00 6,01 6,02 6,03[s]

-300

-200

-100

0

100

200

300

[V]

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) c:4_O__A-3_L__A c:4_O__B-3_L__B c:4_O__C-3_L__C 5,980 5,985 5,990 5,995 6,000 6,005 6,010 6,015 6,020[s]

-10,0

-6,2

-2,4

1,4

5,2

9,0

[A]

(c)




Capítulo 4

92

Como visto nos testes realizados anteriormente pelo simulador ATP, para o

horário pré-estabelecido, não há restrição de manobra apontada quando se

fechar o anel entre os AL’s 1 e 2, independentemente da chave à ser

manobrada.

4.1.6 LEITURAS DOS AL’S 1 E 2 NO MOMENTO DAS MANOBRAS NAS CH

VIS, REGISTRADAS PELO SIMULADOR DO ATP

No Gráfico 4.18, pode-se verificar o comportamento dos alimentadores

aéreos primários, através do simulador, confirmando os dados das

simulações individuais de fechamento e abertura das CH VIS.

Os gráficos das tensões no momento das manobras de fechamento/abertura

não demonstraram variações significativas, os valores permaneceram dentro

das especificações dos órgãos reguladores. Devido a este fato, estes

gráficos não são apresentados.

(f ile TipoII_Lev e.pl4; x-v ar t) c:SEC1AA-SEC1BA c:SEC1AB-SEC1BB c:SEC1AC-SEC1BC 0 1 2 3 4 5 6 7[s]

-160

-120

-80

-40

0

40

80

120

160[A]

Gráfico 4.18 – Forma da Corrente no AL1. Simulações de manobras na CH1.


Capítulo 4

93

Note que, no período entre dois e quatro segundos a CH1 esteve fechada.

Neste intervalo de tempo, conforme o Gráfico 4.19, o AL1 forneceu parte de

seu carregamento ao AL2 e a corrente não produziu transitórios

eletromagnéticos que perturbasse a rede elétrica. Os valores de corrente

estão dentro do esperado, não produzindo picos que estimulasse a operação

dos dispositivos de proteção e, conseqüentemente, o desligamento dos

disjuntores de alimentação dos circuitos aéreos.

Abaixo no Gráfico 4.19, a forma da corrente do AL2.


-100

-75

-50

-25

0

25

50

75

100[A]


Veja que o AL2, ao contrário do ocorrido no Gráfico 4.19, passa a alimentar

parte da carga do AL1. Aqui, como no gráfico anterior, as correntes também

não geraram transitórios eletromagnéticos que oferecessem algum risco na

operação dos alimentadores.


Capítulo 4

94

Nos Gráficos 4.20 à 4.27, comparados aos Gráficos 4.18 e 4.19, verifica-se

uma mesma tendência do perfil e comportamento dos alimentadores no

momento das manobras. A diferença está somente no nível de carga nos

circuitos após o fechamento das CH VIS, pois como é sabido, estas chaves

estão instaladas em locais distintos ao longo dos alimentadores.


-160

-120

-80

-40

0

40

80

120

160[A]



-200

-150

-100

-50

0

50

100

150[A]



Capítulo 4

95


-160

-120

-80

-40

0

40

80

120

160[A]



-150

-100

-50

0

50

100

150

[A]



Capítulo 4

96


-160

-120

-80

-40

0

40

80

120

160[A]



-120

-80

-40

0

40

80

120

[A]



Capítulo 4

97


-160

-120

-80

-40

0

40

80

120

160[A]



-150

-100

-50

0

50

100

150

[A]



Capítulo 4

98

4.2 MANOBRAS NAS CH VIS EM TEMPO REAL – PARA A

CONFIGURAÇÃO DO TIPO II – MANOBRAS DE 17/04/2007

Baseando-se nas informações colhidas das simulações do tópico anterior

(4.1), pôde-se confirmar a possibilidade da execução dos testes em tempo

real, ou seja, os resultados apresentados anteriormente foram satisfatórios e

respaldou a decisão de se efetuar as manobras nas CH VIS.

As manobras foram executadas na madrugada do dia 17/04/2007 e tiveram

uma seqüência de acordo com Tabela 4.7. Alguns passos foram adotados

para possibilitar o controle das informações colhidas, de acordo com a

seqüência apresentada abaixo e registros dos instrumentos analógicos (Foto

4.1):

Tabela 4.7 – Seqüência das manobras nas CH VIS – Manobras de 17/04/2007.

Foto 4.1 – Instrumento de medição analógico – amperímetro utilizado no alimentador aéreo

primário.


Capítulo 4

99

(a) (b) (c)

(d) (e) (f)

(g) (h) (i)

(j) (k)

Tabela 4.8 – Valores das grandezas elétricas medidas, de acordo com os passos da tabela

4.7: (a) – 1; (b) – 4; (c) – 5; (d) – 6; (e) – 7; (f) – 8; (g) – 9; (h) – 10; (i) – 11; (j) – 12; (k) – 15.

O Gráfico 4.28 foi plotado com os resultados das manobras em tempo real,

ou seja, com os valores lidos nos instrumentos analógicos (Foto 4.2 (a), (b) e

(c)) da ETD, de acordo com cada passo das manobras nas CH VIS. Veja

que em nenhum momento as limitações técnicas dos equipamentos

envolvidos nas manobras foram superadas, conforme pode ser verificado no

Anexo A.


Capítulo 4

100

(a) (b)

(c)

Foto 4.2 – Instrumentos de medição analógicos utilizados nos TR’s da ETD: (a) -

Amperímetro; (b) – Voltímetro; (c) – Vista geral dos instrumentos das três fases.


Capítulo 4

101

(a)

(b)

(c)

Gráfico 4.28 – Gráficos das grandezas elétricas dos equipamentos envolvidos nas

manobras de paralelismo. Leituras dos instrumentos analógicos da ETD: (a) – Tensão e

Corrente do TR1; (b) - Tensão e Corrente do TR2; (c) – Corrente dos AL’s 1 e 2.


Capítulo 4

102

4.3 DADOS DAS MANOBRAS NAS CH VIS EXTRAÍDAS DO SSC

EM TEMPO REAL – PARA A CONFIGURAÇÃO DO TIPO II –

MANOBRAS DE 17/04/2007

O Sistema de Supervisão e Controle (SSC) começou a ser implantado na

AES Eletropaulo a partir de 1998. No início do ano 2000 começou a ter uma

melhora significativa, dentro dos moldes de uma empresa de 1º mundo. O

primeiro estágio da implantação do sistema foi a visualização real dos

estados dos equipamentos instalados em uma estrutura elétrica (ETD, EBC,

ECH, TCH, etc.), onde possibilitou uma maior agilidade no reconhecimento

de ocorrências e/ou perturbações dentro da rede elétrica.

A segunda fase do processo de implantação do SSC foi o telecomando nos

equipamentos. Esta fase teve um real avanço dentro da filosofia de

operação das estruturas elétrica, pois aperfeiçoou com uma melhora

significativa o processo de controle nas interrupções de energia, bem como

diminui os índices de qualidade como DEC, FEC, entre outros.

Finalmente, foram implantadas as telemedições na própria tela do SSC,

oferecendo aos despachantes informações dos valores da tensão e corrente

elétrica dos equipamentos, reconhecido como mais um grande avanço

dentro filosofia de operação do sistema elétrico.

Portanto, paralelamente às anotações de tensão e corrente efetuadas pelo

operador, no momento das manobras de fechamento em anel, conforme

tabela 4.8, foram anotadas as leituras dos equipamentos através do SSC.

E, surpreendentemente, como visto mais adiante, constatou-se que os testes

reais foram bem sucedidos e não atingiram os limites técnicos e de

segurança dos equipamentos envolvidos nas manobras (Anexo A).


Capítulo 4

103

Gráfico 4.29 – Tela gráfica do SSC, representação dos estados reais e medições de tensão

e corrente dos equipamentos.

Nesta tela gráfica do SSC, Gráfico 4.29, visualizam-se os estados dos

disjuntores de circuitos, dos disjuntores de ramais de entrada da ETD e das

seccionadoras de 88kV ligadas nos barramentos, bem como na linha de sub-

transmissão. Veja que há uma inconsistência no estado da seccionadora do

ramal 1, está indicando aberta, porém no local a mesma encontrava-se

fechada, pois era este ramal que estava alimentando a ETD. Estas

inconsistências, bem como informações de leituras inexatas, são algumas

dificuldades encontradas na utilização do SSC para suporte na operação do

sistema em tempo real, mas quando ocorrem fatos desta natureza,

imediatamente o setor responsável pela manutenção do sistema SSC é

acionado e mobilizado para a normalização da anomalia. O Gráfico 4.30

mostra as leituras efetuadas pelo SSC:

Carga do AL1

Tensão e

Carga do TR1

Tensão e

Carga do TR2

Carga do AL2


Capítulo 4

104

(a)

(b)

(c)

Gráfico 4.30 – Gráficos das grandezas elétricas dos equipamentos envolvidos nas

manobras de paralelismo. Leituras do SSC: (a) – Tensão e Corrente do TR1; (b) - Tensão e

Corrente do TR2; (c) – Corrente dos AL’s 1 e 2.


Capítulo 4

105

4.4 DADOS DAS MANOBRAS NAS CH VIS REGISTRADAS PELO

MEDIDOR POWER 3720 – PARA A CONFIGURAÇÃO DO TIPO

II – MANOBRAS DE 17/04/2007

O medidor “Power Measurement 3720” é um equipamento que tem a

capacidade de fornecer informações de qualidade de energia. Devido a esta

característica, este equipamento é muito utilizado por grandes indústrias,

empresas de consultoria na área de eletricidade e qualidade de energia e,

principalmente, por concessionárias de energia elétrica.

Dois destes equipamentos foram instalados na ETD, nos AL’s 1 e 2, com o

intuito de registrar qualquer evento perturbatório, bem como o

comportamento, em regime permanente, destes equipamentos a medida que

as manobras fossem realizadas. Paralelamente às leituras efetuadas nos

instrumentos analógicos dos equipamentos, pelo operador na subestação e

também das leituras extraídas do SSC, grandezas como tensão, corrente,

fator de potência e distorções harmônicas, foram registradas nos medidores

de qualidade POWER 3720.

Foto 4.3 – Medidor de qualidade “Power Measurement 3720”.

Semelhantemente ao método aplicado em 4.2, os dados colhidos no

medidor Power 3720 foram tratados e apresentados nos Gráficos 4.31 e

4.32 para uma melhor visualização.


Capítulo 4

106

(a)

(b)

Gráfico 4.31 – Gráficos das grandezas elétricas do AL1 – Power 3720: (a) – Tensão; (b) –

Corrente.


Capítulo 4

107

(a)

(b)

Gráfico 4.32 – Gráficos das grandezas elétricas do AL2 – Power 3720: (a) – Tensão; (b) –

Corrente.


Capítulo 4

108

4.5 COMPARAÇÃO DOS VALORES ADQUIRIDOS PELAS

FERRAMENTAS UTILIZADAS – INSTRUMENTOS

ANALÓGICOS DA ETD; REGISTROS NO SSC E DADOS

EXTRAÍDOS DO MEDIDOR POWER 3720 – MANOBRAS DE

17/04/2007

Foram utilizadas quatro ferramentas para a análise dos dados gerados no

fechamento do anel entre os AL’s 1 e 2, são eles:

1) Simulador ATP; 2) Leituras dos instrumentos analógicos da ETD; 3) Leituras no Sistema de Supervisão e Controle, e; 4) Leituras do medidor Power.

Primeiramente foi feita a simulação de fechamento do anel entre os AL’s 1 e

2 no ATP. Os testes foram realizados com sucesso, indicando a

possibilidade de se executar a manobra de fechamento em anel na rede

aérea primária de distribuição em tempo real.

Num segundo momento, após os dados gerados pelo ATP serem analisados

e validados, as manobras de fechamento em anel foram realizadas com

sucesso na rede aérea primária de distribuição.

Agora, através dos dados colhidos nas ferramentas de análise, há a

confirmação de que o modelamento dos AL’s está correto, e que este pode

ser utilizado para a análise de fechamento em anel nos demais horários de

maior carregamento na rede aérea primária de distribuição.

Os testes reais foram executados na madrugada do dia 17 de abril de 2007

com o registro dos dados colhidos nas manobras (Gráficos 4.33 e 4.34).

Lembrando que foram tomadas todas as medidas operacionais e de

segurança, conforme 1.3.4 e 2.1.2.


Capítulo 4

109

(a)

(b)

Gráfico 4.33 – Gráfico comparativo das grandezas elétricas do AL1 – Leitura ETD, SSC e

Power: (a) – Tensão; (b) – Corrente.


Capítulo 4

110

(a)

(b)

Gráfico 4.34 – Gráfico comparativo das grandezas elétricas do AL2 – Leitura ETD, SSC e

Power: (a) – Tensão; (b) – Corrente.


Capítulo 4

111

Ao fechar uma CH VIS, a característica de cada circuito é modificada. Isto é

explicado pela lei de OHM que diz que a corrente, em um circuito elétrico, é

diretamente proporcional à tensão aplicada e inversamente proporcional à

resistência do circuito.

Portanto, um circuito de menor impedância passa a alimentar um montante

de carga do circuito de maior impedância. Este fenômeno também é visto na

tensão elétrica aplicada, esta tem uma pequena elevação no circuito que

fornece carga e uma pequena diminuição no circuito que recebe parte da

carga.

Veja nos Gráficos 4.35 à 4.38 que as leituras dos AL’s foram agrupadas de

acordo com cada ferramenta de medição utilizada. Esta ação possibilita

selecionar a ferramenta que forneceu os resultados mais coerentes, dando

subsídios para escolhê-la como a ferramenta a ser utilizada no próximo teste

real na rede aérea primária de distribuição.

Gráfico 4.35 – Gráfico da corrente dos AL’s 1 e 2 – Registro do medidor Power 3720.


Capítulo 4

112

(a)

(b)

Gráfico 4.36 – Gráfico da corrente dos AL’s 1 e 2 das seguintes fontes: (a) – Amperímetros

da ETD; (b) Registros do SSC.


Capítulo 4

113

(a)

(b)

Gráfico 4.37 – Gráfico da tensão dos AL’s 1 e 2 das seguintes fontes: (a) – Medidor Power

3720; (b) Voltímetros da ETD.


Capítulo 4

114

Gráfico 4.38 – Gráfico da tensão elétrica dos AL’s 1 e 2 – Registros do SSC.

Analisando os gráficos apresentados anteriormente, verifica-se que as

leituras dos instrumentos analógicos (amperímetros e voltímetros) da ETD

não são precisas, podendo ser relacionadas aos seguintes fatores:

- Erros de precisão e aferição dos instrumentos de medição, causados

principalmente pelo início de escala dos instrumentos;

- Erros nas leituras visuais, quando efetuadas pelo operador.

Já as leituras extraídas do SSC não estão confiáveis, pois a ETD está

passando por um processo de readequação nos transdutores e ainda não foi

digitalizada. Portanto, conclui-se que o medidor Power 3720 foi a ferramenta

mais confiável e que forneceu os valores mais coerentes com a realidade

funcional dos equipamentos. Portanto, para os próximos testes de

fechamento em anel na rede aérea primária, somente este aparelho será

utilizado como ferramenta de aquisição das grandezas elétricas,

possibilitando uma melhor análise do comportamento dos alimentadores.


Capítulo 4

115

4.6 DADOS DAS MANOBRAS NAS CH VIS REGISTRADAS PELO

MEDIDOR POWER ION 7500 – PARA A CONFIGURAÇÃO DO

TIPO II – MANOBRAS DE 09/10/2007

Todos os dados colhidos através das simulações, principalmente os

resultados dos testes realizados anteriormente na rede aérea primária de

distribuição, deram suporte e motivaram um novo teste na rede aérea

primária.

Extraiu-se, da experiência anterior, que se o tempo entre uma aquisição e

outra fosse diminuído, uma maior confiabilidade e um maior controle da

situação seriam obtidos, pois uma quantidade maior de informações estaria

disponível. Portanto, um novo modelo de aparelho foi escolhido para atender

esta necessidade, o medidor de qualidade Power ION 7500, conforme Foto

4.4. Este modelo possui maior capacidade de armazenamento em sua

memória de massa, entre outras facilidades e funcionalidades.

Foto 4.4 – Medidor de qualidade “Power ION 7500”.

Não são apresentados neste tópico os dados colhidos nos instrumentos

analógicos da ETD, nem os dados registrados pelo SSC, porém, estes estão

disponíveis e podem ser consultados no Anexo B deste trabalho.


Capítulo 4

116

Para a realização dos novos testes o medidor foi configurado de forma a

registrar as correntes, harmônicos e os eventos de sobre e sub-tensão que

porventura ocorresse na rede aérea no momento das manobras, ou seja, o

registro de tensões 5% acima ou abaixo da tensão nominal da ETD que é de

13,5 kV.

As manobras foram executadas na madrugada do dia 09/10/2007 e tiveram

uma seqüência de acordo com a Tabela 4.9. Alguns passos foram adotados

para possibilitar o controle das informações colhidas, de acordo com a

seqüência apresentada abaixo:

Tabela 4.9 – Seqüência das manobras nas CH VIS – Manobras de 09/10/2007.

A seguir, como em 4.2, são apresentados os valores medidos no Power ION

7500 e apresentados nos Gráficos 4.39 à 4.41, facilitando a visualização e o

comportamento dos alimentadores quando fechados em anel.

Neste caso, fica evidente que, semelhantemente ao caso anterior, nenhuma

das limitações técnicas dos equipamentos envolvidos nas manobras foi

superada (Ver Anexo A).


Capítulo 4

117

(a)

(b)

Gráfico 4.39 – Máximos valores do carregamento dos AL’s no período das manobras: (a) –

AL1; (b) – AL2.


Capítulo 4

118

(a)

(b)

Gráfico 4.40 – Máximos valores da tensão no período das manobras: (a) – AL1; (b) – AL2.


Capítulo 4

119

(a)

(b)

Gráfico 4.41 – Mínimos valores da tensão no período das manobras: (a) – AL1; (b) – AL2.


Capítulo 4

120

No Gráfico 4.39, pode se constatar a variação da corrente nos alimentadores

no momento das manobras. Veja que, ao se desligar o DJ do AL1 após o

fechamento da CH1 (Tabela 4.9 – passos 4 e 5), seu carregamento fica

zerado e, no mesmo instante, o AL2 passa a assumir a carga total dos

alimentadores. Fica evidente que a somatória das cargas parciais dos

circuitos coincide com a carga total dos AL’s, após o desligamento de um

dos DJ’s. Foram cinco desligamentos por DJ. Toda vez que uma CH VIS foi

fechada os DJ’s dos AL’s 1 e 2 foram desligados, um de cada vez, buscando

assim o registro do comportamento das grandezas em regime permanente e

os transitórios eletromagnéticos. Esta análise pode ser estendida ao Gráfico

4.39 (b).

Nos Gráficos 4.40 e 4.41, as tendências seguem exatamente como

previstas. Quando um DJ passou a assumir a carga do outro DJ que foi

desligado, a tensão neste equipamento teve uma leve queda, porém dentro

dos limites pré-estabelecidos. Já no caso inverso, a barra na qual estava

conectado o DJ desligado teve um leve aumento em seu nível de operação

nominal, também dentro dos limites pré-estabelecidos.

Os critérios citados em 1.3.4 e em 2.1.2 foram respeitados, também todos os

critérios de segurança foram considerados. Os equipamentos de medição

instalados nos alimentadores não registraram nenhum valor de sobrecarga

em regime permanente. As tensões também não ultrapassaram os limites

pré-estabelecidos de sub e sobre elevação.

Os medidores de qualidade também registraram as harmônicas de tensão e

corrente, que foram satisfatórias tanto na operação, quanto no momento das

manobras, não impedindo e nem provocando restrições operacionais. Os

gráficos das harmônicas podem ser vistos no Anexo B.

Portanto, conforme constatado nos registros dos medidores e também nos

gráficos, as manobras estão liberadas para este horário de carga leve, em

todas as CH VIS destes alimentadores.

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