subestaÇÃo coletora igaporÃ 230/69kv linha de … · subestaÇÃo coletora igaporÃ 230/69kv...

SUBESTAÇÃO COLETORA IGAPORÃ

230/69kV

Linha de Transmissão 230 kV

Bom Jesus da Lapa - Igaporã

e

Transformadores de 150MVA-230/69kV

D E S C R I Ç Ã O

F E I T O

V I S T O A P R O V. D A TA A P R O V. D A T A

P R O J E T I S T A CLIENTE

R E V I S Õ E S

L&M Engenharia

P R O J. SE COLETORAS IGAPORÃ 230/69kV- 2x90/120/150 MVA

V ERIF.

D E S. V I S T O

V E R I F. RELATÓRIO R2

A P R O V.

V I S T O D A T A

A P R O V. E S C. Nº CLIENTE FL.1 de

71

REV.

D A T A - Nº PROJETISTA 0

L&M Engenharia RELATÓRIO R2

F E I T O A P R O V. D A T A Nº DOC.

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R E VISÃO

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SUMÁRIO

1. Introdução e Objetivo .......................................................................................................... 4

2. Conclusões .......................................................................................................................... 5

3. Recomendações .................................................................................................................. 7

4. Condutor econômico .......................................................................................................... 8

4.1. Premissas ............................................................................................................................. 8

4.2. Metodologia ......................................................................................................................... 8

4.3. Custo Anual de Energia Perdida ........................................................................................ 9

4.4. Análise Econômica ............................................................................................................ 10

4.5. Conclusão .......................................................................................................................... 11

4.6. Recomendação .................................................................................................................. 11

5. Metodologia dos Estudos de Transitórios Eletromagnéticos ....................................... 12

5.1. Regime permanente .......................................................................................................... 12

5.2. Simulações estatísticas e determinísticas ...................................................................... 13

5.3. Linhas de transmissão ...................................................................................................... 13

5.4. Religamento de linhas de transmissão ........................................................................... 13

5.5. Rejeição de carga .............................................................................................................. 14

5.6. Critérios .............................................................................................................................. 15

5.7. Tensões admissíveis ......................................................................................................... 15

5.8. Dados para Modelagem do Sistema Elétrico .................................................................. 16

6. Energização de Linhas de Transmissão ......................................................................... 18

6.1. Introdução .......................................................................................................................... 18

6.2. Análise dos resultados ..................................................................................................... 18

6.3. Energização da LT Bom Jesus da Lapa- Igaporã – caso mais crítico .......................... 19



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6.4. Resumo dos resultados das simulações ........................................................................ 21

6.5. Conclusão .......................................................................................................................... 23

7. Religamento tripolar das linhas de transmissão ............................................................ 24

7.1. Introdução .......................................................................................................................... 24


7.3. Conclusão .......................................................................................................................... 27

7.4. Religamento tripolar da LT Bom Jesus da Lapa- Igaporã – caso mais crítico ............ 28

7.5. Resumo das simulações estatísticas .............................................................................. 30

8. Religamento Monopolar das Linhas de Transmissão .................................................... 32

8.1. Análise dos casos ............................................................................................................. 32

8.2. Conclusão .......................................................................................................................... 33

8.3. Religamento monopolar da LT Bom Jesus da Lapa- Igaporã – Caso típico ............... 34

9. Rejeição de Carga ............................................................................................................. 40


9.2. Conclusão .......................................................................................................................... 41

9.3. Os resultados das simulações são apresentados a seguir. ......................................... 42

10. Arco Secundário ................................................................................................................ 52

10.1. Conclusão .......................................................................................................................... 58

11. Energização de transformadores ..................................................................................... 59

11.1. Premissas ........................................................................................................................... 59


11.3. Conclusão da análise ........................................................................................................ 70

11.4. Conclusão .......................................................................................................................... 70

12. Referências Bibliográficas ............................................................................................... 71



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1. INTRODUÇÃO E OBJETIVO

O presente relatório compreende os estudos de transitórios eletromagnéticos referentes à

Linha de Transmissão 230 kV Bom Jesus da Lapa-Igaporã e Transformadores de 150MVA-

230/69kV, em continuidade ao relatório de planejamento R1 - Relatório Técnico - Estudo

para Dimensionamento das ICG referentes Centrais Geradoras Eólicas do LER 2009 [7].

O diagrama abaixo apresenta a Linha de Transmissão 230 kV Bom Jesus da Lapa-Igaporã

e dois transformadores de 150MVA-230/69kV em Igaporã.

Figura 1.1 Diagrama esquemático das LT e transformadores de 230/69kV-150MVA

Será, objeto deste estudo a análise dos transitórios eletromagnéticos decorrentes de

manobras e a escolha econômica do condutor, a seguir especificados:

Condutor Econômico

Energização de linha de transmissão e de transformadores;

Religamento monopolar de linha de transmissão;

Religamento tripolar de linha de transmissão;

Rejeição de carga;

Energização de transformadores e

Arco secundário.



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2. CONCLUSÕES

São essas as conclusões do presente estudo:

O estudo condutor econômico, para a LT de 230kV Bom Jesus da Lapa-Igaporã,

conduziu aos seguintes resultados:

o De acordo com a premissa de fator de geração eólica coletada pela ICG de

Igaporã de 0,35 - considerado na referência [6] - o custo de expansão mais

econômico ocorre com o feixe de condutores Tern 2x795 MCM;

o Caso se verifique que o fator de geração eólica coletada pela ICG de Igaporã

seja 0,50 - conforme comentado na mesma referência [6] - o custo de

expansão mais econômico ocorre com o feixe de condutores Rail 2x954 MCM.

É permitida a energização da Linha de Transmissão 230 kV Bom Jesus da Lapa-

Igaporã, em ambos os sentidos, a partir dos respectivos terminais.

O sucesso do religamento monopolar para o tempo morto de 500ms para LT Bom

Jesus da Lapa-Igaporã é de elevada probabilidade.

É permitido o religamento monopolar da Linha de Transmissão 230 kV Bom Jesus da

Lapa- Igaporã, em ambos os sentidos, a partir dos respectivos terminais.

Os transformadores de 230/69kV-150MVA da SE Igaporã podem ser energizados a

partir das barras de 230kV e de 69kV da SE Igaporã.

No caso de abertura eventual sem falha do terminal da Linha de Transmissão 230kV

Bom Jesus da Lapa-Igaporã no terminal da SE em Bom Jesus da Lapa,

permanecendo a mesma conectada à barra de 230 kV da SE Igaporã, há

desenvolvimento de sobretensões prejudiciais aos equipamentos.

Para o controle dessa sobretensão é necessário o desligamento dos bancos de

capacitores de 230kV-50VAR e de 69kV-2x21,3MVAR conectados às barras de 230kV



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e de 69kV da SE Igaporã por esquema de controle ou proteção, em até 150ms, após

a abertura de um dos disjuntores ou de ambos, eventualmente ou pela proteção, da

Linha de Transmissão 230kV Bom Jesus da Lapa–Igaporã.

É permitido o religamento tripolar da Linha de Transmissão 230 kV Bom Jesus da

Lapa-Igaporã, a partir da barra da SE 230 kV Bom Jesus da Lapa.



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3. RECOMENDAÇÕES

De acordo com a premissa de que o fator de geração eólica coletada pela ICG de

Igaporã é de 0,35 - considerado na referência [6] - recomenda-se a utilização, na LT

de 230kV Bom Jesus da Lapa-Igaporã, o feixe de condutores Tern 2x795 MCM;

Caso se verifique que o fator de geração eólica coletada pela ICG de Igaporã de seja

0,50 - conforme comentado na mesma referência [6] - recomenda-se adotar, na LT

de 230kV Bom Jesus da Lapa-Igaporã, o feixe de condutores Rail 2x954 MCM.

O estudo atual não identificou a necessidade, de resistores de fechamento nos

disjuntores de manobra na LT de 230kV Bom Jesus da Lapa-Igaporã.

Recomenda-se a adoção de pára-raios ZnO, com capacidade mínima de absorção de

energia 4kJ/kV, para as subestações de 230 kV de Bom Jesus da Lapa–Igaporã.

Recomenda-se implantar controle que garanta o desligamento dos bancos de

capacitores de 230kV-50VAR e de 69kV-2x21,3MVAR conectados às barras de 230kV

e de 69kV da SE Igaporã, em até 150ms, após a abertura de um dos disjuntores ou

de ambos, da Linha de Transmissão 230kV Bom Jesus da Lapa–Igaporã.

Recomenda-se não implementar o religamento tripolar da Linha de Transmissão

230kV Bom Jesus da Lapa-Igaporã, a partir da barra da SE 230 Igaporã.



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4. CONDUTOR ECONÔMICO

4.1. Premissas

Para a avaliação de custo utilizaram-se os seguintes parâmetros:

Referências de Custos de Linhas de Transmissão e Subestações de AT e EAT.

Dezembro de 2007 [8];

Custo marginal de expansão de R$ 138/MWh;

Taxa de retorno de 11%;

Potência geradora do parque eólico coletado na SE de Igaropã de 270MW;

Fator de potência do fluxo de potência na barra de 230kV da SE Igaropã para a barra

de 230kV da SE Bom Jesus da Lapa de 0,95 (valor mínimo contratual).

Vida útil do empreendimento – 30 anos;

Comprimento da LT 115km.

4.2. Metodologia

Os custos da linha foram calculados com base no custo modular “Referência de Custos

LTs e SEs de Eletrobrás, dezembro/2007[8]”.

No relatório, Estudo de Conexão das Eólicas Vencedoras no LER 2009 nos Estados do

Ceará e Rio Grande do Norte - EPE-DEE-RE-009/2010-r0 - Fevereiro de 2010 [6] foi

discutido a definição do fator de geração; nesse relatório (cap. 4, a fls. 28 e ss) foi adotado,

para a definição do feixe de condutores das LTs o fator de geração eólica de 0,35 pu;

contudo, foi ressalvado que informações cadastradas pelos empreendedores e análises

energéticas consideraram o fator de capacidade das usinas eólicas conforme Tabela 18.

Na referida tabela, consta como fator de geração eólica coletada pela ICG de Igaporã como

sendo de 0,5. Essas informações, diz o referido relatório, serão consideradas nas

avaliações mais detalhadas.

Para avaliação para a definição do feixe de condutores da LT em 230 kV Bom Jesus da

Lapa–Igaporã, foi considerado o caso base, com fator de geração eólica coletada pela ICG



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de Igaporã de 0,35; e, alternativamente, o caso com fator de geração eólica coletada pela

ICG de Igaporã de 0,5.

Fator de geração eólica coletada pela ICG de Igaporã de 0,5.

As alternativas de uso de condutores são mostradas na tabela, a seguir.

Tabela 4-1 Alternativas para a escolha do condutor

Tensão [kV]

Tipo de Torre

Cabo Condutor

Cabo [MCM]

Tipo Circuito

230 CP Dove 2x556.5 CS

230 CP Grosbeak 2x636 CS

230 CP Tern 2x795 CS

230 CP Ruddy 2x900 CS

230 CP Rail 2x954 CS

230 CP Bluejay 2x1113 CS

4.3. Custo Anual de Energia Perdida

O custo de energia perdida foi avaliado considerando o custo marginal de expansão de R$

138/MWh, taxa de retorno de 11%, período de 30 anos (vida útil das linhas), o fluxo de

potência previsto nos casos bases da EPE.



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4.4. Análise Econômica

Na tabela, a seguir, estão apresentados os resultados obtidos para os condutores

pesquisados.

Tabela 4-2 VPL - Custo para cada alternativa para Fator de geração de 0,35pu

Tensão Cabo Nome Seção

(MCM) Torre Circuito

Extensão (km)

V.P.L.

Índice US$ x 103

Invest. Perdas Expansão

230 CP Dove 2x556.5 AAC CS 115 36030 13578 49608 1,040

230 CP Grosbeak 2x636 AAC CS 115 37742 11900 49642 1,041

230 CP Tern 2x795 AAC CS 115 38152 9555 47708 1,000

230 CP Ruddy 2x900 AAC CS 115 40042 8500 48542 1,017

230 CP Rail 2x954 AAC CS 115 40986 8035 49021 1,028

230 CP Bluejay 2x1113 AAC CS 115 43700 6933 50633 1,061

Na tabela acima, o feixe condutor mais econômico é o Tern, 2x795.

Alternativa com fator de geração eólica coletada pela ICG de Igaporã de 0,5.

A tabela seguinte mostra os resultados dessa alternativa com o fator de geração de 0,5.

Tabela 4-3 Tabela VPL - Custo para cada alternativa para Fator de geração de 0,5 pu

Tensão Cabo Nome Seção (MCM) Torre Circuito Extensão (km)

V.P.L.

Índice US$ x 103

Invest, Perdas Expansão

230 CP Dove 2x556.5 AAC CS 115 36030 27711 63740 1,1108

230 CP Grosbeak 2x636 AAC CS 115 37742 24286 62028 1,0809

230 CP Tern 2x795 AAC CS 115 38152 19501 57653 1,0047

230 CP Ruddy 2x900 AAC CS 115 40042 17346 57388 1,0001

230 CP Rail 2x954 AAC CS 115 40986 16398 57384 1,0000

230 CP Bluejay 2x1113 AAC CS 115 43700 14149 57849 1,0081

Na tabela acima, a alternativa vencedora de feixe condutor é o Rail 2x954 MCM. A

vantagem econômica sobre o segundo colocado é desprezível, mas ela é reforçada pelo



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aspecto técnico, o vencedor Rail 2X954MCM possui maior capacidade de transmissão e

menores perdas do que o segundo colocado - Ruddy 2x900 MCM por MW instalado.

4.5. Conclusão

O estudo condutor econômico, para a LT de 230kV Bom Jesus da Lapa-Igaporã, conduziu

aos seguintes resultados:

De acordo com a premissa de fator de geração eólica coletada pela ICG de Igaporã de

0,35 - considerado na referência [6] - o custo de expansão mais econômico ocorre com

o feixe de condutores Tern 2x795 MCM;

Caso se verifique que o fator de geração eólica coletada pela ICG de Igaporã seja 0,50

-- conforme comentado na mesma referência [6] - o custo de expansão mais

econômico ocorre com o feixe de condutores Rail 2x954 MCM.

4.6. Recomendação

De acordo com a premissa de fator de geração eólica coletada pela ICG de Igaporã de 0,35

- considerado na referência [6] - recomenda-se a utilização, na LT de 230kV Bom Jesus da

Lapa-Igaporã o feixe de condutores Tern 2x795 MCM;

Caso se verifique que o fator de geração eólica coletada pela ICG de Igaporã de 0,50 --

conforme comentado na mesma referência [6] - recomenda-se adotar, na LT de 230kV

Bom Jesus da Lapa-Igaporã o feixe de condutores Rail 2x954 MCM.



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5. METODOLOGIA DOS ESTUDOS DE TRANSITÓRIOS ELETROMAGNÉTICOS

Os estudos de transitórios eletromagnéticos, sob o ponto de vista de expansão de sistema,

visam a definir as características elétricas básicas dos equipamentos a serem especificadas

e recomendar as adequações necessárias para reduzir as solicitações de tensão ou de

dissipação de energia em pára-raios.

No programa ATP, foi ajustada a configuração para o ano de 2012 [1] e o fluxo de potência

com base no estudo de regime permanente do Sistema Interligado Nacional para o ano de

2012 do programa decenal, com os ajustes determinados relatório EPE-DEE-RE-024/2010-

r1 [7].

O sistema de transmissão foi representado pela LT de 500 kV Serra da Mesa, Rio das

Éguas, Bom Jesus da Lapa, Ibicoara, Sapeaçu; LT de 230 kV Bom Jesus da Lapa, Irecê,

Senhor do Bonfim; LT de 230 kV Bom Jesus da Lapa, Barreiro; LT de 230 kV Bom Jesus

da Lapa, Igaporã; transformadores de 230/69kV na SEs Igaporã Foram adotados

equivalentes de sequência conectados a fontes tipo 14 nas subestações de fronteira do

equivalente com o sistema interligado não representado.

A metodologia utilizada para avaliar as solicitações decorrentes das manobras, sob o ponto

de vista de Transitórios Eletromagnéticos, bem como, o ajuste da condição de regime

permanente para o programa ATP estão sumariamente descritas a seguir.

5.1. Regime permanente

No programa ATP, a condição de regime permanente foi ajustada para reproduzir a

condição de carga do programa de fluxo de potência, ANAREDE [4], para o ano que

considera a entrada em operação desses novos empreendimentos.

Nas simulações de transitório eletromagnético, as tensões de barra de regime permanente

foram ajustadas nos valores máximos possíveis.



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5.2. Simulações estatísticas e determinísticas

As manobras simuladas no modo estatístico foram feitas com um conjunto de 200

chaveamentos numa janela de um ciclo.

Foram adotados os seguintes valores para a análise estatística:

Desvio padrão do tempo de atuação do disjuntor: σ = 0,00125 s.

Não se utilizou resistor de pré-inserção.

Foram processados os casos determinísticos correspondentes às solicitações mais severas

obtidas dos casos estatísticos.

5.3. Linhas de transmissão

As manobras de energização e religamento, mopolar, tripolar e rejeição de carga foram

simuladas em ambos os sentidos. As simulações foram feitas tanto sem aplicação de falta

quanto com falta monofásica para terra.

Nas simulações estatísticas de energização e religamento da LT foi aplicada falta

monofásica nas extremidades e ao longo da LT. As tensões foram monitoradas ao longo da

LT.

5.4. Religamento de linhas de transmissão

A abertura dos terminais da linha é considerada a 150ms após a aplicação da falta.

O critério para a eliminação do defeito é vinculado ao sucesso ou insucesso do religamento.

No caso de religamento com sucesso, considera-se que o religamento ocorre após a

extinção do arco secundário: caso em que o tempo adotado para eliminação do arco

secundário (defeito monofásico para terra) foi de 500 ms;

No caso do religamento sem sucesso, o arco secundário é mantido até o fim da simulação;

o religamento ocorre, pois, na presença do arco secundário.



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5.5. Rejeição de carga

Devem ser avaliados os casos de interrupção do fluxo de potência envolvendo:

abertura eventual sem defeito;

abertura eventual seguida de defeito monofásico para terra;



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5.6. Critérios

Em estudos de transitórios eletromagnéticos, os critérios definem os valores máximos das

solicitações decorrentes de manobra a que os equipamentos podem ficar expostos, sem

comprometer a sua integridade física e operacional.

Nas simulações foi utilizado o programa de simulação digital Alternative Transients Program

– ATP [5].

Com essa finalidade, são monitoradas as tensões fase-terra e fase-fase nos terminais e ao

longo da linha de transmissão, a energia absorvida, as correntes de descarga nos pára-

raios e as correntes de inrush no caso de energização de transformadores.

5.7. Tensões admissíveis

Para avaliar as solicitações de transitórios eletromagnéticos decorrentes das manobras do

adotaram-se os critérios que constam do manual da EPE [2] o Submódulo 23.3 “Diretrizes e

critérios para estudos elétricos.”, Resolução nº 1051/07, do Procedimento de Rede [1].



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5.8. Dados para Modelagem do Sistema Elétrico

Tabela 5-1 Linhas de Transmissão

T r e c h o Tensão

(kV)

Seqüência zero Seqüência positiva

L

(km)

R0

/Km

X0

/Km

Y0

S/Km

R1

/Km

X1

/Km

Y1

S/Km

Serra da Mesa R. das Éguas 500 0,3934 1,4502 2,7199 0,0179 0,2666 6,1162 230

R. das Éguas Bom Jesus da Lapa 500 0,3934 1,4502 2,7199 0,0179 0,2666 6,1162 322

Bom Jesus da Lapa Ibicoara 500 0,3934 1,4502 2,7199 0,0179 0,2666 6,1162 232

Ibicoara SA500 500 0,3934 1,4502 2,7199 0,0179 0,2666 6,1162 256

Bom Jesus da Lapa Irecê 230 0,459 1,6649 2,3827 0,0752 0,4951 3,3665 288

Bom Jesus da Lapa Barreiras 230 0,459 1,6649 2,3827 0,0752 0,4951 3,3665 236

Irecê S.Bonfim 230 0,459 1,6649 2,3827 0,0752 0,4951 3,3665 216

Bom Jesus da Lapa Igaporã 230 0,429 1,5340 2,8911 0,0424 0,3511 4,7169 115

Serra da Mesa R. das Éguas 230 0,3934 1,4502 2,7199 0,0179 0,2666 6,1162 230

Tabela 5-2 Reatores de barra

BARRA Tensão

(kV)

Capacidade

(MVAR)

R. das Éguas 500 100

R. das Éguas 500 87.8

R. das Éguas 500 87.8

Bom Jesus da Lapa 500 78.454

Bom Jesus da Lapa 500 40.791

Ibicoara 230 57.703

Ibicoara 500 22.128

Tabela 5-3 Bancos de Capacitores de Barra

BARRA Tensão

(kV) Quantidade

Capacidade

(MVAR)

Igaporã 230

1 50

Igaporã 69

2 21,3



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Tabela 5-4 Transformadores

Subestação Tensões

(kV) Quantidade

Xps *

(%)

Potência (MVA)

Ibicoara 500/230/13.8 1 7,8 300

B.J.Lapa 500/230/13.8 2 7,8 300

Igaporã 230/69 2 10 150

Observação: * parâmetros calculados na base da potência nominal do trafo.



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6. ENERGIZAÇÃO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO

6.1. Introdução

Foram feitos processamentos estatísticos de energização LT de 230kV Bom Jesus da Lapa

– Igaporã, nos dois sentidos, a partir dos respectivos terminais. Os processamentos

incluem energização com ou sem falta. Nos casos de falta, foi considerada falta na

extremidade e ao longo da LT.

As tensões nas extremidades e ao longo da LT foram monitoradas.

As faltas, quando aplicadas, o foram nas extremidades e ao longo da LT.

Observaram-se as normas e procedimentos - Submódulo 23.3 R1 Diretrizes e critérios para

estudos elétricos e EPE [1] e [2].

6.2. Análise dos resultados

Foram verificadas as curvas de tensão e de energia ao longo do tempo dos casos mais

severos.

Os valores máximos observados, nas simulações deste estudo são os seguintes.

Tabela 6-1 Valores máximos – energização de LT

Tensão fase-neutro (pu) Tensão fase-neutro (pu) Energia kJ

Local Vmax ( kJ)

De BJLapa para Igaporã. A 75% 2,772 83

De Igaporã para BJLapa. A 50% 2,419 78

Na tabela acima, são apresentadas as seguintes informações dos piores casos: sentido da

operação, local da ocorrência da sobretensão máxima, e o valor da máxima energia

dissipada nos pára-raios do terminal remoto da LT.

Os resultados das simulações são apresentados a seguir.



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R E VISÃO

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6.3. Energização da LT Bom Jesus da Lapa- Igaporã – caso mais crítico

(f ile DENERG-BJLAPIGAPDIR-TR3t.pl4; x-v ar t) v :FINALA v :FINALB v :FINALC

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30[s]

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

[kV]

Figura 6.1 Energização de LT - Tensão no terminal remoto da LT de 230kV

Tensões no terminal de LT 230kV da SE Igaporã.

Energização da LT de 230kV Bom Jesus da Lapa-Igaporã a partir Bom Jesus da Lapa



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R E VISÃO

MAI/10 0

(f ile DENERG-BJLAPIGAPDIR-TR3t.pl4; x-v ar t) c:FINALA- c:FINALB- c:FINALC-

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30[s]

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

[A]

Figura 6.2 Energização de LT - Energia no terminal remoto da LT de 230kV

Energia nos pára-raios no terminal de LT 230kV da SE Igaporã.

Energização da LT de 230kV Bom Jesus da Lapa-Igaporã a partir Bom Jesus da Lapa



FL.21/71

R E VISÃO

MAI/10 0

6.4. Resumo dos resultados das simulações

Energ nº 1 Energização de circuito BJ Lapa Igaporã

Sentido da operação: BJ Lapa para Igaporã.

Tensão fase-neutro (pu) Energia kJ

Local Vmax V+3 V *100 Local ( kJ)

ENERG-BJLAPIGAPDIR-TR2

Com defeito monofásico a 25% do comprimento da LT.

Início da LT 1,721 1,803 1,358 14,85 Final do C1 79

A 25% 2,442 2,55 1,901 21,64

A 50% 2,526 2,786 2,13 21,85

A 75% 2,692 2,776 2,175 20,04

Final do C1 2,253 2,432 2,119 10,43



A 25% 2,405 2,552 1,854 23,29

A 50% 2,579 2,646 2,078 18,91

A 75% 2,63 2,789 2,21 19,3

Final do C1 2,254 2,408 2,162 8,199

Com defeito monofásico a 75% do comprimentoda LT.


A 25% 2,584 2,431 1,816 20,52

A 50% 2,548 2,682 2,047 21,16

A 75% 2,77 2,91 2,238 22,47

Final do C1 2,247 2,425 2,153 9,092

Com defeito monofásico no final da LT.


A 25% 2,389 2,449 1,829 20,66

A 50% 2,505 2,689 2,019 22,32

A 75% 2,482 2,754 2,122 21,09

Final do C1 2,241 2,431 2,147 9,461

Sem defeito na LT.


A 25% 2,047 2,092 1,738 11,82

A 50% 2,412 2,388 1,986 13,41

A 75% 2,456 2,511 2,077 14,45

Final do C1 2,239 2,306 2,125 6,036



FL.22/71

R E VISÃO

MAI/10 0

Energ nº 2 Energização de circuito BJ Lapa Igaporã

Sentido da operação: Igaporã para BJ Lapa.



ENERG-BJLAPIGAPINV-TR2



A 25% 2,174 2,293 1,724 18,97

A 50% 2,302 2,504 1,836 22,26

A 75% 2,419 2,67 1,921 25,05

Final do C1 2,211 2,614 1,934 22,68



A 25% 2,266 2,472 1,804 22,27

A 50% 2,414 2,645 1,922 24,11

A 75% 2,429 2,621 1,957 22,14

Final do C1 2,21 2,519 1,964 18,5



A 25% 2,179 2,365 1,797 18,94

A 50% 2,38 2,553 1,941 20,41

A 75% 2,413 2,594 2,033 18,72

Final do C1 2,215 2,454 2,021 14,45



A 25% 2,195 2,294 1,792 16,76

A 50% 2,341 2,424 1,917 16,9

A 75% 2,4 2,477 2,009 15,6

Final do C1 2,225 2,421 2,058 12,11

Sem defeito na LT.


A 25% 2,339 2,33 1,995 11,16

A 50% 2,5 2,474 2,11 12,13

A 75% 2,452 2,467 2,151 10,52

Final do C1 2,228 2,304 2,119 6,162



FL.23/71

R E VISÃO

MAI/10 0

Verifica-se que os valores revelados nas simulações situam-se dentro dos limites de

suportabilidade dos equipamentos das referencias [1] e [2].

A seguir, apresenta-se o caso que apresenta maior sobre tensão fase-neutro. A máxima

sobre tensão ocorreu para a energização da LT a partir de Igaporã, com falta aplicada na

LT. Os valores revelados nas simulações não oferecem riscos à integridade dos

equipamentos.

6.5. Conclusão

Conclui-se que é permitida a energização da LT de 230kV Bom Jesus da Lapa-Igaporã, em

ambos os sentidos, a partir dos respectivos terminais.



FL.24/71

R E VISÃO

MAI/10 0

7. RELIGAMENTO TRIPOLAR DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO

7.1. Introdução

Nas simulações de religamento tripolar, devem ser considerados o religamento com falta na

extremidade e ao longo da LT e o religamento sem falta.

Devem ser simulados os religamentos com e sem sucesso. No religamento com sucesso, o

arco secundário encontra-se extinto no momento do religamento.

No religamento sem sucesso, o arco secundário encontra-se ativo no momento do

religamento. As referências [1] e [2] estabelecem procedimentos e critérios para

religamento de LTs.

Nos casos estatísticos, foram verificados os valores de tensão e de energia nos pára-raios.


Religamento a partir da SE de 230kV de Igaporã

Nesse sentido, cumpre destacar alguns aspectos com relação ao religamento tripolar a

partir da SE Igaporã.

A SE Igaporã apresenta bancos de capacitores totalizando de 92,6MVAR. Essa

compensação capacitiva, que deve ser conectada em montante dependente da geração

eólica, foi recomendada no estudo R1 [7], para a manutenção do fator de potência da

geração eólica na faixa contratual de 0,95 capacitivo e 0,95 indutivo.

O que se pretende analisar aqui é se há necessidade da retirada dos bancos de

capacitores pelo controle após os casos de desligamento da LT. Assumimos inicialmente

por hipótese o que aconteceria nesses casos, sem a retirada dos BCs pelo controle.

Nos casos de desligamento da LT, o fluxo de potência na linha de transmissão é anulado

enquanto permaneceriam conectados aos bancos de capacitores os geradores eólicos.



FL.25/71

R E VISÃO

MAI/10 0

Os bancos de capacitores, na configuração prevista para a geração eólica mais pesada,

somam 92,6MVAR. Esse valor é significativo, pois representa 35% da capacidade da

geração eólica conectada à barra de Igaporã ou mais se houver eólicas não conectadas.

Pior o desequilíbrio se, após o desligamento da LT, ocorrer o religamento tripolar a partir da

barra de 230kV da SE Igaporã. Nesse caso, o desequilíbrio é maior porque, além dos

bancos de capacitores, há que se computar a susceptância da LT (B) que é de 28MVAR,

que somado aos bancos de capacitores totalizam 121,6MVAR, ainda mais significativo,

pois representa 45% da capacidade da geração eólica conectada à barra de Igaporã ou

mais, se houver eólicas eólicas não conectadas.

É de se esperar que o religamento a partir da barra de 230kV de Igaporã, nessas condições

não seja viável, o que se confirma pelo resumo das simulações, a seguir.

Na análise dos casos de religamento tripolar da Linha de Transmissão 230kV Bom Jesus

da Lapa – Igaporã a partir da barra de 230kV de Igaporã observou-se sobretensões

prejudiciais aos equipamentos. Os valores encontrados estão listados a seguir.

Tabela 7-1 Religamento tripolar a partir da barra da SE Igaporã

Tensão fase-neutro (pu) Sucesso Tensão fase-neutro (pu) Energia kJ

Local Vmax V+3 ( kJ)

De Igaporã para BJLapa. Sim A 75% 3,727 3,635 255

De Igaporã para BJLapa. Não A 75% 3,503 3,751 354


operação, o tipo de estudo, sucesso ou insucesso do religamento, local da ocorrência da

sobretensão máxima, tensão máxima, tensão máxima estatística e o valor da máxima

energia dissipada nos pára-raios do terminal remoto da LT.

A tabela acima apresenta valores de tensão de 3,7 pu, acima dos valores admissíveis.

É de se esperar, mesmo diante de inexistência de problemas, que diante das duas

alternativas ao religamento tripolar pela barra de 230kV da SE Bom Jesus da Lapa e barra

de 230kV da SE Igaporã se faça o religamento pelo sistema mais robusto, pela SE Bom



FL.26/71

R E VISÃO

MAI/10 0

Jesus da Lapa, conectada aos SINN. Em razão do problema de sobretensão encontrado,

há duas questões a enfrentar.

A primeira delas é reforçar essa opção natural que é recomendar o religamento tripolar,

unicamente a partir do SIN, no caso, da barra da SE Bom Jesus da Lapa, pois feita através

do sistema mais robusto para o controle de tensão comparativamente com o sistema

derivado das eólicas. Tanto o é que, nos casos de religamento tripolar, tratados adiante,

adianta-se que o sistema não apresentou problemas de sobretensão embora os

capacitores (92,6MVAR) tenham permanecido conectados durante as simulações.

A segunda é que nas simulações de rejeição de carga, tratadas em capítulo específico, se

verificou que, no caso de abertura eventual sem falha do terminal da Linha de Transmissão

230kV Bom Jesus da Lapa - Igaporã no terminal da SE em Bom Jesus da Lapa,

permanecendo a mesma conectada à barra de 230 kV da SE Igaporã, há desenvolvimento

de sobretensões prejudiciais aos equipamentos em Igaporã, se os bancos de capacitores

estiverem conectados.

Para o controle dessa sobretensão é necessário, o desligamento dos bancos de

capacitores de 230kV-50VAR e de 69kV-2x21,3MVAR conectados às barras de 230kV e

de 69kV da SE Igaporã por esquema de controle ou proteção, em até 150ms, após a

abertura de um dos disjuntores ou de ambos, da Linha de Transmissão 230kV Bom Jesus

da Lapa – Igaporã.

Religamento a partir da SE de 230kV de Bom Jesus da Lapa

Foram feitas as simulações de religamento tripolar da LT 230kV Bom Jesus da Lapa-

Igaporã a partir da barra de 230kV da SE Bom Jesus da Lapa. Os valores máximos

observados nas simulações estatísticas desse estudo são os seguintes:



FL.27/71

R E VISÃO

MAI/10 0

Tabela 7-2 Os valores máximos observados - religamento tripolar.


Local Vmax Local ( kJ)

De BJLapa para Igaporã. Sim A 75% 2,983 Final do C1 128

De BJLapa para Igaporã. Não A 75% 3,047 Final do C1 163


operação, o tipo de estudo, sucesso ou insucesso do religamento, local da ocorrência da

sobre tensão máxima, tensão máxima, tensão máxima estatística e o valor da máxima

energia dissipada nos pára-raios do terminal remoto da LT.

Os valores observados, de tensão ou de dissipação de energia dos pára-raios não impõem

risco à integralidade dos equipamentos.

7.3. Conclusão

Diante dos resultados em confronto com os critérios adotados [1] e [2], conclui-se que a LT

230 kV Bom Jesus da Lapa-Igaporã pode ser religada a partir da barra de 230kV da SE

Bom Jesus da Lapa.

Para o controle de sobre tensão recomenda-se o desligamento dos bancos de capacitores

de 230kV-50VAR e de 69kV-2x21,3MVAR conectados às barras de 230kV e de 69kV da

SE Igaporã por esquema de controle ou proteção, em até 150ms, após a abertura de um

dos disjuntores ou de ambos, eventualmente ou pela proteção da Linha de Transmissão

230kV Bom Jesus da Lapa–Igaporã.



FL.28/71

R E VISÃO

MAI/10 0

7.4. Religamento tripolar da LT Bom Jesus da Lapa- Igaporã – caso mais crítico

(f ile dTRI-BJLAPIGAPNSU-DIR-TR4.pl4; x-v ar t) v :FINALA v :FINALB v :FINALC

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8[s]

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

[kV]

Figura 7.4 Religamento tripolar de LT - Tensão no terminal remoto da LT de 230kV

Tensões no terminal de LT 230kV da SE Igaporã.

Religamento tripolar da LT de 230kV Bom Jesus da Lapa-Igaporã a partir Bom Jesus da Lapa



FL.29/71

R E VISÃO

MAI/10 0

(f ile dTRI-BJLAPIGAPNSU-DIR-TR4.pl4; x-v ar t) c:FINALA- c:FINALB- c:FINALC-

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8[s]

0

400

800

1200

1600

2000

[A]

Figura 7.1 Religamento tripolar de LT - Energia no terminal remoto da LT de 230kV


Religamento tripolar da LT de 230kV Bom Jesus da Lapa- Igaporã a partir Bom Jesus da Lapa



FL.30/71

R E VISÃO

MAI/10 0

7.5. Resumo das simulações estatísticas

Tripolar nº 1 Religamento tripolar do C1 BJ Lapa Igaporã com sucesso.




TRI-BJLAPIGAPSUC-DIR-TR2



A 25% 1,944 1,902 1,667 7,813

A 50% 2,348 2,407 1,853 18,47

A 75% 2,61 2,645 2,001 21,46

Final do C1 2,249 2,525 2,044 16,05



A 25% 2,174 2,098 1,615 16,08

A 50% 2,351 2,394 1,852 18,06

A 75% 2,626 2,713 1,943 25,67

Final do C1 2,255 2,642 1,998 21,47



A 25% 2,253 2,288 1,73 18,63

A 50% 2,665 2,813 1,957 28,55

A 75% 2,98 3,07 2,093 32,64

Final do C1 2,301 2,787 2,052 24,49



A 25% 2,089 2,135 1,608 17,56

A 50% 2,407 2,58 1,82 25,32

A 75% 2,615 2,813 1,952 28,68

Final do C1 2,253 2,661 1,997 22,11

Sem defeito na LT.


A 25% 1,958 2,005 1,614 13,03

A 50% 2,365 2,345 1,819 17,55

A 75% 2,469 2,581 1,97 20,37

Final do C1 2,237 2,488 2,027 15,37



FL.31/71

R E VISÃO

MAI/10 0

Tripolar nº 2 Religamento tripolar do C1 BJ Lapa Igaporã sem sucesso.




TRI-BJLAPIGAPNSU-DIR-TR2



A 25% 2,245 2,344 1,787 18,57

A 50% 2,578 2,772 1,992 25,99

A 75% 2,565 2,75 2,048 23,38

Final do C1 2,232 2,525 2,042 16,12



A 25% 2,362 2,392 1,707 22,81

A 50% 2,459 2,651 1,969 22,73

A 75% 2,681 2,947 2,112 27,81

Final do C1 2,272 2,612 2,092 17,31



A 25% 2,734 2,69 1,796 29,8

A 50% 2,843 3,079 2,003 35,86

A 75% 3,05 3,33 2,15 39,24

Final do C1 2,304 2,737 2,07 22,23



A 25% 2,247 2,373 1,676 23,24

A 50% 2,614 2,802 1,911 29,71

A 75% 2,641 2,867 2,002 28,83

Final do C1 2,247 2,545 2,058 16,23



FL.32/71

R E VISÃO

MAI/10 0

8. RELIGAMENTO MONOPOLAR DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO

No religamento monopolar, foram processados os religamentos monopolares nos dois

sentidos, a partir de ambos os terminais. Nesse sentido não se verifica a restrição ao

religamento da LT a partir da barra de 230kV da SE Igaporã, como no caso do religamento

tripolar.

Para cada uma das condições deve ser considerado o religamento com falta na

extremidade e ao longo da LT, e o religamento sem falta.

Foram simulados o religamento monopolar com e sem sucesso. No religamento com

sucesso, o arco secundário encontra-se extinto no momento do religamento. No

religamento sem sucesso, o arco secundário encontra-se ativo no momento do

religamento.

8.1. Análise dos casos

Nos casos estatísticos, foram verificados os valores de tensão e de energia nos pára-raios;

as curvas de tensão ou de energia versus tempo dos casos mais severos.

Os valores máximos observados, nas simulações estatísticas deste estudo são os

seguintes.

Tabela 8-1 Valores máximos observados -religamento monopolar


Local Vmax Local ( kJ)

De BJLapa para Igaporã. Sim A 50% 2,637 Final do C1 52

De BJLapa para Igaporã. Não Final do C1 1,806 Final do C1 0

De Igaporã para BJLapa. Sim A 75% 2,457 Final do C1 83

De Igaporã para BJLapa. Não A 50% 1,912 Final do C1 0


operação, sucesso ou insucesso do religamento, local da ocorrência da sobre tensão

máxima, tensão máxima, e o valor da máxima energia dissipada nos pára-raios do terminal

remoto da LT.



FL.33/71

R E VISÃO

MAI/10 0

O maior valor de sobretensão ocorreu para o religamento monopolar da LT de 230kV Bom

Jesus da Lapa-Igaporã sem defeito. Os valores verificados permitem concluir que as

solicitações de tensão ou de energia nos pára-raios, decorrentes de religamento

monopolar, não impõem riscos aos equipamentos.

8.2. Conclusão

È permitida a implantação de religamento monopolar da LT de 230kV Bom Jesus da Lapa -

Igaporã, nos dois sentidos, a partir de ambos os terminais.



FL.34/71

R E VISÃO

MAI/10 0

8.3. Religamento monopolar da LT Bom Jesus da Lapa- Igaporã – Caso típico

(f ile dMON-BJLAPIGAPnSUC-inv -TR3.pl4; x-v ar t) v :3QUARA

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8[s]

-300

-200

-100

0

100

200

300

[kV]

Figura 8.1 Religamento monopolar da LT - Tensão no terminal remoto da LT 230kV

Tensões no ponto onde foi aplicada a falta na LT 230kV da SE Igaporã.

Religamento monopolar da LT de 230kV Bom Jesus da Lapa-Igaporã a partir Bom Jesus da Lapa



FL.35/71

R E VISÃO

MAI/10 0

(f ile dMON-BJLAPIGAPnSUC-inv -TR3.pl4; x-v ar t) c:FINALA- c:FINALB- c:FINALC-

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8[s]

0

50

100

150

200

250

300

[A]

Figura 8.2 Religamento monopolar da LT - Energia no terminal remoto da LT 230kV


Religamento monopolar da LT de 230kV Bom Jesus da Lapa-Igaporã a partir Bom Jesus da Lapa



FL.36/71

R E VISÃO

MAI/10 0

Os resultados das simulações são apresentados a seguir.

Monopolar nº 1 Religamento monopolar do C1 BJ Lapa Igaporã com sucesso.




MON-BJLAPIGAPSUC-DIR-TR2



A 25% 2,101 2,202 1,728 15,81

A 50% 2,41 2,806 1,81 33,2

A 75% 2,394 2,72 1,823 29,92

Final do C1 2,145 2,478 1,78 23,25



A 25% 2,175 2,411 1,619 26,4

A 50% 2,505 2,745 1,89 28,5

A 75% 2,496 2,837 1,803 34,48

Final do C1 2,171 2,428 1,793 21,17



A 25% 2,239 2,414 1,691 24,1

A 50% 2,583 2,938 1,825 37,12

A 75% 2,579 2,901 1,836 35,52

Final do C1 2,189 2,431 1,797 21,12



A 25% 2,281 2,583 1,595 32,93

A 50% 2,64 3,05 1,808 41,44

A 75% 2,634 2,944 1,891 35,1

Final do C1 2,201 2,365 1,9 15,5

Sem defeito na LT.


A 25% 2,09 2,544 1,56 32,79

A 50% 2,394 3,015 1,752 42,11

A 75% 2,375 2,912 1,78 37,73

Final do C1 2,139 2,61 1,744 28,87



FL.37/71

R E VISÃO

MAI/10 0

Monopolar nº 2 Religamento monopolar do C1 BJ Lapa Igaporã sem sucesso.




MON-BJLAPIGAPNSU-DIR-TR2


Início da LT 1,175 1,175 1,175 0 Final do C1 0

A 25% 1,611 1,611 1,611 0

A 50% 1,492 1,492 1,492 0

A 75% 1,536 1,536 1,536 0

Final do C1 1,54 1,54 1,54 0



A 25% 1,401 1,402 1,402 0

A 50% 1,673 1,673 1,673 0

A 75% 1,531 1,531 1,531 0

Final do C1 1,594 1,594 1,594 0



A 25% 1,545 1,545 1,545 0

A 50% 1,538 1,538 1,538 0

A 75% 1,604 1,604 1,604 0

Final do C1 1,626 1,626 1,626 0



A 25% 1,418 1,418 1,418 0

A 50% 1,62 1,62 1,62 0

A 75% 1,769 1,769 1,769 0

Final do C1 1,81 1,81 1,806 0



FL.38/71

R E VISÃO

MAI/10 0

Monopolar nº 3 Religamento monopolar do C1 BJ Lapa Igaporã com sucesso.




MON-BJLAPIGAPSUC-INV-TR2



A 25% 2,09 2,199 1,689 16,99

A 50% 2,456 2,757 1,879 29,27

A 75% 2,46 2,86 1,956 30,18

Final do C1 2,22 2,64 1,964 22,53



A 25% 2,058 2,191 1,65 18,02

A 50% 2,432 2,653 1,912 24,69

A 75% 2,433 2,839 1,946 29,78

Final do C1 2,21 2,642 1,966 22,51



A 25% 2,017 2,116 1,662 15,16

A 50% 2,398 2,745 1,865 29,35

A 75% 2,411 2,767 1,962 26,86

Final do C1 2,202 2,662 1,965 23,23



A 25% 2,005 2,185 1,617 18,95

A 50% 2,385 2,776 1,854 30,74

A 75% 2,402 2,833 1,941 29,75

Final do C1 2,199 2,67 1,964 23,51

Sem defeito na LT.


A 25% 2,011 2,192 1,598 19,8

A 50% 2,387 2,771 1,853 30,61

A 75% 2,403 2,828 1,936 29,74

Final do C1 2,2 2,688 1,964 24,12



FL.39/71

R E VISÃO

MAI/10 0

Monopolar nº 4 Religamento monopolar do C1 BJ Lapa Igaporã sem sucesso.




MON-BJLAPIGAPNSU-INV-TR2



A 25% 1,775 1,825 1,639 6,198

A 50% 1,684 1,711 1,564 4,921

A 75% 1,652 1,66 1,561 3,317

Final do C1 1,24 1,236 1,228 0,269



A 25% 1,594 1,597 1,539 1,931

A 50% 1,91 1,97 1,721 8,345

A 75% 1,696 1,788 1,475 10,43

Final do C1 1,21 1,216 1,175 1,368



A 25% 1,582 1,579 1,541 1,266

A 50% 1,532 1,529 1,496 1,098

A 75% 1,745 1,752 1,632 4,003

Final do C1 1,283 1,301 1,194 3,568



A 25% 1,569 1,617 1,425 6,409

A 50% 1,523 1,559 1,395 5,463

A 75% 1,481 1,499 1,381 3,928

Final do C1 1,493 1,549 1,329 7,323



FL.40/71

R E VISÃO

MAI/10 0

9. REJEIÇÃO DE CARGA

No estudo de rejeição de carga, o circuito é desligado em uma extremidade e mantido

conectado temporariamente pela outra extremidade ou barra do sistema elétrico. Foram

simuladas os casos de rejeição sobre uma extremidade e a rejeição sobre a barra na outra

extremidade. Foram feitas simulações para aberturas com falta monofásica, abertura

eventual sem falta e abertura eventual seguida de falha.


Foram verificadas as curvas de tensão ou de energia versus tempo dos casos mais

severos.

A tabela, a seguir, apresenta o resumo dos resultados das simulações de rejeição de carga.

Tabela 9-1 Valores verificados nas rejeições

Rejeição sobre a SE Falta?

(*)

Tensão fase-neutro (pu) Energia

Instantãneo Após 170ms ( kJ)

B.J.Lapa Sim 1,713 Desligada (*) 1

B.J.Lapa Não 1,502 1,223 1

Igaporã Sim 2,151 Desligada (*) 114

Igaporã (**) Não 1,998 1,935 3

(*) No caso de falta a LT é isolada pela atuação da proteção em 150ms.

O pior caso (**) foi verificado para abertura eventual em Bom Jesus da Lapa sem defeito

monofásico para terra. Nesse caso, após os 170ms, a tensão se mantém se mantém em

nível elevado em 1.9pu.

A LT de 230kV Bom Jesus da Lapa-Igaporã não possui reatores e equipamentos sujeitos a

limitações mais restritas com relação a sobre tensão transitória, porém, verifica-se que na

barra de 230kV da SE Igaporã, a tensão se mantém no entorno de 1,70 pu após os 170ms.

A configuração de capacitores em Igaporã – com um banco de capacitores de 50MVAR na

barra de 230kV e 2x21,3MVAR na barra de 69kV-, é um fator decisivo nessa sobre tensão.

A configuração de capacitores foi considerada necessária, no estudo R1 [7], para a

manutenção do fator de potência da geração eólica na faixa 0,95 capacitivo e 0,95 indutivo.



FL.41/71

R E VISÃO

MAI/10 0

Acresce que a LT de 230kV Bom Jesus da Lapa-Igaporã com o B=28MVAR não possui

compensação shunt.

Foi feito nova simulação com o desligamento dos bancos de capacitores em 150ms após a

abertura da LT. O desligamento dos bancos de capacitores foi efetivo para o controle da

tensão.

9.2. Conclusão

O desligamento dos bancos de capacitores em 150ms após a abertura da LT foi efetivo no

controle dos níveis da tensão, no terminal (aberto) da LT na SE Bom Jesus da Lapa e na

barra de 230kV da SE Igaporã.

Há necessidade de se garantir o desligamento o desligamento dos bancos de capacitores

da SE Igaporã de 230kV 50MVAR e de 69kV 2x21,3MVAR para qualquer abertura da LT

de 230kV Bom Jesus da Lapa-Igaporã em Bom Jesus da Lapa.

Nos demais casos estudados, as sobre tensões amorteceram e se estabilizaram em valor

compatível com os valores de referência indicados em norma ou, nos caso em que há falha

monofásica para terra, foram eliminadas pela atuação da proteção da LT.



FL.42/71

R E VISÃO

MAI/10 0

9.3. Os resultados das simulações são apresentados a seguir.

(f ile RJ-BJLAPIGAPSUC-DIR-SEM.pl4; x-v ar t) v :FINALA v :FINALB v :FINALC

0,15 0,17 0,19 0,21 0,23 0,25[s]

-300

-200

-100

0

100

200

300

[kV]

Figura 9.1 Tensões de barra

Rejeição simples da LT de 230kV Bom Jesus da Lapa-Igaporã LT sobre Bom Jesus da Lapa.

Abertura eventual sem defeito e desligamento dos bancos de capacitores em 150ms após.



FL.43/71

R E VISÃO

MAI/10 0

(f ile RJ-BJLAPIGAPSUC-DIR-SEM.pl4; x-v ar t) c:FINALA- c:FINALB- c:FINALC-

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5[s]

0

40

80

120

160

200

[A]

Figura 9.2 Energia de pára-raios.

Rejeição simples da LT de 230kV Bom Jesus da Lapa

LT sobre Bom Jesus da Lapa 230.

Abertura eventual sem defeito.



FL.44/71

R E VISÃO

MAI/10 0

(f ile RJ-BJLAPIGAPSUC-DIR-FIM.pl4; x-v ar t) v :FINALA v :FINALB v :FINALC

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25[s]

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

[kV]

Figura 9.3 Tensões de barra. Abertura eventual seguida de defeito

Rejeição simples da LT de 230kV Bom Jesus da Lapa-Igaporã

LT sobre Bom Jesus da Lapa.

Abertura eventual seguida de defeito



FL.45/71

R E VISÃO

MAI/10 0

(f ile RJ-BJLAPIGAPSUC-DIR-FIM.pl4; x-v ar t) c:FINALA- c:FINALB- c:FINALC-

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5[s]

0

20

40

60

80

100

120

140

160

[A]

Figura 9.4 Energia dos pára-raios. Abertura eventual seguida de defeito.


LT sobre Bom Jesus da Lapa 230 abertura em Igaporã 230.




FL.46/71

R E VISÃO

MAI/10 0

(f ile RJ-BJLAPIGAPSUC-INV-SEM.pl4; x-v ar t) v :FINALA v :FINALB v :FINALC

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

*103

Figura 9.5 Tensões de barra. Abertura eventual sem defeito.


LT sobre Igaporã.




FL.47/71

R E VISÃO

MAI/10 0

(f ile RJ-BJLAPIGAPSUC-INV-SEM.pl4; x-v ar t) c:FINALA- c:FINALB- c:FINALC-

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5[s]

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

[A]

Figura 9.6 Energia dos pára-raios. Abertura eventual sem defeito.

Rejeição simples da LT de 230kV Bom Jesus da Lapa

LT sobre Igaporã .




FL.48/71

R E VISÃO

MAI/10 0

(f ile RJ-BJLAPIGAPSUC-INV-FIM.pl4; x-v ar t) v :FINALA v :FINALB v :FINALC

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35

-400

-250

-100

50

200

350

500

*103

Figura 9.7 Tensões de barra. Abertura eventual seguida de defeito.

Rejeição simples da LT de 230kV Bom Jesus da Lapa- Igaporã

LT sobre Igaporã.




FL.49/71

R E VISÃO

MAI/10 0

(f ile RJ-BJLAPIGAPSUC-INV-FIM.pl4; x-v ar t) c:FINALA- c:FINALB- c:FINALC-

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

0

20

40

60

80

100

120

*103

Figura 9.8 Tensões de barra. Energia dos pára-raios. Abertura eventual sem defeito.


LT sobre Igaporã .




FL.50/71

R E VISÃO

MAI/10 0

(f ile RJ-BJLAPIGAPSUC-INV-SEM.pl4; x-v ar t) v :FINALA v :FINALB v :FINALC

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

*103



LT sobre Igaporã.

Abertura eventual sem defeito; 170ms após desligamento dos bancos de capacitores da SE Igaporã de 230kV

50MVAR e de 69kV 2x21,3MVAR .



FL.51/71

R E VISÃO

MAI/10 0

A seguir as tensões na barra de 230kV da SE Igaporã.

(f ile RJ-BJLAPIGAPSUC-INV-SEM.pl4; x-v ar t) v :IG230A v :IG230B v :IG230C

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

*103


Tensões na barra de 230kV da SE Igaporã. Rejeição simples da LT de 230kV Bom Jesus da Lapa-Igaporã

LT sobre Igaporã Tensões na barra de 230kV da SE Igaporã.

Abertura eventual sem defeito; 170ms após desligamento dos bancos de capacitores da SE Igaporã de 230kV

50MVAR e de 69kV 2x21,3MVAR .



FL.52/71

R E VISÃO

MAI/10 0

10. ARCO SECUNDÁRIO

O sucesso da extinção do arco secundário no religamento monopolar é caracterizado pelo

valor eficaz do último pico da corrente do arco secundário (Ia) e pelo valor do primeiro pico

da tensão de restabelecimento transitória (Vp) através do canal do extinto arco.

Existem dois critérios de avaliação do sucesso de extinção de arco secundário dependendo

dos valores mencionados Vp e ia e do tempo morto.

Critério valores Vp e Ia

Caso esse par de valores (Vp, Ia) esteja localizado no interior de uma curva que caracterize

a zona de alta probabilidade de extinção do arco secundário (vide Figura), considera-se que

o religamento monopolar obteve sucesso.

0

0

10 3020 50 6040

50

100

150

200

Iarc(rms) - [A]

Prim

eiro

Pic

o d

a T

RV

(kV

)

Zona de Provável

Extinção do Arco

Critério de Extinção de Arco Secundário até 500 ms500 kV

Figura 10.1 - Critério de avaliação da probabilidade de sucesso do religamento.

Critério do Tempo Morto

Este critério só deverá ser empregado caso o critério com tempo morto de 500 ms não

possa ser adotado com a utilização de métodos de mitigação.



FL.53/71

R E VISÃO

MAI/10 0

Para avaliação do sucesso do religamento monopolar, deverá ser considerada a curva

mostrada na Figura a seguir que relaciona o tempo morto, necessário para extinção do arco

secundário, com o valor do último pico da corrente de arco secundário, utilizando meios de

mitigação convencionais.

Figura 10.2 - Tempo morto necessário para extinção do Arco Secundário x Valor

eficaz da corrente de arco secundário



FL.54/71

R E VISÃO

MAI/10 0

Análise dos resultados

Foram feitas as seguintes simulações de aplicação de defeito e extinção do arco

secundário para 500ms de tempo morto nos Procedimentos de Rede - Submódulo 23.3 [1]

na LT de 230kV Bom Jesus da Lapa–Igaporã com reator de 5MVAR na extremidade de

Igaporã. Não foi previsto reator de neutro.

Caso 1 Corrente de arco secundário – curto circuito na extremidade de Bom Jesus

da Lapa – tempo morto de 500ms

A corrente arco secundário permanece após a aplicação de curto-circuito monofásico de

150ms, e após a abertura dos disjuntores da LT. A figura a seguir apresenta a corrente de

arco secundário até a sua extinção ao fim de 500ms de tempo morto.

(f ile ARCOSECUNDARIO.pl4; x-v ar t) t: ICCRMS

0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7[s]

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Figura 10.3 Corrente secundária (IEFICAZ)

Verifica-se o valor da corrente secundária de 8A ao fim do tempo morto.



FL.55/71

R E VISÃO

MAI/10 0

Tensão de restabelecimento transitória da fase no primeiro pico após a extinção do arco

secundário.

(f ile ARCOSECUNDARIO.pl4; x-v ar t) t: TRTFSA

0,6620 0,6642 0,6664 0,6686 0,6708 0,6730[s]

0

5

10

15

20

25

30

*103

Figura 10.4 TRT - Tensão de restabelecimento do arco secundária (V)

A TRT é de 28kV.



FL.56/71

R E VISÃO

MAI/10 0

Caso 2 Corrente de arco secundário – curto circuito na extremidade de Igaporã–

tempo morto de 500ms

(f ile ARCOSECUNDARIOIGAP.pl4; x-v ar t) t: ICCRMS

0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7[s]

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Figura 10.5 Corrente secundária (IEFICAZ)

Verifica-se que a corrente secundária ao fim do tempo morto é de 8A.

Tensão de restabelecimento transitória da fase após a retirada da falta.



FL.57/71

R E VISÃO

MAI/10 0

(f ile ARCOSECUNDARIOIGAP.pl4; x-v ar t) t: TRTFSA

0,660 0,665 0,670 0,675 0,680 0,685 0,690 0,695 0,700[s]

0

10

20

30

40

50

60

*103

Figura 10.6 TRT - Tensão de restabelecimento do arco secundária (V)

A tensão transitória é no momento da extinção do arco secundário é de 58kV.

A tabela, a seguir, apresenta os valores de corrente e TRT obtidos nas simulações:

Tabela 10-1 Arco secundário - resumo dos resultados

LT de 230kV Falta Lado Corrente de arco

secundário (Aeficaz)

Primeiro pico da TRT

(kVpico )

Resultado das observações da Corrente (IEFICAZ) e tensão

(kVpico)

Bom Jesus da Lapa Igaporã

Bom Jesus da Lapa

8 28 Valores situam-se no interior do polígono indicado na figura 10.1 Igaporã

8 58

Os valores apresentados de corrente de arco secundário ao fim de 500ms de tempo morto

e de tensão de restabelecimento transitória para a LT de 230kV Bom Jesus da Lapa -

Igaporã estão dentro da região de provável extinção de arco secundário.



FL.58/71

R E VISÃO

MAI/10 0

10.1. Conclusão

Conclui-se que o sucesso do religamento monofásico para o tempo morto de 500ms para

LT Bom Jesus da Lapa - Igaporã é de elevada probabilidade.



FL.59/71

R E VISÃO

MAI/10 0

11. ENERGIZAÇÃO DE TRANSFORMADORES

11.1. Premissas

A rede elétrica foi modelada conforme descrito anteriormente.

A tabela, a seguir, apresenta os parâmetros do transformador representado nas

simulações.

Tabela 11-1 Parâmetro do transformador

Subestação Potência

(MVA) Relação de Tensões (kV) Ligações

Impedância (% base 150 MVA)

Xps

Igaporã 2 x 150 230/69 ¥ Δ 10

A seguir, a curva de saturação do transformador

Figura 11.1 Curva de saturação



FL.60/71

R E VISÃO

MAI/10 0

Tabela 11-2 Dados da Curva de saturação do transformador

Corrente (pu)

Tensão (pu)

0,002 0,95

0,0025 1

0,003 1,05

0,0045 1,1

0,005 1,15

0,015 1,2

0,05 1,25

0,21 1,3

0,76 1,4


Foram processados os casos de energização (modo estatístico, 200 energizações) dos

dois transformadores de 230/69kV – 150 MVA da SE Igaporã, pelos terminais de 230kV e

pelos terminais de 69kV dessa SE.

Admitiu-se uma distribuição normal para os instantes de fechamento dos três pólos. O valor

de 0,75 ms foi adotado para o desvio-padrão dessa distribuição.

Para todos os casos observou-se o seguinte:

Foi considerado o fluxo residual nas unidades manobradas de 70% do fluxo

nominal.

A tensão prévia à energização foi ajustada para 1,05pu, máxima tensão

operacional permitida.

Para a energização do transformador pelo lado de 230kV, o caso foi ajustado para

a situação de recomposição sistema, a partir da SE Bom Jesus da Lapa 500kV

com tensões somente até SE Bom Jesus da Lapa 230kV, com as cargas locais

restabelecidas e sem o restabelecimento das LTs de 230kV derivadas dessa SE.



FL.61/71

R E VISÃO

MAI/10 0

Para a energização do transformador pelo lado de 69kV foi utilizado o sistema

derivado SE Igaporã 69kV.

Foi simulada também a energização do segundo transformador de 230/69kV-

150MVA de Igaporã com o caso ajustado para a situação de recomposição

sistema, a partir da SE Bom Jesus da Lapa 500kV com tensões e cargas locais

restabelecidas somente na SE Bom Jesus da Lapa 230kV, sem o

restabelecimento das LTs de 230kV derivadas dessa SE, com um dos

transformadores de 230/69kV-150MVA de Igaporã e o sistema derivado SE

Igaporã 69kV.

Todas as simulações forma feitas no modo estatístico com 200 energizações.

Foram registrados os valores médios, máximos e desvios padrões no terminal

energizado.



FL.62/71

R E VISÃO

MAI/10 0


Os máximos valores registrados são apresentados em tabela, a seguir.

Tabela 11-3 – Energização do primeiro autotransformador de Igaporã

Máximos valores registrados.

Transformador nº 1 Energização do primeiro transformador

Tensão fase-neutro (pu) Corrente no enrolamento (pu)

Local Vmax Vmed+3s Vmed s*100 Local Vmax Vmed+3s Vmed s*100

Energização a partir de Igaporã 230kV

Igaporã 69kV 2,408 2,324 1,745 19,314 Igaporã 230kV 1,673 2,559 1,086 49,094

Igaporã 230kV 2,173 2,179 1,574 20,144



Igaporã 230kV 1,343 1,359 1,213 4,855

Tabela 11-4 – Energização do segundo autotransformador de Igaporã

Máximos valores registrados.

Transformador nº 2 Energização do segundo transformador

Tensão fase-neutro (pu) Corrente no enrolamento (pu)

Local Vmax Vmed+3s Vmed s*100 Local Vmax Vmed+3s Vmed s*100



Igaporã 230kV 2,788 2,051 1,527 17,44



Igaporã 230kV 1,415 1,401 1,202 6,64

As curvas das tensões de enrolamento e de corrente de energização correspondente aos

casos mais críticos são apresentadas a seguir.



FL.63/71

R E VISÃO

MAI/10 0

Na análise do comportamento das variáveis no tempo, se verificou que em todos os casos

a corrente de energização apresentou amortecimento aceitável e as ondas de tensão dos

enrolamentos sob energização, após os picos iniciais, apresentaram bom amortecimento.

Energização do primeiro transformador

Enrolamento de 230kV

As figuras relativas aos processamentos são apresentadas, a seguir.

(f ile dTRFCHVPRPRIDIR.pl4; x-v ar t) v :IG23RA v :IG23RB v :IG23RC

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0[s]

-600

-400

-200

0

200

400

[kV]

Figura 11.2 Energização do enrolamento de 230kV do primeiro ATR de Tensão no

enrolamento do transformador.

Verificam-se picos de tensão de 2,2 pu seguidos de picos de menor valor, amortecidos, que

se sucedem até o final da simulação.



FL.64/71

R E VISÃO

MAI/10 0

(f ile dTRFCHVPRPRIDIR.pl4; x-v ar t) c:IG23RA-IG23CA c:IG23RB-IG23CB c:IG23RC-IG23CC

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0[s]

-500

-300

-100

100

300

500

700

[A]

Figura 11.3 Energização do enrolamento de 230kV do primeiro ATR de Igaporã.

Correntes nos enrolamentos energizados.

Verificam-se picos de tensão, com valores iniciais de até 1,7pu, com bom amortecimento

que se mantém até o fim da simulação.



FL.65/71

R E VISÃO

MAI/10 0

Enrolamento de 69kV – primeiro trafo

(f ile dTRFCHVPRPRIINV.pl4; x-v ar t) v :IG06RA v :IG06RB v :IG06RC

0,00 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15[s]

-70,0

-52,5

-35,0

-17,5

0,0

17,5

35,0

52,5

70,0

[kV]

Figura 11.4 Energização a partir da barra de Igaporã 69kV Tensão no enrolamento

do transformador.

As curvas de tensão apresentaram picos da ordem de até 1,4 pu com amortecimento

satisfatório



FL.66/71

R E VISÃO

MAI/10 0

(f ile dTRFCHVPRPRIINV.pl4; x-v ar t) c:IG06RA-IG06CA c:IG06RB-IG06CB c:IG06RC-IG06CC

0,00 0,04 0,08 0,12 0,16 0,20[s]

-7000

-5500

-4000

-2500

-1000

500

2000

[A]

Figura 11.5 Energização, a partir da barra de Igaporã 69kV. Correntes nos

enrolamentos energizados.

Houve um pico de 5,8 pu seguidos por picos menores, com amortecimento satisfatório.



FL.67/71

R E VISÃO

MAI/10 0

Energização do segundo transformador Enrolamento de 230kV

(f ile dTRFCHVPRSEGDIR.pl4; x-v ar t) v :IG23RA v :IG23RB v :IG23RC

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0[s]

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

[kV]

Figura 11.6 Energização do enrolamento de 230kV do ATR de Tensão no

enrolamento do segundo transformador. Primeiro transformador conectado.

Verificam-se dois picos de tensão próximos a 2,8pu. Ocorrem picos de menor valor que se

sucedem com amortecimento lento até o final da simulação.



FL.68/71

R E VISÃO

MAI/10 0

(f ile dTRFCHVPRSEGDIR.pl4; x-v ar t) c:IG23RA-IG23CA c:IG23RB-IG23CB c:IG23RC-IG23CC

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0[s]

-1000

-500

0

500

1000

1500

[A]

Figura 11.7 Energização do enrolamento de 230kV do ATR de Igaporã. Correntes

nos enrolamentos do segundo transformador. Primeiro transformador já conectado.

Houve um pico de 3,8pu seguidos por picos menores, com amortecimento satisfatório.



FL.69/71

R E VISÃO

MAI/10 0

Enrolamento de 69kV

(f ile dTRFCHVPRSEGINV.pl4; x-v ar t) v :IG06RA v :IG06RB v :IG06RC

0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16[s]

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

[kV]

Figura 11.8 Energização a partir da barra de Igaporã 69kV Tensão no enrolamento

do transformador.

As curvas de tensão apresentaram picos da ordem de até 1,4 pu com amortecimento

satisfatório e estabilidade a partir de 140ms após a energização.



FL.70/71

R E VISÃO

MAI/10 0

(f ile dTRFCHVPRSEGINV.pl4; x-v ar t) c:IG06RA-IG06CA c:IG06RB-IG06CB c:IG06RC-IG06CC

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35[s]

-8000

-6000

-4000

-2000

0

2000

4000

6000

8000

[A]

Figura 11.9 Energização, a partir da barra de Igaporã 69kV. Correntes nos

enrolamentos energizados.

As curvas de corrente apresentaram picos 6,5 pu com amortecimento satisfatório.

11.4. Conclusão da análise

Nas simulações, se verificou que, em todos os casos, a tensão e a corrente de energização

apresentou amortecimento razoável.

As ondas de tensão, após os picos iniciais, apresentaram bom amortecimento.

Não foram determinadas quaisquer restrições à energização dos transformadores de

150MVA-230/69kV de Igaporã.

Os transformadores 150MVA-230/69kV de Igaporã pode ser energizados pela barra de

230kV ou de 69kV.

11.5. Conclusão

O transformador de 230/69kV-150MVA da SE Igaporã pode ser energizado a partir das

barras de 230kV e de 69kV da SE Igaporã.



FL.71/71

R E VISÃO

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12. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] Operador Nacional de Sistemas - ONS. Procedimentos de Rede - Submódulo 23.3 R1 Diretrizes e critérios para estudos elétricos. 2009.

[2] Critérios e Procedimentos para o Planejamento da Expansão dos Sistemas de Transmissão, Comitê Técnico para Expansão da Transmissão – CTET. Outubro de 2002.

[3] Alternative Transients Program (ATP). 1987.

[4] Cepel. “Programa computacional de Análise de Rede – ANAREDE”. 2005

[5] EPE- Empresa de Pesquisa Energética/ELETRONORTE. “Programa de Expansão de Referência – RE-0.007/05”. 2005.

[6] EPE- Empresa de Pesquisa Energética. Estudo de Conexão das Centrais Geradoras Eólicas Vencedoras no LER 2009 nos Estados do Ceará, Rio Grande do Norte e Bahia - EPE-DEE-RE-009/2010-r0. Fevereiro de 2010.

[7] EPE - Empresa de Pesquisa Energética. Estudo do dimensionamento das ICGs referentes às centrais geradoras eólicas do LER 2009, dos estados Ceará, Rio Grande do Norte e Bahia.EPE-DEE-RE-024/2010-r0. 2010.

[8] Centrais Elétricas Brasileiras SA - Eletrobrás. Referências de Custos de Linhas de Transmissão e Subestações de AT e EAT. Dezembro de 2007.

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