Geração eólica curto circuito em aerogeradores

1,365 views
1,218 views

Published on

Published in: Technology
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
1,365
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
6
Actions
Shares
0
Downloads
54
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Geração eólica curto circuito em aerogeradores

  1. 1. UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ GERAÇÃO EÓLICA: Níveis de curto-circuitoKeila MaiaWilson Braga Júnior
  2. 2. Introdução Crescimento na instalação de parques eólicos no Brasil: Cerca de 1,5 GW de capacidade instalada registrada até o final de 2011 e mais 7 GW previstos até 2016 Análise do impacto desses geradores no sistema elétrico brasileiro; Comportamento do gerador eólico em situações de curto-circuito; Simulações de cada tipo de gerador eólico na análise de curto-circuito; AUMENTO DA CONFIABILIDADE E DA DISPONIBILIDADE
  3. 3. DefiniçõesCurto-CircuitoConexão intencional ou acidental, entre dois ou mais pontos de um circuito queestão em diferentes potenciais elétricos. Pode ser por contato direto ou indireto.São geralmente chamados por defeitos ou faltas e ocorrem de maneiraaleatória no sistema. Classificação • Quanto ao número de fases: • Quanto ao equilíbrio do curto Curto-Circuito Trifásico Curto-circuito equilibrado Curto-Circuito Fase-Terra Curto circuito bifásico Curto-circuito desequilibrado Curto-circuito bifásico-Terra
  4. 4. Causas Danos mecânicos – Quebra de isoladores, quebra de suportes, queda de postes. Sobrecarga – Operação em potência mais elevada que a nominal dos equipamentos, com consequente deterioração da isolação Umidade – Isolantes porosos apresentam redução da rigidez quando absorvem umidade. Sobretensões - Por manobras - Ligamento ou desligamento do sistema  Atmosféricas – Queda de raio nas proximidades
  5. 5. Importância da análise• Determinação da capacidade dos aerogeradores em suportar elevadas correntes de falta;• Cálculo dos ajustes dos dispositivos de proteção contra sobrecorrente;• Cálculo dos esforços mecânicos dos elementos estruturais dos equipamentos;• Evitar sobreaquecimento de componentes do gerador;• Seleção e análise de superação de disjuntores e outros equipamentos de seccionamento.
  6. 6. Normas internacionaisANSI – American National Standards InstituteANSI/IEEE C37.13 - IEEE Standard for low-voltage AC power circuit breakers usedin enclosures Tensões inferiores a 1 kV.ANSI/IEEE C37.010 - IEEE application guide for AC high-voltage circuit breakersrated on a symmetrical current basis: tensões superiores a 1 kVIEC – International Eletrotechnical ComissionIEC 60909 – Mais precisa por considerar: Assimetria CC da corrente de curto-circuito; Decaimento da componente CA da corrente de curto nas proximidades demotores e geradores síncronosObjetivo: Cálculo da corrente máxima durante o curto-circuito.
  7. 7. Submódulo 3.6 Aneel1. O acessante deve realizar um estudo de curto-circuito pelo com a presença da centralgeradora. Verificar necessidade de ajuste de parâmetros de proteção e controle.2. O acessante é responsável por avaliar qualquer efeito que o SIN possa provocar sobresuas instalações e por tomar as ações corretivas que lhe são cabíveis.3. Operação em regime de tensão não nominal
  8. 8. Exemplo - Descrição do sistemaGeração hidrelétrica de 10 GWCarga aproximada de 7,5 GWCurto circuitos trifásicos de 100 a 500 ms
  9. 9. Simulações de curto-circuitoCurto circuito trifásico 100ms Absorção de potência Gerador de indução reativadiretamente conectado
  10. 10. Simulações de curto-circuitoCurto circuito trifásico 200ms Gerador de induçãodiretamente conectado
  11. 11. Outras influênciasAumento elevado no torque elétrico Perda de sincronismo
  12. 12. Exemplo práticoCurto circuito trifásico 500 ms Gerador Síncrono
  13. 13. introduçãoCurto circuito trifásico 500 ms Gerador Síncrono
  14. 14. Gerador síncrono com retificador a diodos Curto-circuito trifásico
  15. 15. Gerador síncrono com retificador a diodos Curto-circuito bifásico
  16. 16. Gerador síncrono com retificador a diodos Curto-circuito monofásico
  17. 17. Gerador síncrono com conversores PWM Curto-circuito trifásico
  18. 18. Gerador síncrono com conversores PWM Curto-circuito bifásico
  19. 19. Gerador síncrono com conversores PWM Curto-circuito monofásico
  20. 20. Gerador de indução duplamente alimentado (DFIG)CorrenteTensão Curto-circuito trifásico
  21. 21. Gerador de indução duplamente alimentado (DFIG)CorrenteTensão Curto-circuito bifásico
  22. 22. Gerador de indução duplamente alimentado (DFIG)CorrenteTensão Curto-circuito monofásico
  23. 23. Curto-circuito monofásico S. Diodo S. PWM DFIG
  24. 24. Curto-circuito bifásico S. Diodo S. PWM DFIG
  25. 25. Curto-circuito trifásico S. Diodo S. PWM DFIG
  26. 26. Tensão 3FCorrente 3FTensão DC 3F Tensão 2FCorrente 2FTensão DC 2F Tensão 1FCorrente 1FTensão DC 1F
  27. 27. Tensão 3FCorrente 3FTensão DC 3F Tensão 2FCorrente 2FTensão DC 2F Tensão 1FCorrente 1FTensão DC 1F
  28. 28. Corrente máxima Curto-circuito monofásico
  29. 29. Proteção dos sistemas• Determinação da capacidade dos aerogeradores em suportar elevadas correntes de falta;• Cálculo dos ajustes dos dispositivos de proteção contra sobrecorrente;• Seleção de reatores limitadores de corrente, fusíveis, transformadores de corrente;• Cálculo dos esforços mecânicos dos elementos estruturais dos equipamentos;• Dimensionamento do sistema de aterramento;• Seleção e análise de superação de disjuntores e outros equipamentos de seccionamento. Curto-circuito monofásico
  30. 30. Proteções do sistemaRegulador de Tensão 0,9 e 1,1 PU - Nenhuma atuação Relé de sub ou sobretensão 0,85 e 1,15 – Atuação com temporização mínima de 5s Pick upRelé sobrecorrente Temporizado
  31. 31. Atuação da proteção
  32. 32. ConclusõesImportancia da análise de curto-circuito para instalação de aerogeradores.Variação do tipo de gerador na capacidade de se manter conectado a rede.O gerador síncrono com retificador a diodos apresenta maior rejeição aos distúrbiosocorridos na rede.Os geradores síncronos PWM e o DFIG necessitam de um banco de resistores paradissipar a energia excedente.O tipo de distúrbio é um dos fatores que mais influencia nos tipo de transitórios dascorrentes e das tensões durante os afundamentos de tensão
  33. 33. Referências BibliográficasFERREIRA, S. Análise de Critérios de Suportabilidade de Centrais EólicasDurante Afundamentos Momentâneos de Tensão. Belo Horizonte: Ahsdf, 2010.KASIKCI, Ismail. Short Circuits in Power Systems. Weinheim: Wiley-vch, 2002.Operador Nacional do Sistema - ONS, “Requistos técnicos mínimos para aconexão à rede básica”, Brasil, 2006, pp. 21-25.RAMOS, Manoel Cândido de Lima. Análise do Comportamento deAerogeradores Frente a Afundamentos Momentâneos de Tensão. 2009. 112 f.Dissertação (Mestrado) - Ufmg, Belo Horizonte, 2009.SANTOS, Vanessa Malaco dos Santos. Estudo de caso de curto-circuito em umsistema elétrico industrial. 2009. São Carlos, 2009.
  34. 34. Obrigado!Keila Maia – keila@ufpa.brWilson Braga Júnior – wbj99@yahoo.com.br

×