Avaliação da Estabilidade Transitória Considerando os Efeitos de Acoplamento e Transposição entre Linhas de Transmissão no...
SUMÁRIO <ul><li>INTRODUÇÃO </li></ul><ul><li>ESTABILIDADE TRANSITÓRIA </li></ul><ul><li>MODELAGEM DAS LINHAS DE TRANSMISSÃ...
INTRODUÇÃO <ul><li>CONSIDERAÇÕES INICIAIS </li></ul><ul><ul><li>Proteção contra perda de sincronismo; </li></ul></ul><ul><...
INTRODUÇÃO <ul><li>REVISÃO BIBLIOGRÁFICA </li></ul><ul><ul><li>KUNDUR – Definição de estabilidade, descrição do fenômeno t...
INTRODUÇÃO <ul><li>OBJETIVO </li></ul><ul><ul><li>Cálculo de parâmetros de LT para estudo de fluxo de potência; </li></ul>...
ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul><li>ESTABILIDADE ANGULAR </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <u...
ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul><li>ESTABILIDADE ANGULAR </li></ul><ul><ul><li>Relação entre potência e ângulo de torque </li...
ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul><li>ESTABILIDADE ANGULAR </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <u...
ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul><li>ESTABILIDADE ANGULAR </li></ul><ul><ul><li>Máquina síncrona conectada a barramento infini...
ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul><li>CRITÉRIO DAS ÁREAS </li></ul><ul><ul><li>Avaliação algébrica; </li></ul></ul><ul><ul><li>...
ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul><li>CRITÉRIO DAS ÁREAS </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul>...
ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul><li>CRITÉRIO DAS ÁREAS </li></ul><ul><ul><li>Área S 1  dependente do tempo de atuação da prot...
ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul><li>CRITÉRIO DAS ÁREAS </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul>...
ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul><li>CRITÉRIO DAS ÁREAS </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul>...
ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul><li>CRITÉRIO DAS ÁREAS </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul>...
MODELAGEM DAS LINHAS  DE TRANSMISSÃO <ul><li>REPRESENTAÇÃO DAS LINHAS </li></ul><ul><ul><li>Circuito  equivalente </li></u...
MODELAGEM DAS LINHAS  DE TRANSMISSÃO <ul><li>REPRESENTAÇÃO DAS LINHAS </li></ul><ul><ul><li>Assimetria entre os condutores...
MODELAGEM DAS LINHAS  DE TRANSMISSÃO <ul><li>LINHAS DE TRANSMISSÃO EQUILIBRADAS </li></ul><ul><ul><li>LT’s Equilibradas </...
MODELAGEM DAS LINHAS  DE TRANSMISSÃO <ul><li>LINHAS DE TRANSMISSÃO EQUILIBRADAS </li></ul><ul><ul><li>Equações acopladas e...
MODELAGEM DAS LINHAS  DE TRANSMISSÃO <ul><li>COMPONENTES SIMÉTRICAS PARA LT’s DE CIRCUITO DUPLO </li></ul><ul><ul><li>Impe...
MODELAGEM DAS LINHAS  DE TRANSMISSÃO <ul><li>COMPONENTES SIMÉTRICAS PARA LT DE CIRCUITO DUPLO </li></ul><ul><ul><li>Esquem...
MODELAGEM DAS LINHAS  DE TRANSMISSÃO <ul><li>COMPONENTES SIMÉTRICAS PARA LT DE CIRCUITO DUPLO </li></ul><ul><ul><li>Esquem...
MODELAGEM DAS LINHAS  DE TRANSMISSÃO <ul><li>COMPONENTES SIMÉTRICAS PARA LT DE CIRCUITO DUPLO </li></ul><ul><ul><li>Esquem...
MODELAGEM DAS LINHAS  DE TRANSMISSÃO <ul><li>COMPONENTES SIMÉTRICAS PARA LT DE CIRCUITO DUPLO </li></ul><ul><ul><li>Esquem...
MODELAGEM DAS LINHAS  DE TRANSMISSÃO <ul><li>COMPONENTES SIMÉTRICAS PARA LT DE CIRCUITO DUPLO </li></ul><ul><ul><li>Esquem...
MODELAGEM DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO <ul><li>LINHA DE TRANSMISSÃO DE FEIXE EXPANDIDO </li></ul><ul><ul><li>Técnica utilizad...
MODELAGEM DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO <ul><li>MÉTODO DE KRON </li></ul><ul><ul><li>Eliminação de linhas e colunas da matriz ...
MODELAGEM DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO <ul><li>MÉTODO DE KRON </li></ul><ul><ul><li>Matriz de expansão – inclusão das reatânc...
PLATAFORMAS DE SIMULAÇÃO <ul><li>“ LINE CONSTANTS ” (ATP) </li></ul><ul><ul><li>Obtenção das matrizes de transferência e d...
PLATAFORMAS DE SIMULAÇÃO <ul><li>DESCRIÇÃO DO SISTEMA </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO <ul><li>DESCRIÇÃO DO SISTEM...
METODOLOGIA DE ANÁLISE <ul><li>REPRESENTAÇÃO DOS PARÂMETROS DA REDE </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO <ul><li>REPRE...
METODOLOGIA DE ANÁLISE <ul><li>REPRESENTAÇÃO DOS PARÂMETROS DA REDE </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO METODOLOGIA D...
METODOLOGIA DE ANÁLISE <ul><li>PARÂMETROS DE SEQUÊNCIA POSITIVA DAS LT’S </li></ul><ul><ul><li>Redução da cascata de circu...
METODOLOGIA DE ANÁLISE <ul><li>FLUXO DE POTÊNCIA </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO <ul><li>FLUXO DE POTÊNCIA –  SEM...
METODOLOGIA DE ANÁLISE <ul><li>FLUXO DE POTÊNCIA </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO <ul><li>FLUXO DE POTÊNCIA –  COM...
METODOLOGIA DE ANÁLISE <ul><li>DESEMPENHO TRANSITÓRIO CONSIDERANDO  O CÁLCULO DO TCE </li></ul><ul><ul><li>1 – Matrizes de...
METODOLOGIA DE ANÁLISE <ul><li>RESOLUÇÃO NUMÉRICA </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO METODOLOGIA DE ANÁLISE <ul><li>...
METODOLOGIA DE ANÁLISE <ul><li>FLUXOGRAMA DO PROCESSO </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO Solicita como entrada arqui...
RESULTADOS E ANÁLISE DAS SIMULAÇÕES <ul><li>REGIME PERMANENTE </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO RESULTADOS E ANÁLIS...
RESULTADOS E ANÁLISE DAS SIMULAÇÕES <ul><li>RESOLUÇÃO NUMÉRICA NA ANÁLISE CONTRA PERDA DE SINCRONISMO </li></ul>TRABALHO D...
RESULTADOS E ANÁLISE DAS SIMULAÇÕES <ul><li>RESOLUÇÃO NUMÉRICA NA ANÁLISE CONTRA PERDA DE SINCRONISMO </li></ul>TRABALHO D...
RESULTADOS E ANÁLISE DAS SIMULAÇÕES <ul><li>AVALIAÇÃO DO TCE A PARTIR DA ROTINA DESENVOLVIDA </li></ul>TRABALHO DE CONCLUS...
RESULTADOS E ANÁLISE DAS SIMULAÇÕES <ul><li>AVALIAÇÃO DO TCE A PARTIR DA ROTINA DESENVOLVIDA </li></ul>TRABALHO DE CONCLUS...
RESULTADOS E ANÁLISE DAS SIMULAÇÕES <ul><li>ANÁLISE DA DEPENDÊNCIA DOS PARÂMETROS DO CIRCUITO </li></ul>TRABALHO DE CONCLU...
RESULTADOS E ANÁLISE DAS SIMULAÇÕES <ul><li>ANÁLISE DA DEPENDÊNCIA DOS PARÂMETROS DO CIRCUITO </li></ul>TRABALHO DE CONCLU...
CONCLUSÕES <ul><li>Desenvolvimento de metodologia para análise da estabilidade transitória angular considerando os efeitos...
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO UFCG/CEEI/UAEE/GSE OBRIGADO PELA ATENÇÃO. Wilker Victor da Silva Azevêdo Avaliação da Estab...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Avaliação da Estabilidade Transitória Considerando os Efeitos de Acoplamento e Transposição entre Linhas de Transmissão no Cálculo do TCE

4,767 views

Published on

Apresentação referente ao Trabalho de Conclusão de Curso de Engenharia Elétrica. Remete à avaliação da estabilidade transitória angular considerando o acoplamento entre circuitos fisicamente próximos e a contribuição destes efeitos na margem de estabilidade de sistemas de potência e no cálculo do tempo crítico de eliminação de defeitos.

  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Avaliação da Estabilidade Transitória Considerando os Efeitos de Acoplamento e Transposição entre Linhas de Transmissão no Cálculo do TCE

  1. 1. Avaliação da Estabilidade Transitória Considerando os Efeitos de Acoplamento e Transposição entre Linhas de Transmissão no Cálculo do TCE Wilker Victor da Silva Azevêdo Orientador: Washington L. A. Neves, Ph.D TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO Universidade Federal de Campina Grande Centro de Engenharia Elétrica e Informática Unidade Acadêmica de Engenharia Elétrica Grupo de Sistemas Elétricos Campina Grande, Março de 2008
  2. 2. SUMÁRIO <ul><li>INTRODUÇÃO </li></ul><ul><li>ESTABILIDADE TRANSITÓRIA </li></ul><ul><li>MODELAGEM DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO </li></ul><ul><li>PLATAFORMAS DE SIMULAÇÃO </li></ul><ul><li>METODOLOGIA DE ANÁLISE </li></ul><ul><li>RESULTADOS E ANÁLISE DAS SIMULAÇÕES </li></ul><ul><li>CONCLUSÕES </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
  3. 3. INTRODUÇÃO <ul><li>CONSIDERAÇÕES INICIAIS </li></ul><ul><ul><li>Proteção contra perda de sincronismo; </li></ul></ul><ul><ul><li>Limite de Estabilidade Transitória; </li></ul></ul><ul><ul><li>Contingências de natureza severa; </li></ul></ul><ul><ul><li>Características entre potência e ângulo de torque. </li></ul></ul><ul><li>MOTIVAÇÃO </li></ul><ul><ul><li>Desequilíbrio entre conjugados elétrico e mecânico; </li></ul></ul><ul><ul><li>Tempo Crítico de Extinção (TCE); </li></ul></ul><ul><ul><li>Obtenção do TCE face a representação precisa de linhas de transmissão de circuito duplo; </li></ul></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
  4. 4. INTRODUÇÃO <ul><li>REVISÃO BIBLIOGRÁFICA </li></ul><ul><ul><li>KUNDUR – Definição de estabilidade, descrição do fenômeno transitório e modelagem de parâmetros; </li></ul></ul><ul><ul><li>VENIKOV – Análise do comportamento à grandes perturbações e descrições matemáticas; </li></ul></ul><ul><ul><li>KIMBARK – Métodos de integração numérica, análise de casos típicos, modelos clássicos e implementação do critério das áreas; </li></ul></ul><ul><ul><li>ANDERSON E FOUAD – Análise de estabilidade transitória angular e aplicação do critério das áreas; </li></ul></ul><ul><ul><li>MELLO – Avaliação algébrica e estudo máquina - barramento infinito; </li></ul></ul><ul><ul><li>MONTEIRO – Cálculo de parâmetros de LT’s fisicamente próximas para estudo de fluxo de potência. </li></ul></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
  5. 5. INTRODUÇÃO <ul><li>OBJETIVO </li></ul><ul><ul><li>Cálculo de parâmetros de LT para estudo de fluxo de potência; </li></ul></ul><ul><ul><li>Avaliação da modelagem das LT’s no cálculo de TCE; </li></ul></ul><ul><ul><li>Avaliação preventiva da estabilidade transitória angular considerando esquemas de transposição e acoplamento magnético de LT’s fisicamente próximas; </li></ul></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
  6. 6. ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul><li>ESTABILIDADE ANGULAR </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul><li>ESTABILIDADE ANGULAR </li></ul><ul><ul><li>Regime permanente (Limite de Estabilidade Estática) </li></ul></ul>Relação entre potência elétrica e abertura angular (sistema sem perdas)
  7. 7. ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul><li>ESTABILIDADE ANGULAR </li></ul><ul><ul><li>Relação entre potência e ângulo de torque </li></ul></ul><ul><ul><li>MSBI: </li></ul></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
  8. 8. ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul><li>ESTABILIDADE ANGULAR </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul><li>ESTABILIDADE ANGULAR </li></ul><ul><ul><li>Torque líquido de aceleração </li></ul></ul>Comportamento do ângulo de torque para um sistema submetido a uma perturbação Equação de oscilação:
  9. 9. ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul><li>ESTABILIDADE ANGULAR </li></ul><ul><ul><li>Máquina síncrona conectada a barramento infinito </li></ul></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO <ul><li>ESTABILIDADE ANGULAR </li></ul><ul><ul><li>Máquina síncrona conectada a barramento infinito </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Ângulo crítico de extinção (TCE); </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Aumento do ângulo de torque enquanto perdurar a falta; </li></ul></ul></ul>ESTABILIDADE TRANSITÓRIA Sistema máquina síncrona – barramento infinito
  10. 10. ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul><li>CRITÉRIO DAS ÁREAS </li></ul><ul><ul><li>Avaliação algébrica; </li></ul></ul><ul><ul><li>Análise do sistema: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Antes da perturbação - Pré-defeito; </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Durante o defeito; </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Remoção do defeito - Pós-defeito; </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Obtenção TCE – condições contra perda de sincronismo </li></ul></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
  11. 11. ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul><li>CRITÉRIO DAS ÁREAS </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul><li>CRITÉRIO DAS ÁREAS </li></ul>Potência elétrica x abertura angular para curto trifásico franco – interrupção do fluxo de ativos durante a falta
  12. 12. ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul><li>CRITÉRIO DAS ÁREAS </li></ul><ul><ul><li>Área S 1 dependente do tempo de atuação da proteção; </li></ul></ul><ul><ul><li>Sistema estável: S 2 > S 1 </li></ul></ul><ul><ul><li>Sistema instável: S 1 > S 2 </li></ul></ul><ul><ul><li>Limite: S 1 = S 2 </li></ul></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
  13. 13. ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul><li>CRITÉRIO DAS ÁREAS </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul><li>CRITÉRIO DAS ÁREAS </li></ul>Estabilidade x Instabilidade considerando o TCE
  14. 14. ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul><li>CRITÉRIO DAS ÁREAS </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul><li>CRITÉRIO DAS ÁREAS – HIPÓTESES </li></ul><ul><ul><li>A potência mecânica durante o transitório permanece constante; </li></ul></ul><ul><ul><li>Máquinas representadas por tensão constante em série com reatância transitória; </li></ul></ul><ul><ul><li>Variação de frequência do transitório pequena em relação à frequência nominal da rede; </li></ul></ul><ul><ul><li>Cargas estáticas convertidas em admitâncias para a terra; </li></ul></ul><ul><ul><li>A matriz da rede é expandida para incluir reatância da máquina e cargas (modelo de impedância constante); </li></ul></ul>
  15. 15. ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul><li>CRITÉRIO DAS ÁREAS </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO ESTABILIDADE TRANSITÓRIA <ul><li>CRITÉRIO DAS ÁREAS – TCE </li></ul><ul><ul><li>Integração da equação de oscilação: </li></ul></ul><ul><ul><li>Limites de ocorrência da falta: </li></ul></ul><ul><ul><li>Tempo crítico: </li></ul></ul>
  16. 16. MODELAGEM DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO <ul><li>REPRESENTAÇÃO DAS LINHAS </li></ul><ul><ul><li>Circuito equivalente </li></ul></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO <ul><li>REPRESENTAÇÃO DAS LINHAS </li></ul><ul><ul><li>Circuito equivalente </li></ul></ul>MODELAGEM DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO Circuito pi equivalente de uma linha de transmissão
  17. 17. MODELAGEM DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO <ul><li>REPRESENTAÇÃO DAS LINHAS </li></ul><ul><ul><li>Assimetria entre os condutores </li></ul></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO <ul><li>REPRESENTAÇÃO DAS LINHAS </li></ul><ul><ul><li>Assimetria entre os condutores </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Desequilíbrio no fluxo de cada fase </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Transposição – restaura o equilíbrio do ponto de vista dos terminais do circuito equivalente. </li></ul></ul>MODELAGEM DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO Linha trifásica com um ciclo de transposição
  18. 18. MODELAGEM DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO <ul><li>LINHAS DE TRANSMISSÃO EQUILIBRADAS </li></ul><ul><ul><li>LT’s Equilibradas </li></ul></ul><ul><ul><li>Matriz de impedância – cálculo da média das seções. </li></ul></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
  19. 19. MODELAGEM DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO <ul><li>LINHAS DE TRANSMISSÃO EQUILIBRADAS </li></ul><ul><ul><li>Equações acopladas em componentes de fase três equações desacopladas em componentes simétricas </li></ul></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO Equação de transformação: Componentes simétricas: Matrizes de transformação de Fortescue:
  20. 20. MODELAGEM DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO <ul><li>COMPONENTES SIMÉTRICAS PARA LT’s DE CIRCUITO DUPLO </li></ul><ul><ul><li>Impedâncias série e capacitância em derivação calculadas pela média das seções – matrizes de ordem 6x6; </li></ul></ul><ul><ul><li>Matrizes em componentes simétricas: </li></ul></ul><ul><ul><li>Verificação de acoplamentos eletrostáticos e eletromagnéticos dependentes dos esquemas de transposição. </li></ul></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
  21. 21. MODELAGEM DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO <ul><li>COMPONENTES SIMÉTRICAS PARA LT DE CIRCUITO DUPLO </li></ul><ul><ul><li>Esquema de transposição de três seções em sentido contrário </li></ul></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO Esquema de transposição em sentido contrário C 2 A 1 B 1 C 1 A 2 B 2 Seção 1 Seção 2 Seção 3
  22. 22. MODELAGEM DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO <ul><li>COMPONENTES SIMÉTRICAS PARA LT DE CIRCUITO DUPLO </li></ul><ul><ul><li>Esquema de transposição de três seções em sentido contrário </li></ul></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO Componentes de fase: Componentes simétricas:
  23. 23. MODELAGEM DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO <ul><li>COMPONENTES SIMÉTRICAS PARA LT DE CIRCUITO DUPLO </li></ul><ul><ul><li>Esquema de transposição de três seções no mesmo sentido </li></ul></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO Esquema de transposição no mesmo sentido C 2 A 1 B 1 C 1 A 2 B 2 Seção 1 Seção 2 Seção 3
  24. 24. MODELAGEM DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO <ul><li>COMPONENTES SIMÉTRICAS PARA LT DE CIRCUITO DUPLO </li></ul><ul><ul><li>Esquema de transposição de três seções em sentido contrário </li></ul></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO Componentes de fase: Componentes simétricas:
  25. 25. MODELAGEM DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO <ul><li>COMPONENTES SIMÉTRICAS PARA LT DE CIRCUITO DUPLO </li></ul><ul><ul><li>Esquema de transposição de nove seções </li></ul></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO Representação do esquema de transposição de nove seções A 1 B 1 C 1 A 2 B 2 C 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9
  26. 26. MODELAGEM DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO <ul><li>LINHA DE TRANSMISSÃO DE FEIXE EXPANDIDO </li></ul><ul><ul><li>Técnica utilizada para elevação da potência natural das LT’s convencionais; </li></ul></ul><ul><ul><li>A assimetria incide na redução da impedância série da linha; </li></ul></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO Arranjo típico de LT transformável com feixe expandido
  27. 27. MODELAGEM DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO <ul><li>MÉTODO DE KRON </li></ul><ul><ul><li>Eliminação de linhas e colunas da matriz de característica da rede; </li></ul></ul><ul><ul><li>Redução nodal; </li></ul></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO Equação para o método generalizado:
  28. 28. MODELAGEM DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO <ul><li>MÉTODO DE KRON </li></ul><ul><ul><li>Matriz de expansão – inclusão das reatâncias transitórias das máquinas síncronas; </li></ul></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
  29. 29. PLATAFORMAS DE SIMULAÇÃO <ul><li>“ LINE CONSTANTS ” (ATP) </li></ul><ul><ul><li>Obtenção das matrizes de transferência e derivação em componentes de fase; </li></ul></ul><ul><li>GSE – Linhas de transmissão (2004) </li></ul><ul><ul><li>Cálculo dos parâmetros próprios e mútuos de sequência positiva; </li></ul></ul><ul><li>POWER WORLD ® </li></ul><ul><ul><li>Fluxo de carga em regime permanente; </li></ul></ul><ul><li>SIMULINK </li></ul><ul><ul><li>Resolução numérica da equação de oscilação; </li></ul></ul><ul><li>MATLAB ® </li></ul><ul><ul><li>Rotina para cálculo do TCE através do critério das áreas. </li></ul></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
  30. 30. PLATAFORMAS DE SIMULAÇÃO <ul><li>DESCRIÇÃO DO SISTEMA </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO <ul><li>DESCRIÇÃO DO SISTEMA </li></ul>PLATAFORMAS DE SIMULAÇÃO 1 4 5 2 3 6 1 Esquema de transposição do trecho completo Diagrama representativo do sistema em estudo
  31. 31. METODOLOGIA DE ANÁLISE <ul><li>REPRESENTAÇÃO DOS PARÂMETROS DA REDE </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO <ul><li>REPRESENTAÇÃO DOS PARÂMETROS DA REDE </li></ul><ul><ul><li>Máquinas síncronas: equivalente de Thévenin; </li></ul></ul><ul><ul><li>Transformador: reatância série; </li></ul></ul><ul><ul><li>Carga: modelo de potência constante (fluxo de potência) e impedância constante (transitório); </li></ul></ul><ul><ul><li>Linhas de transmissão: parâmetros próprios de sequência positiva </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Desprezando os parâmetros mútuos; </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Incluindo os parâmetros mútuos. </li></ul></ul></ul>METODOLOGIA DE ANÁLISE
  32. 32. METODOLOGIA DE ANÁLISE <ul><li>REPRESENTAÇÃO DOS PARÂMETROS DA REDE </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO METODOLOGIA DE ANÁLISE <ul><li>REPRESENTAÇÃO NO ESTUDO DE FLUXO DE POTÊNCIA </li></ul>Configuração para estudo de fluxo de potência considerando apenas os parâmetros próprios Configuração para estudo de fluxo de potência considerando os parâmetros próprios e mútuos
  33. 33. METODOLOGIA DE ANÁLISE <ul><li>PARÂMETROS DE SEQUÊNCIA POSITIVA DAS LT’S </li></ul><ul><ul><li>Redução da cascata de circuitos </li></ul></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO METODOLOGIA DE ANÁLISE <ul><li>PARÂMETROS DE SEQUÊNCIA POSITIVA DAS LT’S </li></ul><ul><ul><li>Redução da cascata de circuitos (cada circuito corresponde a uma seção da linha entre torres de transposição); </li></ul></ul><ul><ul><li>Algoritmo baseado no processo de redução de matrizes </li></ul></ul>Conexão em cascata de dois circuitos pi representando uma linha de duas seções 1 3 2 [ Y deriv ] [ Y transf ] [ Y transf ] [ Y deriv ] [ Y deriv ] [ Y deriv ]
  34. 34. METODOLOGIA DE ANÁLISE <ul><li>FLUXO DE POTÊNCIA </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO <ul><li>FLUXO DE POTÊNCIA – SEM ACOPLAMENTO </li></ul>METODOLOGIA DE ANÁLISE Modelo para estudo de fluxo de carga sem acoplamento
  35. 35. METODOLOGIA DE ANÁLISE <ul><li>FLUXO DE POTÊNCIA </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO <ul><li>FLUXO DE POTÊNCIA – COM ACOPLAMENTO </li></ul>METODOLOGIA DE ANÁLISE Modelo para estudo de fluxo de carga considerando o acoplamento
  36. 36. METODOLOGIA DE ANÁLISE <ul><li>DESEMPENHO TRANSITÓRIO CONSIDERANDO O CÁLCULO DO TCE </li></ul><ul><ul><li>1 – Matrizes de admitância nos 3 estágios; </li></ul></ul><ul><ul><li>2 – Cálculo da corrente de armadura e tensão interna do gerador; </li></ul></ul><ul><ul><li>3 – Obtenção da matriz expandida; </li></ul></ul><ul><ul><li>4 – Realocação dos barramentos; </li></ul></ul><ul><ul><li>5 – Aplicação do método de Kron; </li></ul></ul><ul><ul><li>6 – Cálculo dos parâmetros da equação de oscilação (swing); </li></ul></ul><ul><ul><li>7 – Cálculo do ângulo crítico e TCE. </li></ul></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
  37. 37. METODOLOGIA DE ANÁLISE <ul><li>RESOLUÇÃO NUMÉRICA </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO METODOLOGIA DE ANÁLISE <ul><li>RESOLUÇÃO NUMÉRICA </li></ul>Modelo para resolução numérica utilizando o SIMULINK
  38. 38. METODOLOGIA DE ANÁLISE <ul><li>FLUXOGRAMA DO PROCESSO </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO Solicita como entrada arquivos em formato “.dat”, dispostos em forma padronizada pelo software, apresentando informações da geometria da linha de transmissão e esquemas de transposição. Foram obtidas as matrizes de admitância de transferência e derivação da linha de transmissão . “ LINE CONSTANTS ” - ATP A entrada refere-se a um arquivo do tipo “.dat” formatado a partir do arquivo de saída obtido do ATP. Fornece na saída do programa as matrizes de admitância de transferência e derivação em componentes simétricas representando o circuito duplo. Apresenta os parâmetros próprios e mútuos de sequência positiva, que posteriormente serão utilizados no estudo de fluxo de potência. GSE – Linhas de Transmissão Plataforma de simulação com execução do fluxo de potência, fornecendo como saída, neste estudo, arquivos “.m” com formatação MATLAB ® , contendo a matriz de admitância da rede e as tensões nos barramentos. POWER WORLD ® Obtenção da matriz reduzida através do Método de Kron, calcula os elementos da equação de potência para os três estágios de análise e o Tempo Crítico de Extinção (TCE) do defeito considerando ou não o acoplamento, permitindo posterior análise de sensibilidade. Rotina - MATLAB ® O diagrama de blocos é alimentado por parâmetros calculados através da rotina desenvolvida no MATLAB ® , efetuando o cálculo do TCE através de método numérico. SIMULINK
  39. 39. RESULTADOS E ANÁLISE DAS SIMULAÇÕES <ul><li>REGIME PERMANENTE </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO RESULTADOS E ANÁLISE DAS SIMULAÇÕES Solução de fluxo de potência com e sem acoplamento para a LT FEX <ul><li>REGIME PERMANENTE </li></ul><ul><ul><li>Redução da quantidade de reativos gerada quando da inclusão dos parâmetros mútuos referidos ao acoplamento entre as linhas; </li></ul></ul>- 35,80 Incluído - 98,10 Desprezado Q (Mvar) Acoplamento
  40. 40. RESULTADOS E ANÁLISE DAS SIMULAÇÕES <ul><li>RESOLUÇÃO NUMÉRICA NA ANÁLISE CONTRA PERDA DE SINCRONISMO </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO Parâmetros da equação de oscilação (potência como função da abertura angular) RESULTADOS E ANÁLISE DAS SIMULAÇÕES <ul><li>RESOLUÇÃO NUMÉRICA NA ANÁLISE CONTRA PERDA DE SINCRONISMO </li></ul><ul><ul><li>Tensão interna maior que a esperada quando são incluídos os efeitos de acoplamento; </li></ul></ul><ul><ul><li>Maior amplitude da componente senoidal pós-defeito. </li></ul></ul>3,82 1,912 2,407 0,205 23,12 14,01 Incluído 2,48 1,779 2,401 0,176 22,55 13,04 Desprezado Pós-defeito Regime permanente Defasagem ( 0 ) Amp. Senóide (p.u.) Componente de Perdas (p.u.) Fase ( 0 ) Módulo (kV) Acoplamento Potência Tensão Interna (E f )
  41. 41. RESULTADOS E ANÁLISE DAS SIMULAÇÕES <ul><li>RESOLUÇÃO NUMÉRICA NA ANÁLISE CONTRA PERDA DE SINCRONISMO </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO <ul><li>RESOLUÇÃO NUMÉRICA NA ANÁLISE CONTRA PERDA DE SINCRONISMO </li></ul>RESULTADOS E ANÁLISE DAS SIMULAÇÕES Comportamento do ângulo de torque em função do tempo (tempo de eliminação de 0,15 s)
  42. 42. RESULTADOS E ANÁLISE DAS SIMULAÇÕES <ul><li>AVALIAÇÃO DO TCE A PARTIR DA ROTINA DESENVOLVIDA </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO TCE obtido por resolução numérica no SIMULINK RESULTADOS E ANÁLISE DAS SIMULAÇÕES <ul><li>ANÁLISE DO TCE POR RESOLUÇÃO NUMÉRICA E PELA ROTINA DESENVOLVIDA </li></ul><ul><ul><li>Margem de estabilidade transitória angular superior à esperada quando são incluídos os efeitos do acoplamento entre as linhas; </li></ul></ul><ul><ul><li>Maior tempo para atuação contra perda de sincronismo pelo sistema de proteção; </li></ul></ul><ul><ul><li>Aumento da segurança angular transitória. </li></ul></ul>0,2131 0,2022 ROTINA - TCE (s) 0,2085 Incluído 0,2048 Desprezado SIMULINK - TCE (s) Acoplamento
  43. 43. RESULTADOS E ANÁLISE DAS SIMULAÇÕES <ul><li>AVALIAÇÃO DO TCE A PARTIR DA ROTINA DESENVOLVIDA </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO <ul><li>AVALIAÇÃO DO TCE A PARTIR DA ROTINA DESENVOLVIDA </li></ul><ul><ul><li>Maior área de desaceleração quando o acoplamento é considerado. </li></ul></ul>RESULTADOS E ANÁLISE DAS SIMULAÇÕES Acoplamento desprezado Acoplamento incluído
  44. 44. RESULTADOS E ANÁLISE DAS SIMULAÇÕES <ul><li>ANÁLISE DA DEPENDÊNCIA DOS PARÂMETROS DO CIRCUITO </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO RESULTADOS E ANÁLISE DAS SIMULAÇÕES <ul><li>ANÁLISE DA DEPENDÊNCIA DOS PARÂMETROS DO CIRCUITO </li></ul><ul><ul><li>Constante de inércia </li></ul></ul><ul><ul><li>A elevação da constante de inércia provoca aumento nas diferenças entre valores estimados para o TCE e valores obtidos utilizando o modelo da LT considerando a inclusão dos parâmetros mútuos. </li></ul></ul>Valores do TCE obtidos com a elevação da constante de inércia 0,2859 0,2680 Incluído 0,2557 0,2480 Desprezado Rotina no MATLAB ® SIMULINK Acoplamento Tempo Crítico de Extinção (TCE) em segundos
  45. 45. RESULTADOS E ANÁLISE DAS SIMULAÇÕES <ul><li>ANÁLISE DA DEPENDÊNCIA DOS PARÂMETROS DO CIRCUITO </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO <ul><li>ANÁLISE DA DEPENDÊNCIA DOS PARÂMETROS DO CIRCUITO </li></ul><ul><ul><li>Reatância transitória </li></ul></ul><ul><ul><li>O aumento da reatância transitória incide na redução do limite de carregamento que assegura a estabilidade. </li></ul></ul>RESULTADOS E ANÁLISE DAS SIMULAÇÕES Valores obtidos para o TCE e com a elevação da reatância transitória da máquina. 0,2062 75,86 Incluído 0,1942 71,82 Desprezado Tempo Crítico de Extinção (TCE) em segundos Ângulo crítico (graus) Acoplamento
  46. 46. CONCLUSÕES <ul><li>Desenvolvimento de metodologia para análise da estabilidade transitória angular considerando os efeitos de acoplamento e transposição entre LT’s fisicamente próximas; </li></ul><ul><li>Redução de incertezas no cálculo do TCE quando da representação de modelos mais precisos de linhas de circuito duplo; </li></ul><ul><li>Obtenção de uma margem de estabilidade superior à esperada na analogia com modelos usuais na representação das linhas de transmissão; </li></ul><ul><li>Sensibilidade do TCE com os parâmetros da rede e variações na discrepância atenuadas de acordo com as características da rede a avaliar-se. </li></ul>TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
  47. 47. TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO UFCG/CEEI/UAEE/GSE OBRIGADO PELA ATENÇÃO. Wilker Victor da Silva Azevêdo Avaliação da Estabilidade Transitória Considerando os Efeitos de Acoplamento e Transposição entre Linhas de Transmissão do Cálculo do TCE

×