Universidade Federal de Itajubá
Instituto de Sistemas Elétricos e Energia
•André Reis - 14477
•Felipe Terra - 14490
•Henrique Borges - 14498
•Reginaldo Miranda - 14526
•Thales Moran - 14540
Introdução
 Os compensadores estáticos são empregados em
situações onde a compensação deve atuar de maneira
rápida e eficaz
Compensadores Estáticos
 RNS
 CCT
 RCT
 Mistos
Introdução
 Utilizados para mitigar distúrbios da qualidade da
energia tais como :
 VTCDs e flutuações de tensão;
 Correção do fator de potência;
 Redução de Harmônicos
Reatores a Núcleo Saturado
 O Reator a Núcleo
Saturado (RNS) funciona
como um Regulador de
Tensão, controlando a
demanda de potência
reativa.
Fazer com a demanda de potência reativa do barramento
permaneça constante  Q=cte.
Arranjo Básico
 O Arranjo Básico do
CERNS é composto por
um capacitor em
paralelo com um RNS
Princípio de Funcionamento
 De acordo com o arranjo,
Tem-se:
ΔV
Redução da demanda
de reativo ou até
mesmo geração de
reativo
ΔV
Aumento da demanda
de reativo (absorção de
reativo)
Exemplo de aplicação
 Forno a arco
 Máquinas de solda
 Compensação de SEP,
especialmente rurais.
Vantagens e Desvantagens
Vantagens:
 Robustez
 Baixos índices de
Manutenção
 Alto custo-benefício
comparado aos RCT
Desvantagens:
 Inserção de
componentes
harmônicas no SEP
Aplicação
Aplicação
 Situação 1: Desligamento de metade da carga do
barramento da SE-SINOP sem a utilização do CERNS
Intervalo I - 235,1kV
1,02 pu
Intervalo II -254,6 kV
1,10 pu
Tensão no intervalo II ULTRAPASSA
os limites estabelecidos por norma.
Aplicação
 Situação 2: Desligamento de metade da carga do
barramento da SE-SINOP com a utilização do CERNS
Intervalo I – 299,9kV
0,99 pu
Intervalo II -240,9 kV
1,047 pu
Tensão no intervalo II PERMANECE
dentro dos limites estabelecidos por
norma.
RCT – Reator Controlado Por Tiristor
 Controle contínuo e independente da susceptância em
cada fase do compensador.
 Os tiristores são disparados pelo sinal de controle.
 0º ≤ α ≤ 180º
 Gera harmonicos na rede em virtude do chaveamento
A
B
C
L/2
L/2
L/2
L/2
RCT – Reator Controlado Por Tiristor
Aplicações
 Redução de Harmônicos
 Aumento da capacidade
 de Transmissão
 Estabilização de Tensão
 Redução de Flicker
Reator
Válvula de Tiristores
Exemplo
 Mitigar problemas de
flutuação de tensão
devido a fornos a arco.
 Conjunto reator
controlado mais filtros
 O valor de α é obtido de
forma iterativa
Diagrama Unifilar
 Valor indicado pelo flickermeter, no ponto de
acoplamento comum, é Pst(95%)=2,853.
(Sistema não Compensado)
Fase A – Neutro no PAC
 Sistema não compensado
Tensão e Corrente Fase A - PAC
 Sistema Compensado
Considerações -RCT
 Com o uso da compensação o Pst calculado é
reduzido para Pst(95%) = 1,652
 Redução de 42% do nível de flicker em relação ao
nível obtido com o sistema não compensado.
 O RCT mostrou – se adequado para a mitigação do
problema.
 Sistema flexível para novas instalações de fornos a
arco e planejamento
CCT-Capacitor controlado por tiristor
 Sistema para manobra de capacitores baseado em
tiristores
 Sistemas com grande numero de cargas dinâmicas e
com demandas variáveis e rápidas de potência
reativa.
Utilização do CCT
ITSC
 operação das cargas de grande porte, não-lineares,
variáveis e desequilibradas.
Estas cargas especiais são:
 fornos a arco,
 pontes retificadoras,
 conversores estáticos,
 sistemas de acionamento por chaveamento
Vantagens do CCT
Possibilidade de um grande
número de operações;
 Eliminação das correntes de
inrush;
 Aumento da vida útil dos
elementos do banco;
 Conexão rápida, sem a
necessidade de atraso para
descarga dos capacitores;
Tempo de manobra máximo
inferior a 1 ciclo;
Menores custo de manutenção,
embora com maiores custos
implantação;
Possibilidade de adoção de
medidas de monitoração e
proteção do banco
Eliminação dos resistores de précarga e descarga do banco;
Utilização plena do banco e
capacitores, maximizando os
benefícios do investimento.
Exemplo de Fabricante
 NOKIAN CAPACITORS
Exemplo (forno de indução)
 alimentação
da Fábrica de
Capacitores é feita por um
transformador de 300 kVA
13,8/0,38 kV -impedância de 5 %
e com correção do Fator de
Potência realizada por um Banco
de Capacitores Automático de
115 kVAr.
Exemplo (forno de indução)
 Banco de capacitores desligado e forno de indução
desligado:
 como esperado as formas de onda de tensão e corrente
não apresentam muita distorção
Exemplo (forno de indução)
 Banco de capacitores desligado e forno de indução
ligado: a distorção nesse caso nas duas formas de onda
provocando injeção de harmônicos na rede
Exemplo (forno de indução)
 Banco de capacitores ligado e forno de indução
ligado: percebe-se que a DHT, tanto de corrente
quanto de tensão, aumenta muito com a
presença do banco de capacitores, indicando
interação entre o banco e o forno de indução.
Exemplo (forno de indução)
 Observe que somente a utilização do CCT não e solução
para este caso. E necessário um conjunto de ações como
a utilização de filtros sintonizados e dessintonizados e a
correção simultânea do fator de potência, que são
ligados ou desligados conforme a necessidade de energia
reativa do sistema.
Mistas
 Solução Completa
Característica V X I
Subestação Bom Jesus da Lapa - CHESF
Aplicação:
 Na subestação Bom Jesus da Lapa II é utilizada a
solução completa, ou seja: transformador + filtros +
TRCs + TSCs + sistemas de medição e controle;
 A seguir temos os resultados da comparação entre o
modelo completo, supracitado e o modelo simplificado
que compreende o uso de transformador e capacitor
concentrado;
 Tem-se ainda a simulação de uma falta na LT Bom
Jesus da Lapa II – Ibicoara – 500[kV]
Modelo Detalhado
Modelo Simplificado
Compensação de Potencia Reativa
Variação de Tensão transitória
Conclusão
 Foram apresentados alguns métodos de mitigação dos
distúrbios relacionados a flutuações de tensão, VTCDs,
correção do fator de potência; redução de Harmônicos.
 Os métodos de compensação estática analisados neste
trabalho são eficientes para solução desses distúrbios de
QEE
 Sempre a melhor opção e a utilização de todos os
métodos em conjunto.