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REP
XXII-SNPTEE
SEMINÁRIO NACIONAL
DE PRODUÇÃO E
TRANSMISSÃO DE
ENERGIA ELÉTRICA
13 a 16 de Outubro de 2013
Grupo de Estudo de Desempenho de Sistemas Elétricos (GDS)
RELATÓRIO ESPECIAL PRÉVIO
Dalton De Oliv eira C. Do Brasil - ONS
Angélica Da Costa Oliv eira Rocha - CEMIG
Roberto Vaisman - CEPEL
1.0 CONSIDERAÇÕES GERAIS
Com base nos 32 informes técnicos apresentados no Grupo GDS observa-se que há temas de diversas áreas
que estão despertando interesse e discussão no âmbito de desempenho de sistemas elétricos de potência,
dentre eles pode-se citar:
ü Descargas atmosféricas: neste tema foram apresentados 5 artigos tratando de sistemas de monitoramento
das descargas atmosféricas no território nacional, bem como, no desenvolvimento de metodologias,
ferramentas e parâmetros para análise do desempenho de linhas de transmissão frente a descargas
atmosféricas diretas (shielding failure) e indiretas (Backflashover).
ü Transitórios eletromagnéticos, sobretensões de manobra e coordenação de isolamento: neste tema foram
apresentados 15 artigos, versando sobre estudos de transitórios no sistema interligado nacional, em linhas
de transmissão segmentadas; coordenação de isolamento do sistema HVDC do Madeira; avaliação de
técnicas e dos parâmetros estatísticos de chaveamento em linhas de transmissão; avanços na modelagem
de elementos da rede para estudos transitórios, compreendendo levantamento da curva de saturação de
transformadores e modelagem do arco elétrico; aprimoramentos nas ferramentas de análise de transitórios
e influência do aterramento nos níveis de sobretensão e coordenação do isolamento.
ü Qualidade de Energia: os 10 artigos classificados neste tema abordam questões de distorção harmônica e
flutuação de tensão provenientes de plantas eólicas e sistema HVDC; o impacto na qualidade de energia
com o advento das redes inteligentes; indicadores de desequilíbrio de tensão e técnicas para aprimorar a
regulação de tensão.
ü Recursos para análise do desempenho dinâmico: finalmente 2 artigos foram classificados neste tema,
abordando especificamente técnicas de uso de sincrofasores para análise do desempenho dinâmico do
sistema.
2.0 CLASSIFICAÇÃO DOS INFORMES TÉCNICOS
Os 32 informes técnicos do Grupo GDS foram classificados em 4 categorias, em função do conteúdo técnico dos
mesmos, conforme relacionado a seguir:
ü Descargas Atmosféricas: 5 informes;
ü Transitórios eletromagnéticos, sobretensões de manobra e coordenação de isolamento: 15 informes;
ü Qualidade de Energia: 10 informes;
ü Recursos para análise do desempenho dinâmico: 2 informes.
2.1 232Qualidade da Energia Elétrica
533 - PROPOSTA PARA ADEQUAÇÃO DOS LIMITES DE HARMÔNICOS DEVIDO À EXPANSÃO DAS NOVAS FONTES NÃO LINEARES - INVERSORES E
EÓLICAS.
534 - PROGRAMAS AUXILIARES PARA O CÁLCULO DA MÁXIMA TENSÃO HARMÔNICA NO PAC SEGUNDO A METODOLOGIA DO LUGAR GEOMÉTRICO.
674 - A MEDIÇÃO DA FLUTUAÇÃO DE TENSÃO NO CONJUNTO TURBINA E GERADOR EÓLICO, NO ÂMBITO DA CONEXÃO ÀS REDES ELÉTRICAS
EXISTENTES
706 - UMA PROPOSTA DE INDICADORES DE DESEQUILÍBRIOS E ASSIMETRIAS BASEADA NAS COMPONENTES SIMÉTRICAS GENERALIZADAS EM
SISTEMAS TRIFÁSICOS PERIÓDICOS NÃO SENOIDAIS
735 - MODELAGEM E AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE UMA NOVA PROPOSTA DE REGULADOR ELETROMAGNÉTICO DE TENSÃO
843 - QUALIDADE DA ENERGIA ELÉTRICA NO CONTEXTO DAS REDES ELÉTRICAS INTELIGENTES (SMART GRIDS)
876 - METODOLOGIA PARA REPRESENTAÇÃO DE REDES ELÉTRICAS POR POLÍGONOS DE ADMITÂNCIAS PARA ESTUDOS DE IMPACTO HARMÔNICO
964 - IDENTIFICAÇÃO DO CONJUNTO DE TENSÕES O QUAL IMPLICA NA MÁXIMA CORRENTE ATRAVÉS DE UM REATOR DE NEUTRO MEDIANTE UM
MESMO FATOR DE DESEQUILÍBRIO K.
1003 - PROPOSIÇÃO DE METODOLOGIA E CRITÉRIOS PARA A DEFINIÇÃO DAS CAPACIDADES NOMINAIS DE FILTROS DE CORRENTES
HARMÔNICAS INSTALADOS EM PARQUES EÓLICOS
2.2 233Compatibilidade Eletromagnética
562 - INTERFERÊNCIA DE UM SISTEMA HVDC SOBRE OBJETOS NAS PROXIMIDADES (GASODUTO, FERROVIA E LINHAS DE TRANSMISSÃO)
670 - SISTEMA DE MEDIÇÃO E ANÁLISE REMOTA DE TRANSITÓRIOS ELETROMAGNÉTICOS - SMARTE
819 - DESLIGAMENTOS INDESEJADOS DE TRANSFORMADORES DE POTÊNCIA POR RESSONÂNCIAS DE BAIXA FREQUÊNCIA PROVOCADAS PELA
PRESENÇA DE BANCOS DE CAPACITORES SÉRIE NO SISTEMA DE TRANSMISSÃO.
1033 - ESTUDO DE TRANSITÓRIOS ELETROMAGNÉTICOS DE LINHAS DE TRANSMISSÃO CA SEGMENTADA ATRAVÉS DO VSC-B2B
1042 - ANÁLISE DE UMA CORRELAÇÃO DE ÍNDICES GEOMAGNÉTICOS COM EVENTOS TRANSITÓRIOS EM UMA LINHA DE TRANSMISSÃO DA REGIÃO
SUL DO BRASIL.
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2.3 234Descargas Atmosféricas e Sobretensões Transitórias
543 - OBSERVAÇÕES DE DESCARGAS ATMOSFÉRICAS NA REGIÃO NORTE DO PAÍS PELA REDE BRASILEIRA DE DETECÇÃO DE DESCARGAS
BRASILDAT
608 - CHAVEAMENTO CONTROLADO APLICADO AO RELIGAMENTO RÁPIDO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO
648 - ESTUDOS DE TRANSITÓRIOS ELETROMAGNÉTICOS PARA A INTEGRAÇÃO DA INTERLIGAÇÃO TUCURUÍ-MACAPÁ-MANAUS
654 - ANÁLISE DE DESEMPENHO DE SISTEMAS DE MONITORAMENTO DE DESCARGAS ATMOSFÉRICAS E AVALIAÇÃO DE SUA UTILIZAÇÃO NA
VIGILÂNCIA METEOROLÓGICA DE LINHAS DE TRANSMISSÃO
675 - EFEITO DE DIFERENTES DISTRIBUIÇÕES DE TEMPOS DE FECHAMENTO NOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES ESTATÍSTICAS DE
ENERGIZAÇÃO E RELIGAMENTO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO
694 - PADRÕES DE ATERRAMENTO DE AEROGERADORES E SUA INFLUÊNCIA NA COORDENAÇÃO DE ISOLAMENTO
856 - UMA REVISÃO DO DESEMPENHO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO EAT CA QUANTO A DESCARGAS ATMOSFÉRICAS
901 - FERRAMENTA COMPUTACIONAL PARA AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO UTILIZANDO O MÉTODO DE MONTE
CARLO
905 - DESEMPENHO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO FRENTE ÀS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS: AVALIAÇÃO DE DESENVOLVIMENTOS RECENTES
PARA DEFINIÇÃO DE METODOLOGIA AVANÇADA DE ANÁLISE E PROJETO
1015 - MODELAGEM DE ARCO ELÉTRICO NO AR PARA ESTUDO DE RELIGAMENTO MONOFÁSICO – PARTE EXPERIMENTAL
2.4 235Coordenação de Isolamento
720 - FATORES DE SOBRETENSÃO ENVOLVENDO A TERRA EM SISTEMAS ELETRICOS - UMA VISÃO OTIMIZADA DE GERENCIAMENTO
734 - ESTUDOS DE SOBRETENSÕES , SOBRECORRENTES E COORDENAÇÃO DE ISOLAMENTO PARA AS ESTAÇÕES CONVERSORAS DE 600 KV DE
PORTO VELHO E ARARAQUARA 2 . PRIMEIRO BIPOLO DO SISTEMA DE TRANSMISSÃO DAS USINAS DO RIO MADEIRA.
757 - SIMULAÇÕES E MEDIÇÕES DE MANOBRAS DE CHAVES SECIONADORAS NO SETOR DE 345 KV DA SUBESTAÇÃO DE TIJUCO PRETO
2.5 236Desempenho Dinâmico
652 - UMA PROPOSTA DE METODOLOGIA PARA MEDIÇÃO EM CAMPO DA CURVA DE SATURAÇÃO DE TRANSFORMADORES DE POTENCIA
795 - DESEMPENHO E PROJETO DE FILTROS DE CC E CA DAS SUBESTAÇÕES CONVERSORAS DE 600 KV PORTO VELHO E ARARAQUARA 2.
PRIMEIRO BIPOLO DO SISTEMA DE TRANSMISSÃO DAS USINAS DO RIO MADEIRA
811 - AVALIAÇÃO DA MARGEM DE ESTABILIDADE DE TENSÃO NO SISTEMA TRAMOESTE DA ELETROBRAS ELETRONORTE FRENTE A GRANDES
IMPACTOS NO SIN USANDO DADOS REAIS DE SINCROFASORES DE TENSÃO E CORRENTE
912 - EMPREGO DE CONTROLES PROPRIETÁRIOS EM ESTUDOS DE TRANSITÓRIOS ELETROMAGNÉTICOS
987 - ANÁLISE DO DESEMPENHO DINÂMICO DA INTERLIGAÇÃO AC-RO/SIN COM A INSERÇÃO DA UHE SANTO ANTÔNIO USANDO SINCROFASORES
3.0 RELATÓRIO SOBRE OS INFORMES TÉCNICOS
3.1 - PROPOSTA PARA ADEQUAÇÃO DOS LIMITES DE HARMÔNICOS DEVIDO À EXPANSÃO DAS NOVAS FONTES NÃO LINEARES - INVERSORES E EÓLICAS.
FONSECA, L.C.D.A.(1);CAVALCANTI, J.D.A.(1); - CHESF(1);
Perguntas e respostas:
A) Aparentemente, tendo em v ista a v ariação inv ersa com a f reqüência da impedância dos bancos de capacitores, a adoção de limites iguais para harmônicas de ordens
inf eriores e superiores, f aria com que as correntes harmônicas injetadas em tais equipamentos pudessem aumentar linearmente com a ordem harmônica. Os autores
teriam alguma inf ormação quanto ao impacto da adoção de limites iguais para todas as ordens harmônicas no dimensionamento dos bancos de capacitores e o aumento
do custo resultante dos nov os projetos?
As correntes harmônicas nos bancos de capac itores (bc) são proporcionais às tensões harmônicas às quais o bc está submetido. Segundo as normas o bc pode f icar
submetido a uma tensão de 110% de seu nominal durante até 12 horas, nisto considerando os harmônicos e de uma potência de 144% de seu nominal. Portanto não
importa a ordem harmônica desde que os esf orços satisf açam estes limites.
B) Os autores teriam uma av aliação, mesmo que preliminar, do total de bancos de capacitores, incluindo aqueles instalados ao longo das redes de distribuição, que
poderiam ser af etados pelo aumento dos limites, e o conseqüente custo de reposição?
Como af irmado no texto uma ref erência de limite total seria a suportabilidade dos capacitores, por serem os equipamentos cuja inf luência da ordem harmônica é o mais
sensív el.
C) Os autores teriam alguma inf ormação quanto a limites tecnológicos relacionados ao desempenho dos dielétricos de unidades capacitiv as quanto submetidas a
correntes de mais alta f reqüência?
Para os v alores de tensões harmônicas, e consequentemente correntes harmônicas existentes na rede, na f aixa até o 50o harmônico não acredito em problemas
dielétricos. Estou comparando com a suportabilidade para surtos atmosf éricos e surtos de manobra, como se sabe a suportabilidade dielétrica dos materiais aumenta
com o aumento da f requencia. A questão principal, talv ez seja a def ormação da onda senoidal de tal f orma que o pico f ique muito elev ado, o que não aconteceria com
os v alores existentes de tensões harmônicas da rede.
3.2 - PROGRAMAS AUXILIARES PARA O CÁLCULO DA MÁXIMA TENSÃO HARMÔNICA NO PAC SEGUNDO A METODOLOGIA DO LUGAR GEOMÉTRICO.
FONSECA, L.C.D.A.(1);CAVALCANTI, J.D.A.(1); - CHESF(1);
Perguntas e respostas:
A) Além da saída R x X, o programa HarmZs também permite saída do tipo magnitude e ângulo de impedância. O autor poderia explicar se houv e alguma razão, como
por exemplo, f acilidade de manipulação dos dados, para a escolha da representação sob a f orma R x X?
O HARMZS tem saidas !Z! x W, real(Z) x W, imaginário(Z) x W, ângulo(Z) x W e também o Real(Z) x Imaginario (Z) . Como o que realmente queria-se era G x B esta
seria a única opção.
B) Após a aplicação do conjunto de programas elaborados, o autor poderia inf ormar a redução de tempo na av aliação do desempenho da instalação?
É possív el se f azer o trabalho em 16HH sem as reav aliações dos f iltros, caso se tenha a rede interna montada no ANAREDE.
C) O autor considera ser possív el a elaboração de um programa v isando a otimização de conf igurações de f iltragem, v isando tanto a redução dos custos quanto a
ev entual introdução de limitações construtiv as de tais equipamentos?
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Para cada opção de f iltro a rede interna tem que ser recalculada (Y norton) bem como as correntes totais indiv iduais no PAC também têm que ser recalculados. Portanto
só um programa de sensibilidade seria capaz de reduzir os esf orços.
3.3 - A MEDIÇÃO DA FLUTUAÇÃO DE TENSÃO NO CONJUNTO TURBINA E GERADOR EÓLICO, NO ÂMBITO DA CONEXÃO ÀS REDES ELÉTRICAS EXISTENTES
MELLO, A.J.D.C.(1);ROSS, R.P.D.(1);JR., C.V.M.(1); - CEPEL(1);
Por suas características particulares, os aerogeradores se comportam de maneira dif erente de outras instalações da rede elétrica. A potência gerada dependente dos
v entos, que têm um comportamento estocástico. Visando uma melhor ef iciência e controlabilidade, há uma tendência a usar aerogeradores de v elocidade v ariáv el e
conv ersores eletrônicos de potência. No tocante à qualidade da energia, a conexão de aerogeradores pode impactar o desempenho do sistema quanto a harmônicos e
f lutuações de tensão. Este artigo tem por objetiv o apresentar requisitos de medição de f lutuação de tensão em aerogeradores, segundo a norma IEC 61400-21, e
resultados de medição no campo.
Perguntas e respostas:
A) Em geral se observ a que os indicadores de f lutuação de tensão, relacionados aos parques eólicos, quer sejam obtidos por cálculo quer sejam obtidos por medição,
são bastante inf eriores aos limites estabelecidos. Gostaríamos de saber se esta é a experiência dos autores.
Sim, são inf eriores aos limites estabelecidos. Se considerarmos a metodologia adotada pela norma IEC 61400-21 para QE em aerogeradores, no que se ref ere à
av aliação da f lutuação de tensão, uma razão para estes v alores abaixo dos limites estabelecidos é dev ido ao f ato da rede f ictícia ser utilizada para expurgar ev entuais
f lutuações de tensão oriundas de outras f ontes que não seja àquela resultante da operação do próprio aerogerador. Ressaltamos ainda que, considerando os v alores
medidos em campo por equipamentos comerciais de QE, observ amos também v alores medidos inf eriores aos limites estabelecidos nos Procedimentos de Acesso à
Rede do ONS. É importante destacar que no artigo f oi analisada a f lutuação de tensão de aerogeradores em operação continua, isto é, não f oram incluídas análises
sobre o modo de operação em chav eamento do aerogerador cuja magnitude de f lutuação pode ser bem mais elev ada, porém bem menos f requente. Os resultados
obtidos pelo CEPEL até o momento, seja com os medidores de Pst conv encionais (IEC 61000-4-15) ou com o protótipo desenv olv ido (IEC 61400-21), indicam v alores
inf eriores aos limites estabelecidos nos Procedimentos de Rede. Porém, sabemos que a f lutuação é dependente do tipo de tecnologia e do regime de v entos na região e
ainda não sabemos se a combinação destes f atores pode lev ar a v alores mais elev ados para a f lutuação de tensão.
B) No Brasil observ a-se uma ausência de empresas capazes de realizar medições tendo por f inalidade a certif icação de desempenho de equipamentos aero geradores.
Gostaríamos que os autores comentassem sobre os ef eitos desta ausência no desenv olv imento da tecnologia de geração eólica no país.
As medições para certif icação de equipamentos aerogeradores representam uma v asta gama de testes que incluem: medidas de desempenho elétrico, de v ibração
mecânica, de acústica, de desempenho aerodinâmico das pás, etc. Ainda não há empresas e laboratórios brasileiros acreditados para certif icar estes equipamentos sob
quaisquer dos aspectos comentados anteriormente, o que dif iculta o desenv olv imento de tecnologia nacional para aerogeradores. Os laboratórios no mundo que f azem
parte da Rede Measnet para acreditação de aerogeradores de grande porte são os únicos autorizados para esta certif icação. Cumpre ressaltar que uma das exigências
para f azer parte da rede Maesnet é não ter qualquer relação seja com os f abricantes de aerogeradores seja com os concessionários dos parques eólicos.
C) Os autores saberiam inf ormar se dentre os tipos de aero geradores, conf orme indicado no item 2, existiria uma ordem quanto o nív el de f lutuação de tensão
prov ocado?
A intensidade da f lutuação de tensão resultante está relacionada a alguns aspectos, dentre os mais importantes podemos citar: o método de operação da turbina eólica e
o regime de ocorrência dos v entos na região. Em locais onde o regime de v entos apresenta uma característica mais constante a f lutuação tende a ser menor do que
para locais em que há uma tendência maior para rajadas de v ento. A experiência do CEPEL até a presente data mostrou que a f lutuação de tensão associada a
tecnologia “DFIG” (dupla alimentação) é maior do que a associada a tecnologia de conv ersor pleno.
3.4 - UMA PROPOSTA DE INDICADORES DE DESEQUILÍBRIOS E ASSIMETRIAS BASEADA NAS COMPONENTES SIMÉTRICAS GENERALIZADAS EM SISTEMAS TRIFÁSICOS
PERIÓDICOS NÃO SENOIDAIS
COSTA, L.L.H.(1);SERNI, P.J.A.(2);MARAFÃO, F.P.(2); - Andritz Hy dro INEPAR(1);UNESP(2);
Baseado na recente proposta para análise de desequilíbrios e/ou assimetrias em sistemas trif ásicos não senoidais, denominada de Componentes Simétricas
Generalizadas, este trabalho propõe nov os indicadores de desequilíbrio, que permitem aplicação em sistemas não senoidais, dif erente da tradicional análise pelo teorema
de Fortescue para sistemas senoidais. Para tanto, é apresentada uma rev isão dos principais conceitos relacionados às componentes de Fortescue e as componentes
generalizadas, discutindo correlações entre as componentes resultantes das propostas. Por f im, é apresentada uma correlação direta entre os nov os indicadores de
desequilíbrio, propostos para sistemas não senoidais, e o indicador tradicional de distorção harmônica total (DHT) por f ase.
Perguntas e respostas:
A) Os autores poderiam discorrer sobre os aspectos tecnológicos (ev entuais barreiras, f uturos desenv olv imentos, etc) relacionados ao desenv olv imento de
equipamentos de medição que incluam as técnicas propostas.
A principal dif iculdade encontrada durante alguns estudos realizados com os conceitos deste trabalho, f oi quanto à f requência de amostragem necessária para alcançar
um nív el razoáv el de exatidão quando busca-se abranger harmônicas de f requências mais elev adas. Além disso, a amostragem dev e ser realizada em paralelo para
cada uma das três f ases, seja para os estudos da tensão, seja para estudos da corrente. Além disso, hav eria a necessidade de medidores microprocessados com
capacidade de executar os cálculos necessários para o acompanhamento contínuo dos indicadores propostos.
B) Os autores poderiam indicar algumas aplicações práticas nas quais a aplicação dos conceitos apresentados no artigo é considerada f undamental?
A ideia principal dos conceitos apresentados neste trabalho está em tratar os ef eitos de distorção harmônica e desequilíbrio / assimetria de maneira acoplada. A principal
aplicação dos conceitos está relacionada principalmente à análise da qualidade da energia elétrica relacionada às harmônicas e desequilíbrios / assimetrias. O objetiv o é
que em trabalhos f uturos sejam realizados estudos relacionando os conceitos tradicionais e os conceitos apresentados neste trabalho, em especial quanto aos
indicadores propostos, a f im de comparar os resultados do ponto de v ista de análise da rede elétrica em condições não lineares. Além disso, enxerga-se a possibilidade
de aplicação dos conceitos estudados também em aspectos de proteção do sistema elétrico.
C) Os autores v isualizam a possibilidade de aplicação de tais conceitos em av aliações de desempenho de redes elétricas baseada em simulações do comportamento de
instalações não lineares?
As aplicações v islumbradas dos conceitos apresentados neste trabalho está principalmente relacionada à análise de desempenho das redes elétricas em condições não
lineares. É possív el uma análise da qualidade da energia elétrica tanto do ponto de v ista da concessionária bem como do ponto de v ista do consumidor, nos aspectos de
distorção harmônica e desequilíbrio / assimet ria. Além disso, v islumbra-se uma maior aplicação dessa análise acoplada dos f enômenos de distorção harmônica e
desequilíbrio / assimetria, principalmente por meio dos indicadores propostos, com a expansão do conceito de Smart Grid e o aumento de f ontes e cargas com
características não lineares.
3.5 - MODELAGEM E AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE UMA NOVA PROPOSTA DE REGULADOR ELETROMAGNÉTICO DE TENSÃO
VASCONCELOS, L.E.(1);SANTILIO, F.P.(1);SILVA, T.V.D.(1);OLIVEIRA, J.C.D.(1); - UFU(1);
Perguntas e respostas:
A) Na v isão dos autores, quais os maiores desaf ios encontrados na concepção do projeto?
O projeto f oi concebido com o propósito de of erecer uma alternativ a eletromagnética destinada a regulação da tensão nos moldes of erecidos pelos dispositiv os
eletrônicos atualmente disponív eis no mercado. Todav ia, o cerne do mesmo f oi a minimização de componentes sensív eis, os quais, não obstante as v antagens
conhecidas, se apresentam como partes sensív eis e que requerem maiores atenções para a implementação em campo, manutenção e custos associados. Diante disto,
a f ilosof ia básica f oi a da utilização de unidades robustas, de baixa manutenção e custos competitiv os. Neste particular, muito embora a literatura apresente alguns
dispositiv os com tais princípios, a exemplo dos reguladores eletromagnéticos em f ranco uso, proposições f undamentadas nos denominados phase-shif ters, dentre
outros, o produto f ocado no artigo se apresenta com topologia construtiv a e operacional distinta das experiências existentes. Neste particular, dois pontos seriam
merecedores de destaque quanto aos desaf ios of erecidos. Um deles ref ere-se ao princípio operativ o do transf ormador série ou de acoplamento, o qual trabalha com
tensão imposta em um de seus enrolamentos e corrente imposta no outro; e ainda, os mecanismos de chav eamento e controle. Por f im, aliado a tais questões, o
produto também dev eria of erecer atributos relacionados com tempos de resposta compatív eis com requisitos f requentemente impostos pelas cargas supridas.
B) Do ponto de v ista prático, qual estrutura f ísica do regulador que apresenta maior v ulnerabilidade quanto a desempenho do conjunto ? Por exemplo, os dispositiv os de
chav eamento dev erão ser especiais?
Do ponto de v ista prático, a estrutura f ísica merecedora de maior atenção no desempenho do dispositiv o RET são os mecanismos de chav eamento. Assim como para
os equipamentos comercialmente em uso, a estrutura de chav eamento dos reguladores de tensão requer bastante atenção no que tange ao seu comportamento
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transitório, e de regime permanente, bem como os tempos de resposta. Em se tratando do protótipo construído e testado, os nív eis de tensão utilizados se mostraram
totalmente compatív eis com as necessidades do processo de regulação, entretanto, o grupo encontra-se, no momento, buscando meios para a construção de uma
unidade em escala real, em média tensão, atrav és do qual serão av aliados os desempenhos dos recursos de chav eamento, os quais, como explicitado no artigo,
destinam-se a operar com tensões inf eriores ao da média tensão, respeitadas as questões atreladas com nív eis de isolamento. Um outro aspecto ainda meritório de
inv estigação corresponde a def inição dos tapes a serem disponibilizados e aos nív eis de discretização dos mesmos.
C) Há alguma estratégia para possibilitar a comercialização do equipamento?
No presente estágio das pesquisas, já f oi desenv olv ido um protótipo em escala reduzida para inv estigações práticas e análises comparativ as com estudos
computacionais. Num segundo momento, como acima ref erido, o grupo encontra-se buscando meios para a construção de um protótipo em escala real. Após esta etapa
espera-se ter inf ormações que conduzam a uma estimativ a mais segura dos custos de f abricação e sua correlação com produtos comerciais com aplicações similares.
No que tange a interesse no processo de f abricação há manif estação de interesse de um f abricante de transf ormadores, respeitadas a ratif icação operacional e a
v iabilidade de custos.
3.6 - QUALIDADE DA ENERGIA ELÉTRICA NO CONTEXTO DAS REDES ELÉTRICAS INTELIGENTES (SMART GRIDS)
PAULILLO, G.(1);RIBEIRO, P.F.(2); - IPE(1);UNIFEI(2);
Este artigo apresenta uma análise dos desaf ios e oportunidades relacionados à Qualidade da Energia Elétrica (QEE) a partir da implantação das redes elétricas
inteligentes (Smart Grids). No nov o ambiente resultante da inclusão das camadas de tecnologia da inf ormação e de telecomunicações, que proporciona div ersos
benef ícios, tais como elev ado nív el de automação dos sistemas de medição e da rede de distribuição e integração em larga escala de geração distribuída, a QEE dev e
ser av aliada. Neste contexto, o trabalho aborda os principais desaf ios e oportunidades, destacando-se as v ariações de tensão, harmônicos, processamento de sinais e
observ abilidade do sistema, dentre outros tópicos.
Perguntas e respostas:
A) Com relação à regulação de tensão, poderiam os autores f ornecer maiores detalhes da rede de distribuição considerada na av aliação dos impactos da Geração
Distribuída? Por exemplo, na curv a da f igura 6, qual o nív el de carga da rede?
A rede usada na simulação f oi um sistema de disribuição de 10kV com nív el de carga v ariando entre médio e pesado.
B) No item 4.1.4 que trata de ilhamento das redes com GD são citados os problemas decorrentes do ilhamento “não intencional”: Como são resolv idas as questões
relativ as a segurança das equipes de manutenção nos sistemas existentes a nív el mundial que apresentam f orte penetração de GD? Conf ia-se completamente na
proteção de anti-ilhamento seja dos próprios inv ersores seja no desligamento atrav és de dispositiv os de proteção adicionais? É mencionado que em cenários f uturos o
ilhamento f ará parte da operação do sistema e os conv ersores serão programados para controlar a tensão. Poderiam comentar como prev eem que será este cenário
f uturo e como serão ev itados os demais problemas mencionados?
A adoçao do mecanismo de protecao anti-ilhamento é f undamental para a seguranca das equipes de manutencao. No entanto, a adocao de práticas de v erif icação se o
ponto de interv encao apresenta tensão também é indicada. A tendencia f utura é que a operação da GD no modo grid connected somente seja possiv el com a presença
da tensão da rede. Caso contrário, automaticamente a GD não será acionada. Assim, a operação do conv ersor estará f ortemente relacionada à presença da tensao da
rede.
C) Na v isão dos autores, qual a perspectiv a de concretização das REIs no Brasil?
A perspectiv a de concretização é grande. Contudo, os resultados dos div ersos projetos de demonstração nas div ersas regioes do pais são importantes para demonstrar
a importância das REI para todos os agentes do setor - concessionárias, consumidores, f abricantes de equipamentos e regulador. A tendência é que se repita, no caso
da GD solar f otov oltaica, o mesmo processo que ocorreu com a disseminação da geração eólica, e que a presença desta geração seja uma realidade para o país. Para
tanto, a adoção de mecanismos de apoio gov ernamentais para f omentar esse mercado é importante. Esse cenário também dev e se repetir com as potiticas associadas
a mobilidade urbana e sistemas de armazenamento de energia a baterias. Todos esses f atores concretizam as REIs como uma realidade f utura no país.
3.7 - METODOLOGIA PARA REPRESENTAÇÃO DE REDES ELÉTRICAS POR POLÍGONOS DE ADMITÂNCIAS PARA ESTUDOS DE IMPACTO HARMÔNICO
VELIZ, F.C.(1);VARRICCHIO, S.L.(2);COSTA, C.D.O.(2); - PUC-RIO(1);CEPEL(2);
Neste trabalho é apresentada uma nov a metodologia que representa os LGs de admitâncias por polígonos de ‘’ lados. Sua comparação com o método dos setores
circulares ev idencia as v antagens da metodologia proposta.
Perguntas e respostas:
A) Dentre as v antagens indicadas pelo artigo para o método dos polígonos encontra-se a seguinte: “Representa a rede externa de f orma mais realista, pois seu f ormato
se ajusta melhor aos pontos da nuv em de admitâncias”. Gostaríamos que os autores explicitassem melhor o que signif ica esta representação “mais realista”,
considerando que a base de dados utilizada para a obtenção das nuv ens de pontos parte de uma representação da rede em 60 Hz considerando apenas sua
representação em seqüência positiv a.
No cenário atual não existe uma base de dados trif ásicos da Rede Básica no domínio da f requência. Portanto, tem-se que utilizar os recursos disponív eis com as
adaptações necessárias v isando representar os sistemas elétricos da melhor maneira possív el para a realização de estudos de desempenho harmônico. Idealmente os
componentes dos sistemas elétricos de transmissão são projetados para operar na sequência positiv a. Portanto, apesar do reduzido desequilíbrio presente nos sistemas
elétricos de transmissão, a representação destes componentes pela sequencia positiv a é uma aproximação razoav elmente satisf atória. Em relação à obtenção de
modelos no domínio da f requencia de interesse (120Hz até 3000Hz) a partir da representação da rede em 60 Hz, em princípio, é possív el obter a maioria destes modelos
pois os dados em 60 Hz f ornecem as inf ormações necessárias. Como exemplo pode-se utilizar os parâmetros concentrados das linhas de transmissão para realizar a
correção hiperbólica e obter assim o modelo de linhas de transmissão no domínio da f requência. Para os componentes que não podem ser modelados no domínio da
f requência a partir dos dados de 60 Hz, como por exemplo as cargas, medidas dev em ser adotadas, como por exemplo a consideração de ramais de cargas típicas.
Também, para abranger qualquer imprecisão dev ido à f alta de modelos precisos trif ásicos e no domínio da f requencia, este trabalho sugere três medidas simples:
Substituir o critério de considerar as impedâncias (admitâncias) harmônicas anterior e posterior do harmônico em análise pelas duas impedâncias máximas (admitâncias
mínimas) presentes nestes interv alos de f requencias consecutiv as. Considerar todos os cenários de operação da rede básica disponibilizados pelo ONS e a EPE, e
considerar uma margem de segurança no traçado do polígono proposto (maior área dos polígonos).
B) Outra af irmação, dentre as v antagens indicadas pelo artigo, é de que “Dif erentemente do setor circular, pode obter v alores de distorções harmônicas de tensão mais
prov áv eis de ocorrerem na realidade, ev itando, em muitos casos, o projeto sobredimensionado de f iltros causado pelo excessiv o conserv adorismo”. Tendo em v ista que
as conf igurações ef etiv amente estudadas correspondem a um subconjunto de todas as possibilidades de conf igurações da rede elétrica ao longo do período de operação
da instalação não linear, bem como v ariações de parâmetros utilizados nos cálculos tais como: f reqüência da rede elétrica, conf iguração da rede interna da instalação
que pode sof rer alterações ao longo do tempo, problemas na modelagem da rede elétrica para utilização em estudos de desempenho harmônico, gostaríamos que os
autores desenv olv essem um pouco mais as razões reais, tendo em v ista as incertezas apresentadas anteriormente, do porque da conv icção quanto ao excessiv o
conserv adorismo da representação da rede por setor angular.
O excessiv o conserv adorismo, f ato muito comum da metodologia, ocorre quando as admitâncias ( pertencentes à nuv en de admitâncias) mais próximas do ponto do
env elope que produz a distância mínima com a rede interna, estão muito distantes de dito ponto. Este signif icativ o af astamento representa uma excessiv a margem de
segurança, que em muitos casos tende a aproximar o f ormato do setor circular ao semi plano da direita do plano G(condutância) Versus B (susceptância). Desta
maneira, a razão real do excessiv o conserv ado rismo da metodologia do setor angular consiste em que os v alores de máximos e mínimos, responsáv eis pelo f ormato de
dito setor, não são admitâncias da respectiv a nuv em de admitância (são características das admitâncias) e portanto a probabilidade de acontecerem é reduzida.
C) No item 3 (Resultados) do artigo, encontra-se a seguinte af irmação “Uma justif icativ a para as f olgas características do setor circular poderia ser que as mesmas
representam margens de segurança. No entanto, as dimensões destas f olgas tornam estas margens de segurança extremamente conserv adoras, gerando resultados
improv áv eis de serem encontrados na realidade”. Subliminarmente, tal af irmativ a poderia querer dizer que os setores poligonais, dif erentemente dos setores angulares,
produziriam resultados prov áv eis de serem encontrados na realidade. Os autores consideram que os resultados apresentados nas tabelas 1 e 2 do artigo seriam
suf icientes para sustentar tal af irmação?
Sim, pois conf orme descrito nas respostas 1 e 2, o polígono proposto é f ormado por admitâncias da nuv em de admitâncias, e as mesmas consideram margens de
segurança dev idas às imprecisões de modelagens. Nos exemplos, mostrados nas Figuras 11, 12, 13 e 14 as distâncias mínimas entre o polígono proposto com a rede
interna ocorrem entre pontos (ou um ponto) das admitâncias f ronterizas das respectiv as nuv ens de admitâncias, enquanto as distâncias mínimas entre o setor circular e
a rede interna ocorrem em coordenadas do plano G Versus B distantes das respectiv as nuv ens de admitâncias.
3.8 - IDENTIFICAÇÃO DO CONJUNTO DE TENSÕES O QUAL IMPLICA NA MÁXIMA CORRENTE ATRAVÉS DE UM REATOR DE NEUTRO MEDIANTE UM MESMO FATOR DE
DESEQUILÍBRIO K.
MATTOS, L.M.N.D.(1);MENDES, A.M.P.(2);Filho, J.L.F.(3); - PE(1);ELETRONORTE(2);PE(3);
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As normas v igentes preconizam como aceitáv el um f ator de desequilíbrio de tensão – f ator K – menor ou igual à 2%. Entretanto, o cálculo desse f ator não se relaciona
diretamente com o conjunto de tensões f ase-terra de maneira unív oca. Assim, inf initos conjuntos de tensões podem estar relacionados a um mesmo f ator K.Os
objetiv os deste inf orme técnico são apresentar os resultados das inv estigações relativ as aos conjuntos de tensões f ase-terra que implicam na máxima e na mínima
corrente f luindo atrav és do reator de neutro, para utilização no dimensionamento da suportabilidade de corrente em regime permanente de tais equipamentos.
Perguntas e respostas:
A) Tendo em v ista os resultados encontrados , os autores indicariam para o usuário a aplicação do método das componentes simétricas por ser o mais simples além de
conserv ador?
Nós autores acreditamos que essa pergunta pode ser subdiv idida em duas partes: em uma que toca à f acilidade de aplicação dos métodos para cálculo do f ator K
utilizados no trabalho e noutra que tange à magnitude dos resultados encontrados da aplicação dos ref eridos métodos. No que concerne à f acilidade, a escolha de qual
método para cálculo do f ator K a ser utilizado depende dos dados e f erramentas disponív eis ao analista. Por exemplo, possuindo os dados das tensões em v alores f asef ase os métodos IEEE e CIGRÉ mostram-se mais diretos, pois ev itam o cálculo das tensões de sequência. Entretanto, caso as tensões de sequência já estejam
disponív eis, indiscutiv elmente, o método das Componentes Simétricas é o de mais simples implementação. Em relação aos resultados, conf orme discutido no trabalho,
os métodos do CIGRÉ e Componentes Simétricas obtiv eram perf ormances praticamente idênticas entre si, e resultaram em módulos das correntes atrav és do reator de
neutro maiores que os módulos apresentados pelo método do IEEE para um mesmo f ator K. Portanto, os autores indicam os métodos das Componentes Simétricas e
CIGRÉ como os mais conserv adores para o problema em questão, e a escolha entre eles f ica v inculada aos dados e f erramentas disponív eis ao usuário.
B) Para o caso específ ico do reator da LT 500kV Equador-Boa Vista, a corrente máxima de neutro f oi inf ormada ao f abricante? Se positiv o, houv e alguma implicação no
projeto?
Sim, a suportabilidade de corrente em regime permanente para os reatores de neutro utilizados no Leilão 004/2011 – Lote A f azia parte das especif icações requeridas no
edital do leilão – Anexo 6A. Portanto, a corrente f oi inf ormada ao f abricante. Entretanto, a metodologia de cálculo utilizada não f oi nenhuma das propostas neste artigo,
haja v ista que na data de entrega das supramencionadas especif icações o presente trabalho ainda não hav ia sido concluído. Foi utilizado o método proposto pelo IEEE,
obedecendo-se um f ator K de 2 %. O v alor da corrente encontrado estav a dentro de uma f aixa esperada, logo não houv e maiores implicações no projeto.
C) Os autores poderão citar outros exemplos práticos para aplicação da metodologia ?
Conf orme discutido na conclusão do trabalho, qualquer equipamento que esteja ligado em estrela-aterrada pode ter calculada a corrente que f luirá por seu neutro, dev ido
a um determinado f ator de desequilíbrio K, mediante as metodologias apresentadas no artigo em questão. Entretanto, restringe-se à aqueles que não possuam
acoplamento mútuo entre as impedâncias de cada f ase e que essas impedâncias sejam balanceadas entre si. Citam-se como outros exemplos: corrente nos neutros de
banco de capacitores, transf ormadores e máquinas síncronas ligadas em estrela-aterrada, entre outros.
3.9 - PROPOSIÇÃO DE METODOLOGIA E CRITÉRIOS PARA A DEFINIÇÃO DAS CAPACIDADES NOMINAIS DE FILTROS DE CORRENTES HARMÔNICAS INSTALADOS EM PARQUES
EÓLICOS
CARLI, M.P.D.(1); - ELETROSUL(1);
Em um estudo de caso, baseado em um projeto preliminar de f iltros passiv os para parques eólicos reais, é realizado o cálculo das capacidades dos elementos dos f iltros
demonstrando a importância de se considerar tanto as correntes prov enientes da distorção de tensão pré-existente na rede, como av aliar as correntes na
indisponibilidade de outros f iltros.
Perguntas e respostas:
A) Outra possibilidade de considerar o ef eito da rede externas seria aplicar diretamente os v alores limites das tensões harmônicas globais diretamente sobre os f iltros.
Neste sentido, o autor realizou alguma comparação do ef eito desta representação como aquela utilizada no artigo?
Sim, f oram realizadas análises aplicando as mesmas tensões harmônicas pré-existentes na rede, utilizadas no projeto, diretamente sobre os dois f iltros projetados, as
quais hav iam sido aplicadas anteriormente atrás da impedância harmônica da rede representada como um LG, conf orme recomenda a IEC 62001. No f iltro tipo C,
amortecido, observ ou-se, de modo geral, pequena v ariação em relação as correntes harmônicas antes calculadas, passando a corrente total (raiz quadrada da soma dos
quadrados) no f iltro prov eniente da rede, sem considerar a f undamental, de um v alor igual a 51,3 A com os dois f iltros em operação e 52,58 A na indisponibilidade do
f iltro de 4ª ordem para 50,14 A quando as tensões f oram consideradas diretamente sobre o f iltro. Esta redução da corrente total f oi principalmente motiv ada por uma
redução no v alor da corrente de 7ª ordem. No caso do f iltro de sintonia simples sintonizado na quarta ordem harmônica ocorreu uma signif icativ a elev ação da corrente
da ordem em que o f iltro está sintonizado quando as tensões f orma consideradas diretamente sobre o f iltro. Já as correntes de 3ª e 7ª ordem sof reram signif icativ a
redução em relação aos v alore calculados durante a indisponibilidade do f iltro tipo C e utilizando a f onte de tensão atrás do LG, f icando em v alores próximos aos v alores
calculados com os dois f iltros em operação. A corrente total no f iltro, sem considerar a f undamental, passou de um v alor igual a 174,7 A com os dois f iltros em
operação e 228,8 A na indisponibilidade do f iltro tipo C para 240,42 A quando a tensões f oram consideradas diretamente sobre os f iltros, ou seja, ocorre uma elev ação
da corrente total deste f iltro. De qualquer modo, os resultados observ ados nesta análise não dev em ser generalizados. Além da IEC 62001, a brochura técnica 553 do
Cigré f az uma abordagem mais aprof undada sobre como f azer a representação das tensões pré-existentes na rede para o cálculo das correntes harmônicas nos f iltros e
apresenta exemplos da sensibilidade destas correntes com relação ao método utilizado para a análise, incluindo a limitação das distorções pré-existentes rede quando a
aplicação destas atrás da impedância da rede gera uma tensão na barra do f iltro superior a determinados limites de distorção. A brochura técnica 553 diz ainda que a
aplicação das tensões diretamente sobre os f iltros pode ser razoáv el para o projeto de f iltros amortecidos (com baixo f ator de qualidade), mas pode ser inapropriada para
f iltros com sintonia acentuada (com alto f ator de qualidade), pois pode resultar em correntes extremamente altas. Por f im, a brochura diz que a contribuição harmônica
no f iltro tem signif icativ a inf luência dos nív eis de distorção pré-existentes junto com a maneira de representá-la, sendo este estabelecimento um compromisso entre
segurança e risco no projeto dos f iltros.
B) Tanto as tensões medidas antes da instalação dos f iltros como os limites globais de tensão harmônica nas f reqüências de sintonia dos f iltros podem corresponder a
v alores bastante superiores àqueles que ef etiv amente poderão ocorrer ao longo da v ida útil do banco. O autor realizou alguma av aliação de mérito quanto a utilização de
v alores menos conserv ativ os, na determinação do rating dos f iltros?
Sim, f oram realizadas av aliações também com v alores de tensão pré-existentes iguais a metade daqueles apresentados no Inf orme Técnico, a saber: 2ºh=0,5%,
3ºh=0,75%, 4ºh=0,5%, 5ºh=0,87% e 7ºh=0,62%. Tais v alores são todos iguais ou inf eriores a metade do limites globais inf eriores prev istos nos procedimentos de rede.
Com a aplicação dos v alores apresentados acima na metodologia e av aliando de f orma independente a contribuição de corrente dos aerogeradores e da rede, a
contribuição da rede f ica reduzida pela metade e a dos aerogeradores inalterada; no entanto, quando se realiza a av aliação de f orma conjunta, atrav és busca da
impedância da rede que maximiza o somatório das contribuições, ocorrem reduções das correntes harmônicas que entram no f iltro em dif erentes percentuais, de acordo
com a ordem harmônica. O tamanho destas reduções depende de quanto cada f onte (aerogeradores e rede) contribui para a composição da corrente total, ou seja, para
as ordens harmônicas em que a corrente v inda da rede é muito maior que a originada nos aerogeradores a redução tenderá a ser próxima de 50%. Por outro lado, se a
corrente harmônica originada no aerogerador predominar, a redução na composição da corrente total desta ordem será pequena. A título de exemplo, o f iltro de sintonia
simples sintonizado na quarta ordem harmônica que tev e no IT a tensão sobre o capacitor calculada em 2,12 pu durante a contingência do f iltro tipo C passa a ter uma
tensão de 1,72 pu sobre o capacitor com a redução de 50% das distorções pré-existentes. Cabe inf ormar que estes elev ados v alores de tensão são, em grande parte,
motiv ados por amplif icação das tensões harmônicas pré-existentes quando calculadas na barra do f iltro de 4ª ordem durante a contingência do f iltro tipo C, ou seja,
nesta situação as tensões de 3ºh=0,75%, 4ºh=0,5% e 7ºh=0,62% aplicadas atrás da impedância da rede resultam, respectiv amente, em 7,3%, 0,4% e 8,4%, o que supera
até mesmo os limites globais superiores dos procedimentos de rede no caso da 3ª e 7ª ordens. Sem considerar a contingência do f iltro tipo C (2ª harmônica) as tensões
na barra do f iltro seriam de 3ºh=0,8%, 4ºh=0,4% e 7ºh=1,0%. O problema relatado acima é citado e exemplif icado na brochura técnica 553 do Cigré, inclusiv e
apresentando alguns procedimentos alternativ os em relação ao que é proposto na IEC 62001 para o cálculo das correntes prov enientes da rede. Um dos procedimentos
sugere, em casos como o relatado acima, inicialmente determinar limites de distorção de tensão aceitáv eis na barra dos f iltros. Caso, com o procedimento normal de
cálculo as distorções pré-existentes colocadas atrás da impedância da rede gerem tensões harmônicas nos f iltros que superam estes limites, pode-se, para as ordens
em que houv e superação, calcular a contribuição de corrente da rede com as distorções pré-existentes colocadas diretamente sobre a barra dos f iltros. Posteriormente,
as contribuições da rede são somadas as contribuições dos aerogeradores. Por f im, a brochura técnica 553 observ a que o método acima não garante a operação
adequada dos f iltros na presença dos harmônicos de “background”. Se por qualquer razão os nív eis de distorção de “background” superarem os limites de distorção
def inidos no projeto os f iltros podem ser desligados por sobrecarga, portanto a aplicação deste procedimento dev e ser considerada em conjunto entre empreendedor e
projetista.
C) Sendo a temperatura um f ator determinante na suportabilidade térmica dos componentes dos f iltros, nos projetos de f iltro nos quais o autor tev e participação em sua
especif icação, f oi solicitado do f abricante a monitoração desta temperatura, v isando a proteção dos mesmos?
Até o momento, as especif icações de f iltros para usinas eólicas que participei ainda não f oram implementadas, f icando apenas na etapa de cotação de preço com
f abricantes, sem entrar em detalhes como a def inição das proteções. No entanto, entendo que no escopo da contratação de um projeto de f iltros dev a estar a def inição
das proteções necessárias, as quais podem ser def inidas entre empreendedor e f abricante. Dentre as div ersas proteções que podem ser aplicadas aos f iltros, está a
proteção contra sobrecarga térmica (Thermal ov erload protection) de f undamental importância na proteção dos f iltros, especialmente diante de todas as incertezas
env olv idas no cálculo das correntes que podem penetrar nos f iltros, bem como dos riscos e custos que podem estar env olv idos com a f alha, perda de um f iltro ou
necessidade de redução da geração para se ev itar o desligamento dos mesmos.
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3.10 - INTERFERÊNCIA DE UM SISTEMA HVDC SOBRE OBJETOS NAS PROXIMIDADES (GASODUTO, FERROVIA E LINHAS DE TRANSMISSÃO)
ARNEZ, R.(1);JARDINI, J.A.(2);KOVARSKY , D.(1);HAIK, R.A.(3);COAN, A.(4);SALIBA, A.(4);ZARPELLON, G.(4); - FDTE(1);USP(2);IE MADEIRA(3);Abengoa(4);
Neste artigo são apresentados os resultados relacionados à interf erência de um sistema HVDC sobre objetos localizados em suas proximidades. Foram especif icamente
abordados o ef eito da indução sobre gasodutos, f errov ias e linhas CA que cruzam a linha HVDC. A partir dos resultados obtidos v erif icou-se que os nív eis de tensão
induzidos sobre estes objetos não of erecem risco elev ado de dano dev ido à corrosão (no caso da corrente pelo eletrodo) e tampouco pode hav er risco elev ado de
choque elétrico em pessoas e animais que estiv erem em contato com o objeto durante os períodos de f alta na linha CC.
Perguntas e respostas:
A) O artigo apresenta resultados de tensão duto-solo acima de 5 kV. A literatura ref erente ao assunto aponta o v alor de 5 kV como limite para não prov ocar ruptura
dielétrica da camada isolante do duto. Como os autores de posicionam a este respeito?
Segundo a ref erência [A] as juntas isolantes utilizadas suportam: - tensão de 5000 V, 50 Hz, por 1 min. Entende-se que este v alor é rms, portanto, o seu v alor pico será
de 7 kVp. Outros catálogos de f abricantes, como a ref erência [J], indicam v alores de suportabilidade das juntas > 10 kVac. Por outro lado, obtiv eram-se inf ormações
v erbais que a Petrobras f az testes de suportabilidade dielétrica mínima de 5 kV mesmos que suportaram até 20 kV. - Já o rev estimento externo da junta (external
coating) suporta 25 kV, não sendo especif icado se é v alor ef icaz e nem o tempo que o mesmo suporta esta tensão. As ref erências [B], [C], [D] indicam v alores de
suportabilidade do isolante: >12 kV, 23 kV e 25 kV, respectiv amente. A ref erência [D] indica que este v alor é para f reqüências na f aixa de 48Hz-62 Hz conf orme Norma
IEC 243-1. Nas Figuras 8 e 9 do artigo pode-se observ ar que as sobretensões são rápidas, do tipo impulso atmosf érico. Neste caso, a suportabilidade dos isolantes é
superior aos v alores de teste de tensão alternada aplicadas por 1 minuto em pelo menos 50%. Desta f orma, entende-se que nos casos simulados não hav eria ruptura de
isolante nem das juntas (1,5*7 kVp = 10,5 kV) e nem do gasoduto, já que sua suportabilidade, conf orme mencionado antes, é acima de 12 kV. Inf ormação de interesse
pode ser encontrada na ref erência [E] onde um cabo de eletricidade para tensão de 20 kV (XLPE) suporta um impulso de 650 kV, o que induziria a concluir que um
isolante para 5 kV (rms) poderia suportar aproximadamente 160 kV a impulso atmosf érico. REFERÊNCIAS: [A] CeoCor, “Insulating Joints f or Gas Pipelines: Quality ,
testing and arrangement of insulating joints in gas pipelines.” European Committee f or the Study of Corrosion and Protection of Pipes and Pipeline sy stems – Drinking
water,
waste
water,
gas
and
oil.
pp.
1-55.
http://ceocor.lu/wp3/
[B]
RD-6
Coating
Sy stem
f or
line
pipe
and
girth
welds.
http://www.poly guardproducts.com/products/pipeline/datasheets/rd6linepipe.pdf [C] Poly ken #934 Tape Coating. http://mobilepipewrappers.com/PDFs/Poly ken934.pdf [D]
Protectiv e shell made of f iberglass reinf orced plastic (GRP). http://www.bkp-berolina.de/index.php?id=8&L=1 [E] R. Woschitz, M. Muhr, Ch. Sumereder, “Quality Control
of XLPE Cables by means of Impulse Voltage Test”. 18th Int. Conf . on Electricity Distribution, Turin, 6-9 Jun. 2005. [F] N. Mohan, F. S. Mahjouri, J. R. Gemay el,
"Electrical Induction on Fences Due to Faults on Adjacent HVDC Transmission Lines," IEEE Trans. on Power Apparatus and Sy stems, Vol. PAS-l01, No. 8, pp. 28512859, Aug. 1982. [G] C. F. Dalziel, "A Study of the Hazards of Impulse Currents," AIEE Transactions Power Apparatus and Sy stems, Vol. 72, pp. 1032-1043, Oct. 1953.
[H] IEEE Std 80-2000, IEEE Guide f or Saf ety in AC Substation Grounding, Jan. 2000. [I] Charles F. Dalziel, Deleterious Ef f ects of Electric Shock, p. 24. Presented at a
meeting of experts on electrical accidents and related matters, sponsored by the International Labour Of f ice, World Health Of f ice and International Electrotechnical
Commission, Genev a, Switzerland, October 23–31, 1961. [J] Monolithic Insulating Joints, PN100 1/2” - 11/2”. http://www.lbltrading.com/suppliers/nuov agiungas/pn100.pdf
B) Solicita-se aos autores esclarecerem como f oi considerada a superposição da tensão por ef eito indutiv o (item 3.2) e aquela por ef eito resistiv o (item 3.3)?
No artigo estão sendo apresentadas as tensões induzidas de f orma separada (item 3.2 indutiv o e item 3,3 resistiv o). Ef etiv amente, a tensão induzida total no ponto D
(Figura 3c) do duto (pior caso) será a composição de ambas as induções: 8 kV e 790 V. Assim, para este ponto (ponto D), simplif icadamente f oi observ ada a soma
direta das tensões (8,79 kV). Na realidade precisar-se-ia examinar os ângulos de f ase das duas tensões e para isto incluir um modelo mais elaborado da “impedância” RL-C do pé da torre.
C) No que se ref ere á segurança das pessoas porque os autores optaram por calcular a energia dissipada ao inv és de calcular a corrente de toque e compará-la com o
limite relativ o a f ibrilação? Como f oi considerada resistência de aterramento da pessoa (resistência dos sapatos)?
Normalmente, os v alores limites de “corrente” antes de ocorrer a f ibrilação, estabelecidas nas normas, são para contato contínuo. Segundo [F], incluído no artigo, no
caso da pessoa entrar em contato durante f altas (ou descargas capacitiv as) considera-se mais apropriado calcular a “energia transf erida” durante o período da f alta (E =
p*t). A energia pode env olv er uma elev ada corrente, porém, o tempo de contato, ou do transitório, pode ser muito pequeno. Nesta ref erência indica-se um v alor de 25
Joules como limite. Segundo [G] e [H], incluídos no artigo, o limite de corrente atrav és de uma pessoa é Ip = 0,116/raiz (t). A ref erência [5] do artigo, e [I] neste
documento, trabalham com este critério e conclui que é equiv alente a uma energia de 50 Joules (f ontes de AT em DC). A impedância média do corpo humano (mãoscorpo-pé de uma pessoa descalça) é em média igual a 1000 Ohms [H]. Segundo [6], do artigo, a resistência de contato e do corpo é de 1500 Ohms, e a resistência para
terra pelo menos 600 Ohms. O v alor de 1500 Ohms para a resistência é conserv ativ o e equiv ale a uma pessoa descalça. No caso do gasoduto (enterrado) o contato
com a parte metálica poderia ocorrer junto às v álv ulas. Porém, ao redor dela existe uma placa com certa isolação e o operador, sobre ela, trabalha com luv as e está
calçado, reduzindo assim o risco de choque sobre esta pessoa.
3.11 - SISTEMA DE MEDIÇÃO E ANÁLISE REMOTA DE TRANSITÓRIOS ELETROMAGNÉTICOS - SMARTE
MARTINS, H.J.A.(1);VASQUES, C.M.R.(1);CARRARO, C.D.F.F.(1);NOVA, Í.F.D.(1);MICHALSKI, M.A.D.C.(2);FILHO, W.R.D.C.(1); - CEPEL(1);M&D(2);
Este trabalho apresenta o desenv olv imento de um sistema capaz de medir ev entos transitórios ininterruptamente em campo com acompanhamento à distância e
classif icação automática dos sinais aquisitados. O sistema desenv olv ido f oi denominado de SMARTe – Sistema de Medição e Análise Remota de Transitórios
Eletromagnéticos, sendo acessado remotamente v ia internet.
Perguntas e respostas:
A) O SMARTe é composto em dois subsistemas: de Medição e de Aquisição e Análise dos Dados. Quanto ao subsistema de Medição, o sinal de interesse é condicionado
a qual f aixa de f requências?
A f im de atenuar o 60Hz do sistema e seus harmônicos, um f iltro passa alta analógico f oi utilizado. Sua concepção f oi de atender as necessidades de medição dos
sinais transitórios que ocorre no sistema. Este f iltro f oi dimensionado com a f requência de corte inf erior de -3dB em 800Hz, sendo assim, a f aixa de f requência ef etiv a
para a medição f oi de 1kHz a 10MHz.
B) No módulo de análise e pré-processamento de dados, parte “Serv idor”, como f oram preestabelecidos, para comparação, os limites dos v alores de média, RMS, pico a
pico, máximo ou mínimo do sinal de cada ev ento?
A av aliação dos sinais baseia-se nas inf ormações do próprio ev ento, tais como, v alores de média, RMS, pico a pico, máximo ou mínimo. Estes são obtidos a partir de
cada sinal coletado e comparados a limites pré-estabelecidos prov enientes de sinais coletados na f ase de testes controlados. Caso algum desses limites seja
ultrapassado, um ev ento é detectado e os dados coletados relacionados ao instante em que o ev ento ocorreu são grav ados. Vale ressaltar que os dados de todos os
canais monitorados são grav ados independentemente do canal no qual o ev ento f oi identif icado.
C) Por que se optou em utilizar bandas de oitav as ou 1/6 de oitav as para tratamento dos ev entos?
Uma v antagem de se analisar um sinal em bandas de oitav a é o f ato de termos bandas com resolução def inida, independente do sinal analisado (ao contrário da FFT,
onde resolução no tempo e da taxa de amostragem inf luenciam na resolução do espectro, ou seja, no "df "). Outra v antagem é que pode-se analisar dif erentes f aixas de
f requência de um mesmo sinal com dif erentes resoluções: as baixas f requências são analisadas com uma resolução mais alta e a altas f requências com uma resolução
mais baixa. Na v erdade, a resolução é inv ersamente proporcional à banda de f requência analisada. Ou seja, a escolha se deu pelo "df ", o que pode implicar na resolução
do espectro do sinal.
3.12 - DESLIGAMENTOS INDESEJADOS DE TRANSFORMADORES DE POTÊNCIA POR RESSONÂNCIAS DE BAIXA FREQUÊNCIA PROVOCADAS PELA PRESENÇA DE BANCOS DE
CAPACITORES SÉRIE NO SISTEMA DE TRANSMISSÃO.
COSTA, J.M.D.S.C.(1);CAMPANHA, F.P.(2);DANTAS, E.L.F.(3); - CHESF(1);CHESF(2);CHESF(3);
Este inf orme técnico apresenta os resultados dos estudos de transitórios eletromagnéticos realizados para identif icar as causas dessa ocorrência, cujos resultados
mostram que perturbações no sistema de 500kV podem desencadear uma ressonância de baixa f reqüência e este f enômeno está associado ao número de bancos de
capacitores série presentes na subestação de 500kV que alimenta os transf ormadores de 230/69kV env olv idos no ev ento.
Perguntas e respostas:
A) Nos estudos de transitórios eletromagnéticos, como os autores representaram os transf ormadores?
Os transf ormadores f oram representados atrav és do uso do modelo SATURABLE TRANSFORMER presente na biblioteca de componentes do ATP/EMTP. Tal modelo
permite a representação de N enrolamentos com suas respectiv as indutâncias de dispersão, resistências e relação de transf ormação entre enrolamentos. Além destes
paramentos, o modelo permite a representação do ramo de magnetização em cada uma das f ases. De maneira geral, os transf ormadores f oram modelados f azendo-se
uso de todos os parâmetros requisitados por este modelo.
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B) Os autores inv estigaram a possibilidade de aparecimento desta mesma ressonância quando da ocorrência de outros f enômenos, por exemplo, abertura e religamento
das outras linhas ligadas a SJI 500 kV?
Sim, f oram realizadas simulações de abertura e religamento, com e sem def eito, das LT de 230 e 500 kV deriv adas da SE S. J. do Piauí. Na conf iguração da ocorrência,
só f oi v erif icado o f enômeno quando da saída do circuito R. Gonçalv es – S. J. do Piauí, com ou sem def eito. Desligamentos das demais LT de 500kV, S. J. do Piauí –
Sobradinho e S. J. do Piauí – Boa Esperança, não geram ressonâncias de baixa f requência, v isto que esse f enômeno está associado ao número de bancos de
capacitores série em operação na SE S. J. do Piauí, sendo necessária a presença dos três bancos da SE S. J. do Piauí.
C) Os autores v erif icaram se somente a presença ou do segundo circuito Colinas-R.Gonçalv es-S.J.Piauí ou da LT S.J.Piauí-Milagres não é suf iciente para ev itar o
problema de ressonância?
Foi v erif icada a modif icação na resposta em f reqüência v ista da barra de 230kV da subestação S. J. do Piauí dev ido a entrada em operação do segundo circuito Colinas
– R. Gonçalv es – S. J. do Piauí (interligação N-NE) e da LT S. J. do Piauí - Milagres no ano de 2011. Ficou constatada a diminuição signif icativ a dos picos ressonantes
de baixa f requência, de sequência positiv a, quando comparado com a topologia da época da ocorrência. De f orma que, na topologia atual, a perda de um ou os dois
circuitos da interligação N-NE, estando em operação a LT S.J. do Piauí – Milagres, mesmo com todos os BCS da SE S.J. do Piauí em operação, não se observ a
ressonâncias signif icativ as, com resposta próxima a observ ada estando o sistema completo. Contudo, a perda do circuito S. J. do Piauí – Milagres 500kV, mesmo
estando em operação os dois circuitos da interligação e todos os BCS da SE S.J. do Piauí, gera ocorrência de sobrecorrentes e sobretensões transitórias de baixa
f requência.
3.13 - ESTUDO DE TRANSITÓRIOS ELETROMAGNÉTICOS DE LINHAS DE TRANSMISSÃO CA SEGMENTADA ATRAVÉS DO VSC-B2B
BRAULIO, (1);WATANABE, E.H.(1);PEDROSO, A.D.S.(1); - COPPE/UFRJ(1);
Neste trabalho é apresentado um estudo de aplicação de conv ersores f onte de tensão conectados em back-to-back (VSC-B2B) para controlar manobras transitórias da
linha de transmissão (LT) em CA de longa distância. Após uma brev e descrição do sistema de controle dos VSCs, são apresentados resultados de manobras da LT,
curto circuito e rejeição de carga.
Perguntas e respostas:
A) Há outros estudos na literatura da v iabilidade da aplicação de VSC em B2B para interligação de sistemas CA por linhas de transmissão muito longas? Se positiv o, os
resultados f oram semelhantes aos encontrados ?
O Prof essor Pedroso tem f eito a análise do comportamento dinâmico do VSC nessa conf iguração há alguns anos. Mas a análise de transitórios do tipo EMT, v isando
reduzir as sobretensões de manobra da linha segmentada acho que é inédito.
B) Tendo em v ista a complexidade da solução apresentada, como os autores consideram sua v iabilidade quando comparada com a utilização de compensadores
estáticos (ref .: tabela 2)?
Os compensadores estáticos (CE), conf orme os resultados ajudam a controlar a tensão durante as manobras. Porém, não se v islumbra uma contribuição ef etiv a, por
exemplo, para limitar as correntes de f alta ou o controle do f luxo de potência ativ a em regime ou transitório. Já o VSC em B2B, apesar de ser complexo
(aparentemente), tem maior grau de liberdade do que o CE para controlar div ersas v ariáv eis da rede. Por tanto, acho que a v iabilidade será def inida pela necessidade de
soluções mais globais na rede.
C) Com relação a especif icidade do controle dos VSCs para essa aplicação , f oram f eitas interações com f abricantes sobre possív eis dif iculdades para sua
implementação?
Não. A proposta no momento é em nív el de conceito teórico, mas com uma análise meticulosa do sistema de controle. Porém, o sistema de controle utilizado já v em
sendo em boa parte utilizado também pelos f abricantes.
3.14 - ANÁLISE DE UMA CORRELAÇÃO DE ÍNDICES GEOMAGNÉTICOS COM EVENTOS TRANSITÓRIOS EM UMA LINHA DE TRANSMISSÃO DA REGIÃO SUL DO BRASIL.
MUSTAFA, T.I.A.H.(1);PUCHALE, L.B.(2);FUCHS, M.G.(2);LIMA, L.E.C.D.(2); - FURB(1);CEEE-GT(2);
a análise de uma possív el correlação entre a ativ idade geomagnética e ev entos transitórios (desarmes) em uma linha de transmissão de 138 kV no sul do Brasil. A
maioria dos desarmes são causados por def eitos aleatórios de causa desconhecida ao longo da linha transmissão. Como conseqüência disso, muitos estudos têm sido
realizados para identif icar a principal causa, incluindo agora a inv estigação do f enômeno das correntes geomagneticamente induzidas (GIC), como sendo a causa dos
problemas que af etam a conf iabilidade desse sistema de transmissão.
Perguntas e respostas:
A) Há alguma explicação do possív el ef eito das GICS estar sendo responsáv el pelos desarmes de apenas uma das LTs da região?
Em outras linhas de transmissão da região há ocorrências de desarmes transitórios sem causa conhecida, porém em menor quantidade.
B) Como os transf ormadores são bastantes af etados pela presença de correntes geomagneticamente induzida, f oram observ adas anormalidades nesses equipamentos
quando da ocorrências nas linhas ?
Não f oi f eita a análise, entretanto não temos registro de problemas nos equipamentos. Existe a possibilidade de aquisição de magnetômetros atrav és de projeto de P&D,
que poderão v iabilizar o monitoramento dessas correntes geomagneticamente induzidas nas subestações da CEEE.
C) Como os resultados não f oram conclusiv os, já f oram estabelecidas procedimentos especiais para o monitoramento de desempenho da LT em questão?
Outras análises já f oram ef etuadas e observ ou-se f orte correlação com a elev ada umidade relativ a do ar (característica da região, principalmente nos meses de abril à
agosto). Além disso, f atores como av es migratórias também tem sido analisados.
3.15 - OBSERVAÇÕES DE DESCARGAS ATMOSFÉRICAS NA REGIÃO NORTE DO PAÍS PELA REDE BRASILEIRA DE DETECÇÃO DE DESCARGAS BRASILDAT
JUNIOR, O.P.(1); - INPE(1);
Este trabalho apresenta as observ ações de descargas atmosf éricas f eitas na região norte do Brasil pela Rede Brasileira de Detecção de Descargas Atmosf éricas
(BrasilDAT) operada pelo Grupo de Eletricidade Atmosf érica – ELAT do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e implantada em agosto de 2012. No início de
outubro de 2012 a rede conta com 55 sensores instalados nas regiões sul, sudeste, centro-oeste e nordeste, sendo prev istos até meados de 2013 ao menos mais 15
sensores, a maior parte na região nordeste. Esta rede dif erencia-se das demais redes existentes, por operar numa f aixa de f requência mais larga, o que têm permitido
obter-se um desempenho bastante f av oráv el em parte da região norte, apesar de a rede ainda não possuir sensores instalados na região. Detalhes técnicos da
BrasilDAT, incluindo sua maior adequação para operar em condições ambientais típicas desta região, e exemplos de observ ações de descargas atmosf éricas na região
norte serão apresentados e discutidos. Comparações das observ ações com dados de satélite serão apresentadas, av aliando a adequação do uso da rede de detecção
atual para dif erentes aplicações no setor elétrico. Finalmente, um resumo das perspectiv as f uturas das observ ações da BrasilDAT na região norte serão apresentadas,
incluindo o número de sensores que dev eriam ser instalados nesta região para obter-se um ótimo desempenho para o setor elétrico.
Perguntas e respostas:
A) A relação entre a quantidade de descargas nuv em-solo e total detectada na região norte pela rede Brasildat disponív el no momento é de aproximadamente 67%. O
artigo sugere que a baixa ef iciência da detecção de descargas nuv em-nuv em somente poderá ser melhorada com a instalação de sensores na região norte. Qual a
relação e a ef iciência para as demais regiões?
Para as demais regiões do Brasil estima-se com base em registros no sudeste que a ef iciência de detecção da BrasilDAT para descargas nuv em-solo é de 85% e para
descargas nuv em-nuv em é de 50%. Para a região norte, dev ido a f alta de sensores locais estas ef iciências são bem mais baixas, principalmente a oeste de Manaus.
B) Uma v ez que ainda não há rede Brasildat instalada na região norte, qual a duração da base de dados temporal mínima que daria consistência aos resultados?
Do ponto de v ista de engenharia, no mínimo 2 anos seriam necessários para se ter dados consistentes. A partir daí os resultados poderiam ser atualizados anualmente.
C) Quando instalada e em f uncionamento, será possív el integrar a base de dados da rede Brasildat com outras redes e sistemas de detecção de descargas
atmosf éricas disponív eis?
Do ponto de v is ta das inf ormações resultantes, todas as redes podem integradas, no sentido de que seus resultados podem ser somados e f iltrados para ev entos
coincidentes no espaço e no tempo, desde que estabelecido critérios adequados. Do ponto de v ista de sensores, dev ido a questões comerciais, as dif erentes redes não
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podem ser integradas, isto é, sensores de dif erentes redes não podem gerar em conjunto uma solução única.
3.16 - CHAVEAMENTO CONTROLADO APLICADO AO RELIGAMENTO RÁPIDO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO
DANTAS, K.M.C.(1);NEVES, W.L.A.(1);JÚNIOR, D.F.(1);FONSECA, L.C.D.A.(2); - UFCG(1);CHESF(2);
Perguntas e respostas:
A) Os autores tem conhecimento de algum sistema real em que tenha sido implementado o religamento de linha utilizando o chav eamento controlado? Em caso
af irmativ o, qual a metodologia empregada?
Consta na literatura que a BC-Hy dro (Canadá) aplicou em seu sistema o chav eamento controlado de linhas com a metodologia proposta em 1997 por Froelich, et al. A
utilização desta técnica propiciou uma redução no nív el de isolamento da linha para 1,7 pu e o uso de torres mais compactas resultou em uma economia total da ordem
de um milhão de dólares, quando compara-se os custos ref erentes a utilização de torres tradicionais. K. Froehlich, C. Hoelzl, M. Stanek, A. C. Carv alho, W. Hof bauer,
P. Hoegg, B. L. Av ent, D. F. Peelo, and J. H. Sawada, “Controlled Closing on Shunt Reactor Compensated Transmission Lines. Part I: Closing Control Dev ice
Dev elopment,” IEEE Trans. Power Deliv ery , v ol. 12, no. 2, pp. 734–740, Apr. 1997.
B) Nos casos de religamento apresentados na Figura 12 e na Tabela 1, quais f oram os tempos mortos considerados quando do uso de RPI + para-raios? E os tempos
mortos resultantes nos casos de chav eamento controlado?
Para os casos av aliados considerou-se um tempo morto de 500 ms, o qual é tipicamente adotado no SIN.
C) Como dito nas conclusões que os resultados obtidos não dev em ser generalizados, quais os f atores que poderiam inf luenciar negativ amente a aplicação do método
proposto para outros sistemas?
Uma v ez que div ersos parâmetros do sistema elétrico podem inf luenciar nos nív eis de sobretensões de manobras, dev ido às particularidades de cada sistema, os
resultados ora obtidos, a priori não dev em ser generalizados e uma análise detalhada da aplicação do método apresentado dev e ser realizada. Dentre os parâmetros que
dev em ser lev ados em consideração nas analises encontram-se as especif icações dos disjuntores com relação à v ariação no tempo de operação de f echamento e taxa
de decaimento da rigidez dielétrica do mesmo.
3.17 - ESTUDOS DE TRANSITÓRIOS ELETROMAGNÉTICOS PARA A INTEGRAÇÃO DA INTERLIGAÇÃO TUCURUÍ-MACAPÁ-MANAUS
TENÓRIO, A.R.M.(1);Aquino, A.F.(2);MUNIZ, M.P.(3);VINHAES, A.C.(4); - ONS(1);ONS(2);ONS(3);ONS(4);
O inf orme técnico descrev e os principais aspectos ligados às manobras no sistema sob a ótica operacional de transitórios eletromagnéticos, tais como: energização de
transf ormadores, energização e religamento automático de linhas, rejeição de carga e comenta as principais dif iculdades relativ as às oscilações subsíncronas (OSS) na
interligação Tucuruí-Macapá-Manaus (TMM), com quase 1800 km de linhas de 500 e 230 kV e grau de compensação série de 70% nas linhas de 500 kV (18 bancos de
capacitores série, BCS).
Perguntas e respostas:
A) Os autores cometam que as sobretensões máximas terminais estão abaixo das suportabilidades das LTs de 500 kV e 230 kV. Na análise do risco de f alha f oram
consideradas também as sobretensões ao longo das linhas de transmissão?
Sim, o cálculo de risco f oi f eito no projeto básico das linhas de transmissão de 500 e 230 kV lev ando-se em consideração um perf il de sobretensão de manobra 2,2 pu,
2,0 pu e 1,8 pu distribuídos a cada um terço das linhas de transmissão. Os cálculos seguiram a metodologia de cálculo de risco estatístico exigido pelo Edital da Aneel,
com riscos menores ou iguais a de 10-3 e 10-4 respectiv amente para tensões f ase-terra e f ase-f ase na manobra de energização. Já para o religamento, os riscos são
menores ou iguais a 10-2 e 10-3 respectiv amente para tensões f ase-terra e f ase-f ase na manobra de energização.
B) Por que os autores não consideraram o uso do chav eamento controlado também para a energização e o religamento das linhas?
O projeto básico dos empreendimentos da interligação não contemplou o uso de dispositiv os de manobra de linha por ser este tipo de chav eamento ainda sem aceitação
e padronização internacional. Não existe no Brasil, que seja de conhecimento dos autores, manobra chav eada (sincronizada) em linhas de transmissão, sendo a
experiência mundial neste tópico ainda incipiente.
C) Em alguns projetos de SEs com capacitores série e reatores shunt nos terminais de linha existe um terceiro conjunto de para-raios, instalados após os capacitores
série, no lado junto da SE. Os autores v erif icaram se isto ocorre neste projeto, que do ponto v ista de energia dissipada seria ainda mais f av oráv el do que o mostrado no
artigo.
O esquema de proteção contra sobretensões no bay de entrada das linhas da interligação Tucuruí-Manaus no 500 kV utiliza dois para-raios por bay de entrada (conexão a
barramento A) na seguinte sequência: PR-Linha, TP, Reator + PR-reator, BCS, DJ, barramento A. O projeto é de responsabilidade do agente concessionário. O f ato do
estudo não ter utilizado o PR-Reator a priori para estudos de sobretensões de manobra dev e ser encarada como critério conserv ador. Existem de f ato dois PR (linha e
reator) e para ef eito de transitórios eletromagnéticos a manobra eles estão conectados no mesmo ponto do arranjo do barramento. Portanto, nenhum outro esquema de
disposição dos para-raios f oi inv estigado. Observ a-se que o arranjo em questão f oi submetidos a estudo de coordenação de isolamento para descarga atmosf érica
obtendo margem de segurança adequado para o nív el básico de isolamento a impulso atmosf érico adotado para as subestações de 500 kV.
3.18 - ANÁLISE DE DESEMPENHO DE SISTEMAS DE MONITORAMENTO DE DESCARGAS ATMOSFÉRICAS E AVALIAÇÃO DE SUA UTILIZAÇÃO NA VIGILÂNCIA METEOROLÓGICA DE
LINHAS DE TRANSMISSÃO
HEILMANN, A.(1);IGARASHI, A.Y .S.(2);JUSEVICIUS, M.A.R.(3);LEITE, E.A.(4);Kleina, M.(5); - SIMEPAR(1);SIMEPAR(2);SIMEPAR(3);SIMEPAR(4);SIMEPAR(5);
ANÁLISE DE DESEMPENHO DE SISTEMAS DE MONITORAMENTO DE DESCARGAS ATMOSFÉRICAS E AVALIAÇÃO DE SUA UTILIZAÇÃO NA VIGILÂNCIA
METEOROLÓGICA DE LINHAS DE TRANSMISSÃOAs descargas atmosf éricas nuv em-solo, em sua incidência direta ou atrav és de indução, promov em um conjunto de
ef eitos responsáv eis pelo aparecimento de sobretensões em linhas de transmissão, constituindo-se em uma das mais importantes f ontes de perturbações nos sistemas
elétricos.Para minimizar os seus impactos no sistema elétrico, redes de sensores de monitoramento de raios, são utilizados para f ins de v igilância meteorológica,
permitindo melhor estimativ a do risco de incidência de descargas em linhas de transmissão. Utilizando os dados desta rede de monitoramento de descargas é possív el:
(a) o planejamento e projeto de sistemas de transmissão; (b) análise de ev entos específ icos de perturbações na transmissão; e (c) v igilância meteorológica do sistema e
emissão de alerta de tempestades elétricas. O artigo examina características operacionais e de desempenho de dois sistemas alternativ os de monitoramento de
descargas: (a) a Rede Nacional de Detecção de Descargas Atmosf éricas (RINDAT) usando duas centrais de processamento, FURNAS e SIMEPAR; e (b) o sistema
Global Lightning Dataset GLD360. Os dados utilizados correspondem ao período de Março de 2011 a Março de 2012, para o Estado de São Paulo, região considerada de
melhor desempenho da conf iguração atual da RINDAT. O f oco da av aliação f oi determinar a capacidade dos sistemas em subsidiar processos de v igilância
meteorológica em linhas de transmissão. Em seguida é f eita uma análise dos dados de raios e relâmpagos (strokes e f lashes) prov enientes das três f ontes (RINDATSIMEPAR, RINDAT-FURNAS e GLD360) em termos da distribuição de f requência do pico de corrente; do tamanho da elipse de incerteza (indicativ o da acurácia de
localização); da densidade espacial do número anual de descargas; e comparativ o do número e da distribuição espacial das descargas por dia de tempestade. Também
são simulados alv os aleatórios e v erif icado a correspondência temporal e espacial das descargas. As distribuições de pico de corrente exibidas pelos sistemas são
comparadas com padrões internacionais como o do CIGRÉ e do IEEE. Da análise como um todo se pode destacar que os resultados do processamento da RINDAT no
SIMEPAR e em FURNAS, apesar de apresentarem algumas dif erenças nas características elétricas, ef iciência de detecção e incertezas de localização, exibem
comportamento similar para o monitoramento das tempestades elétricas. O comparativ o destes dados com aqueles gerados pelo GLD360 rev ela desempenho suf iciente
deste sistema no período e região analisados, para agregar v alor à ativ idade de v igilância meteorológica para linhas de transmissão, em especial nos locais desprov idos
de sensores da RINDAT.
Perguntas e respostas:
A) Lev ando em conta que, do ponto de v ista de intensidade de corrente, os resultados obtidos com o sistema GLD360 são mais conserv ativ os do que os obtidos com o
Rindat, e a relação comparativ a custo-benef ício entre ambos os sistemas, que tipo de uso os autores consideram que justif icaria o inv estimento no aumento do sistema
Rindat?
Os resultados da distribuição do módulo do pico de corrente, do sistema GLD apontam para v alores mais próximos dos padrões internacionais que o sistema RINDAT.
Esta dif erença entre os dois sistemas podem ser corrigidas por técnicas estatísticas que tornam a medida do pico de corrente mais próxima dos padrões internacionais.
Contudo outros indicadores de desempenho, como ef iciência de detecção e precisão espacial, não podem ser adequadamente ajustados, o que justif ica a expansão da
RINDAT para f inalidades específ icas destes indicadores como: análise de f alha e projetos de componentes do sistema elétrico.
B) Observ ando a f igura 5.b e o item 3.5, os autores conf irmam o v alor indicado de que 93% das descargas monitoradas pelo sistema de ref erência f oram mapeqadas
pelo sistema Rindat-Simepar para interv alo espaço-temporal de 10 km-5 minutos?
A análise de mapeamento espaço-temporal entre os dif erentes sistemas (GLD, RINDAT-SIMEPAR e RINDAT-FURNAS) f oi realizado para uma região e período
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específ icos. O sistema RINDAT-FURNAS f oi tomado como ref erência. O estudo mostrou que 93% das descargas detectados pelo sistema ref erência f oram também
detectadas pelo sistema RINDAT-SIMEPAR no interv alo espaço-temporal de 10 km-5min, apresentando distância média entre as descargas de 1,3 km (O GLD mapeou
quase 60% das descargas do sistema ref erência com o mesmo interv alo). Esta def asagem surge da dif erença dos parâmetros de calibragem das centrais de
processamento dos sistemas, que apesar de serem alimentados com dados dos mesmos sensores, serv em a propósitos específ icos. O SIMEPAR processar os dados
com f inalidades de monitoramento meteorológico (maior ef iciência de detecção e menor precisão espacial) e recebe em tempo real os dados processados por FURNAS
(menor ef iciência e maior precisão) compondo as análises de f alhas e superv isão do desempenho de componentes do sistema elétrico.
C) Os autores recomendam que os projetos de linhas de transmissão no Brasil sejam f eitos com base na distribuição de pico de corrente lev antada pelo sistema Rindat?
Recomenda que toda estimativ a prov eniente de medições indiretas seja comparada com medições obtidas diretamente. Para o caso do pico de corrente das descargas
atmosf éricas, estas medidas realizadas em torres instrumentalizadas estão integradas em distribuições padrão div ulgadas pelo IEEE e CIGRE. Discrepância similar à
apresentada pela RINDAT já f oi v erif icada em outros sistemas similares no mundo (v ide dados da rede europeia ALDIS). Assim, os autores recomendam o ajuste
estatístico das medições da RINDAT para correção dos erros sistemáticos e plena utilização do histórico corrigido, que já totaliza 15 anos de dados sobre extensa região
do país (principalmente sul e sudeste) e rev ela grande v ariabilidade regional e local no índice isocerâunico e na distribuição do pico de corrente - importantes v aríáv eis
de projeto de componentes do sistema elétrico.
3.19 - EFEITO DE DIFERENTES DISTRIBUIÇÕES DE TEMPOS DE FECHAMENTO NOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES ESTATÍSTICAS DE ENERGIZAÇÃO E RELIGAMENTO DE
LINHAS DE TRANSMISSÃO
MIGUEL, P.M.(1);CARVALHO, A.C.C.D.(2);CARVALHO, P.E.D.(3); - TGDELTA(1);ONS(2);COPEL(3);
Este artigo analisa o ef eito da modelagem dos disjuntores nos estudos estatísticos para determinação das sobretensões de manobra observ adas na energização ou
religamento de linhas de transmissão. Inicialmente apresenta a modelagem usual. Posteriormente usa um MODEL para uso no ATP, que considera o ef eito da v elocidade
f inita dos contatos na suportabilidade de tensão entre os contatos. Um circuito de simulação é def inido, considerando uma linha de 500 kV entre Taubaté e Araraquara 2.
Alguns casos são simulados e comparados os v alores de sobretensão, tendo v erif icado que os resultados obtidos usando o componente SW_STAT apresentam
consistentemente sobretensões mais reduzidas.
Perguntas e respostas:
A) A Tabela 4 compara os resultados obtidos com o uso das chav es do ATP e com o modelo desenv olv ido. Considerando a máxima tensão E2 obtida em cada caso,
independente da f ase, observ a-se que, no caso sem carga residual, o maior v alor ocorre para simulação com a chav e do ATP (4,5% maior). Nos outros dois casos, as
sobretensões são maiores nos casos com o modelo, 1,9 e 3,4%, respectiv amente. Entretanto, nas conclusões do trabalho, os autores af irmam que os v alores de sobre
tensão, calculados pelo procedimento atual, são consistentemente mais reduzidos, com dif erenças da ordem de 8%. Os autores poderiam esclarecer estas dif erenças?
A tabela 4 ilustra um conjunto de simulações, das muitas ef etuadas. Essa simulação em particular f oi ef etuada com SIGMAX:=3, posto que v árias empresas utilizam
essa condição nesse tipo de estudo. O uso de SIGMAX:=3 f az com que os limites de tempos de f echamento das chav es estatísticas se estreitem e f az com que uma
das f ases apresente uma tensão mais elev ada. Pode ser v isto na f igura 9, que o ajuste da curv a de probabilidade acumulada aos resultados do chav eamento apresenta
uma dispersão maior do que a observ ada com o MODEL. Utilizando SIGMAX:=4, que é o v alor def ault nas conf igurações do ATP, se observ a que a sobretensão obtida
com as chav es estatísticas não mais se apresenta mais elev ada do que as obtidas com o MODEL. A conclusão de que as sobretensões obtidas são mais elev adas
com o uso do MODEL se baseiam na nos v alores de sobretensão obtidos a partir de div ersas simulações, conf orme o exemplo mostrado na f igura 9. Uma inv estigação
do ef eito do v alor de SIGMAX nos resultados encontrados se f az necessária. De qualquer f orma, de f ato houv e uma f alha do redator em não ter percebido esse
comportamento a tempo de substituir os resultados no artigo por resultados obtidos com o v alor def ault de SIGMAX igual a 4.
B) Conf orme apresentado pelos autores, a representação da característica f ria do disjuntor nas simulações de transitórios implica em um aumento das sobretensões.
Entretanto, quando a tensão entre os pólos do disjuntor é maior do que a suportabilidade dielétrica dada pela característica implementada, utiliza-se uma chav e ideal para
f echar o contato elétrico. Os autores f izeram simulações considerando a modelagem do arco elétrico? Em relação à característica f ria dos disjuntores, o v alor adotado
no trabalho f oi de 37 kV/ms, correspondente a um disjuntor lento. Este v alor pode ser adotado para os estudos atuais, ou os disjuntores reais possuem característica
mais rápida?
O modelo do arco já f oi desenv olv ido, tendo sido apresentado no XXI SNPTEE, mas optou-se por não utiliza-lo neste artigo, posto que as chav es estatísticas não
consideram o arco. O arco elétrico introduziria um ef eito dissipativ o, que v iria a reduzir as sobretensões. Acreditamos que a Relatoria queira se ref erir à propagação do
“leader” (canal ionizado) que inicia a descarga entre contatos. A modelagem da propagação do canal ionizado antes do estabelecimento do arco está em andamento, mas
para aplicação em arcos estabelecidos ao ar liv re. No interior da câmara do disjuntor as distâncias são pequenas e hav eria a necessidade de inf ormações sobre as
dimensões internas dos contatos para permitir uma modelagem. Esse tipo de inf ormação não está disponív el para o estudo de sobretensões, daí ter sido usada uma
chav e ideal para estabelecer o f echamento quando a tensão ultrapassa a “Característica Fria”. A taxa de v ariação da característica f ria é uma inf ormação usualmente
não disponív el aos compradores. Um dos objetiv os deste estudo é o de apontar a importância dessa inf ormação, disponív el a partir dos ensaios de tipo dos disjuntores
e f azer com que a curv a da “Característica Fria” seja f ornecida pelos f abricantes de f orma documentada. A mesma simulação ef etuada com 37 kV/ms usada para
ilustrar o artigo, apresentaria os seguintes resultados se ef etuada com 100 ou170 kV/ms: Sem Carga Residual e sem Reatores – Valores de E2 – Meio da linha
Velocidade 37 kV/ms 100 kV/ms 170 kV/ms E50 Sigma E2 E50 Sigma E2 E50 Sigma E2 (v alores em kV) Fase A 828,8 61,3 954,8 808,9 56,5 925,1 795,0 51,3 900,4
Fase B 825,2 63,5 955,7 805,9 56,2 921,5 813,7 54,9 926,5 Fase C 828,0 61,6 954,7 807,5 57,8 926,3 812,0 75,3 966,8
C) Considerando as dif erenças encontradas nos v alores de sobretensão, qual o impacto destas conclusões nos estudos já realizados e f uturos?
O impacto nos estudos f uturos dependerá da comprov ação das conclusões na prática, ou seja, existe a necessidade de observ ar se a taxa de desligamento dos linhas
de alta tensão se mostra mais elev ada do que os índices estabelecidos no projeto. Caso essa situação seja observ ada em um número suf iciente de linhas,
considerando que as sobretensões de manobra são de origem interna, poder-se-á indicar a conv eniência da inclusão da “Característica Fria” nas simulações f uturas.
Caso v enha a ser comprov ada a necessidade de considerar a “Característica Fria” nos estudos f uturos, a f orma dessa simulação ainda dev e ser estudada e debatida
pela comunidade.
3.20 - PADRÕES DE ATERRAMENTO DE AEROGERADORES E SUA INFLUÊNCIA NA COORDENAÇÃO DE ISOLAMENTO
MIGUEL, P.M.(1);ROHEGGER, A.A.B.(2); - TGDELTA(1);GEO(2);
Este artigo apresenta a simulação de um sistema de aerogeradores durante o impacto de descargas atmosf éricas. A resistência de aterramento é determinada para
v alores de resistiv idade do solo de 100 e 1000 Ω.m e são consideradas as indutâncias dos div ersos trechos da instalação. O objetiv o da simulação f oi determinar a
solicitação sobre o isolamento dos transf ormadores elev adores dos aerogeradores. Foi v erif icado que mesmo no caso de solos de alta resistiv idade, a f orma de
conexão dos transf ormadores à malha de terra f az com que a solicitação sobre o isolamento dos transf ormadores não exceda a 85% do NBI dos enrolamentos.
Perguntas e respostas:
A) Na f igura 6, qual a modelagem do transf ormador utilizada pata simulação do surto transf erido para o 34,5kV?
O modelo utilizado para o transf ormador f oi o HIBRIDO, considerando v alores típicos.
B) Os autores poderiam justif icar a modelagem mais simplif icada da malha de aterramento por sua resistência medida a 60Hz?
Considerando a v elocidade de propagação da onda de impulso como 300 m/us e que as dimensões das malhas de terra são da ordem de 15 m, tem-se que a partir de 50
ns já se atingiu o instante em que toda a malha estará dissipando corrente. A interligação entre as malhas (cabos de terra e blindagem dos cabos) f oi considerada com
parâmetros distribuídos para distâncias acima de 50 m e como uma indutância concentrada abaixo dessa distância.
C) A conclusão sobre a pequena inf luência da resistência de aterramento na isolação do transf ormador é genérica , podendo ser aplicada para outras instalações do
mesmo tipo?
Desde que o transf ormador tenha todas as suas conexões a terra (tanque, núcleo, buchas de neutro) aterrados na mesma malha de terra, pode-se considerar que o
v alor da resistência de aterramento têm ef eito extremamente reduzido na amplitude das sobretensões de impulso.
3.21 - UMA REVISÃO DO DESEMPENHO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO EAT CA QUANTO A DESCARGAS ATMOSFÉRICAS
CAMPINHO, C.(1);CORREIA, D.M.D.(1);BRASIL, D.O.C.(1);MONTEZUMA, L.(1);CAVALCANTI, A.C.(1); - ONS(1);
O presente IT tem o objetiv o de subsidiar a discussão quanto à propriedade de estabelecer uma metodologia e um conjunto de diretrizes, parâmetros e dados a serem
utilizados no cálculo do desempenho de LTs quanto a descargas atmosf éricas. Compara dif erentes metodologias e av alia se o uso de metodologias simplif icadas lev a a
resultados similares aos obtidos com o uso de metodologias mais complexas. Com base em LTs 500 kV típicas, o artigo apresenta ainda uma análise de sensibilidade
dos parâmetros mais inf luentes. Os resultados obtidos são discutidos e comparados com a estatística do desempenho real do sistema brasileiro.
Perguntas e respostas:
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A) Com o objetiv o de uma maior unif ormização das metodologias para estudos de desempenho de linhas, os autores recomendariam um detalhamento maior sobre
esses estudos nos editais da ANEEL?
Os anexos técnicos dos editais da ANEEL têm o objetiv o de estabelecer os requisitos mínimos de desempenho a serem atendidos por nov os empreendimentos,
expressos basicamente por critérios. Detalhamento maior quanto a possív eis metodologias poderia ser incluído nas Diretrizes para a Elaboração de Projetos Básicos,
entretanto os autores julgam que a unif ormização de metodologias, embora bem v inda do ponto de v ista de f acilidade de análise, tem a desv antagem de inibir
inov ações, principalmente num tema que ainda desperta tanto interesse de pesquisa.
B) Os autores poderiam sugerir de que f orma o problema dos dados ambientais não estarem disponív eis quando do projeto básico poderia ser minimizado?
Os autores entendem que a obtenção de dados de entrada conf iáv eis é uma responsabilidade das Transmissoras. Embora a localização das estruturas não esteja
disponív el na época da elaboração do projeto básico, é recomendáv el que seja f eita uma inv estigação da resistiv idade do solo ao longo do caminhamento da LT.
C) Foi realizada alguma comparação entre o desligamento calculado de projeto e o v erif icado para algumas das linhas analisadas ? Por exemplo, para um linha
comissionada antes e outra após 2000.
Embora os autores considerem que uma análise comparativ a do desempenho calculado e v erif icado de uma linha quanto a descargas atmosf éricas poderia trazer uma
contribuição relev ante à pesquisa e depuração das metodologias de cálculo, ela precisaria ser precedida de um conhecimento detalhado das características construtiv as
da linha e da caracterização dos dados ambientais.
3.22 - FERRAMENTA COMPUTACIONAL PARA AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO UTILIZANDO O MÉTODO DE MONTE CARLO
SCHROEDER, M.A.D.O.(1);MARIANO, J.A.D.S.(1);SALES, W.D.S.(1);NASCIMENTO, L.C.D.(1);ASSIS, S.D.C.(2); - UFSJ(1);CEMIG(2);
Sobretensões de origens atmosf éricas em sistemas de transmissão constituem-se em problemas de natureza estocástica e são as principais causadores de
desligamentos não programados em linhas (até 230 kV). Neste contexto, a coordenação de isolamento f rente a descargas dev e ser tratada segundo uma abordagem
probabilístico-estatística. Dado o acelerado desenv olv imento de recursos computacionais, o Método de Monte Carlo tem se tornado uma alternativ a atrativ a. Este artigo
apresenta uma f erramenta computacional projetada para integrar a praticidade do Matlab com rotinas internas do ATP, bem como sua potencialidade na obtenção de
taxas de desligamento de linhas de transmissão f rente a descargas atmosf éricas.
Perguntas e respostas:
A) A incidência de uma descarga atmosf érica constitui um f enômeno que cria acoplamentos eletromagnéticos entre o canal da descarga atmosf érica, cabos, estruturas,
sistemas de aterramento e demais elementos conectados galv anicamente ou acoplados eletromagneticamente à linha. Este processo, em princípio, somente pode ser
modelado adequadamente com precisão tridimensionalmente. Como os autores incorporaram estes ef eitos no método proposto no artigo?
Como destacado no artigo, o objetiv o principal do mesmo é a v erif icação do impacto da inclusão de uma abordagem estatística de alguns elementos, citados na Tabela
1 do artigo, mediante a utilização do Método de Monte Carlo, no cálculo de desempenho de linhas de transmissão, quando comparado com o respectiv o cálculo
associado a uma abordagem “determinística”, como aquela do Flash. Desta f orma, com o intuito de proceder a tal comparação, as modelagens consideradas para o
canal de descarga atmosf érica, cabos, estruturas, sistemas de aterramento etc. são aquelas descritas na seção 2.0 (subseção 2.1) do artigo, similares às utilizadas no
Flash. Percebe-se, por exemplo com o auxílio da Tabela 2, que os resultados de desempenho oriundos da aplicação do ACAE-DLT são praticamente os mesmos do
Flash quando naquele (ACAE-DLT) são retiradas as abordagens estatísticas, ou seja, o Flash está contido no ACAE-DLT. Portanto, o único acoplamento existente é o
condutiv o, entendido como a conexão direta/f ísica entre: i) canal de descarga (modelado como uma f onte de corrente) e torre (modelada por um conjunto de
impedâncias de surto); ii) canal de descarga e cabo para-raio (modelado como uma linha a parâmetros distribuídos); iii) torre e aterramento (modelado como uma
impedância impulsiv a) etc. Ademais, ressalta-se a utilização do ATP para a determinação do transitório eletromagnético e, consequente, determinação das sobretensões
atmosf éricas nas cadeias de isoladores. O ATP não contempla os acoplamentos eletromagnéticos citados na pergunta. Adicionalmente, as f erramentas computacionais
disponív eis para av aliações de desempenho de linhas de transmissão também não consideram tais acoplamentos. Todav ia, os autores consideram que a consideração
dos acoplamentos em causa constitui um importante tópico de pesquisa, que dev em ser incorporados nas av aliações de desempenho para v erif icação de suas
ev entuais importâncias práticas. Contudo, tal estudo está f ora do escopo do presente artigo.
B) Além do programa FLASH, os autores f izeram comparações com outros programas que utilizam processos distintos ao de Monte Carlo, como por exemplo, métodos
da geração da incidência e dos parâmetros da descarga atmosf érica que tratam diretamente as integrais múltiplas que env olv em o cálculo da quantidade de curtoscircuitos na linha por km de linha e por ano, parâmetro este que def ine o desempenho da linha à incidência de descargas atmosf éricas?
Como já comentado na resposta da Pergunta 01, as únicas comparações realizadas no artigo ref erem-se às obtidas pela aplicação do ACAE-DLT com as do Flash. É
oportuno ressaltar que os resultados das pesquisas relatadas no presente artigo decorrem de um projeto de P&D que completou 1 (um) ano. Assim sendo, o ACAE-DLT
está somente em sua primeira v ersão. Desta f orma, outras potencialidades serão incluídas no mesmo, assim como comparações com resultados de outras
metodologias e de relatos/medições históricos de desempenhos reais de linhas de transmissão.
C) Sabe-se por medições ef etuadas que correntes de descarga com picos elev ados apresentam taxas de crescimento mais lentas do que correntes com menores
amplitudes. O programa desenv olv ido f az alguma crítica com relação a este par de v alores?
Os autores do presente artigo analisaram, por exemplo, as medições realizadas na Estação de Pesquisas de Descargas Atmosf éricas do Morro do Cachimbo e puderam
perceber, pelas f ormas de onda das correntes e pelos coef icientes de correlação linear entre as v ariáv eis aleatórias “v alor de pico de corrente” e “tempo de f rente”, esta
característica citada na pergunta. Na atual v ersão do ACAE-DLT, utilizada no presente artigo, nenhuma crítica é, ainda, realizada em relação a este par de v alores. Por
enquanto, os v alores de tais parâmetros são “simplesmente” sorteados de acordo com suas distribuições estatísticas, sem lev ar em consideração o coef iciente de
correlação linear entre estas v ariáv eis aleatórias. Certamente, isto será incluído nas v ersões f uturas do ACAE-DLT.
3.23 - DESEMPENHO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO FRENTE ÀS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS: AVALIAÇÃO DE DESENVOLVIMENTOS RECENTES PARA DEFINIÇÃO DE
METODOLOGIA AVANÇADA DE ANÁLISE E PROJETO
SILVEIRA, F.H.(1);VISACRO, S.(1); - UFMG(1);
Perguntas e respostas:
A) Os autores poderiam explicar como f oi representada a torre de transmissão no caso exemplo?
Ao contrário dos modelos de parâmetros de circuitos distribuídos, como aqueles baseados nas plataf ormas ATP-EMTP, que requerem a indicação dos v alores de
impedância de surto da torre, ou dos modelos que representam o comportamento da torre atrav és de f órmulas analíticas simplif icadas de sua impedância, o modelo
HEM utilizado pelos autores, por se tratar de modelo eletromagnético, representar a torre da linha de transmissão a partir da representação geométrica e f ísica dos
elementos constituintes, por meio de um conjunto de segmentos condutores com os v alores de raio e comprimentos reais. O modelo calcula os acoplamentos
eletromagnéticos existentes entre estes elementos e f ornece resultados na f orma de grandezas circuitais, notadamente em termos da distribuição de correntes e
potenciais ao longo do sistema simulado.
B) Qual o motiv o dos autores não utilizarem no caso exemplo as correntes medidas na estação da Serra do Cachimbo?
Não existe nenhum tipo de impedimento para o uso das representações de corrente obtidas com base nas medições realizadas na estação do Morro do Cachimbo ou
qualquer outro dado de corrente de descarga apresentado na literatura. Especif icamente em relação às correntes medidas na estação do Morro do Cachimbo, análises
apresentadas em outros artigos dos autores mostram que tal escolha não af etaria a qualidade dos resultados e das conclusões obtidas.
C) Como f oi considerada a v ariação dos tempos de f rente no caso exemplo?
As análises desenv olv idas no caso exemplo consideram os v alores medianos de tempos de f rente das correntes de primeira descarga e descarga subseqüente medidas
na estação de Monte San Salv atore. As sobretensões, calculadas para esta consideração, são utilizadas para se determinar o v alor crítico de corrente necessário para
ocorrência de backf lashov er no isolador da linha de 138 kV, com base na aplicação do modelo DE e da distribuição de probabilidade acumulada ref erente aos picos de
corrente de primeira descarga medidos na estação de Monte San Salv atore. Esta abordagem, que não considera a v ariação do tempo de f rente, baseia-se em
v erif icações experimentais que mostram que as correntes com v alores de pico mais elev ado tendem a apresentar tempos de f rente mais longos, notadamente para
primeira corrente de retorno. Por este motiv o, o resultado das análises desenv olv idas com tal abordagem no caso exemplo são conserv adores em termos de
sobretensão, a despeito de não considerarem a v ariação do tempo de f rente.
3.24 - MODELAGEM DE ARCO ELÉTRICO NO AR PARA ESTUDO DE RELIGAMENTO MONOFÁSICO – PARTE EXPERIMENTAL
RODRIGUES, M.G.(1);FILHO, O.B.D.O.(1);ROCHA, J.C.D.(1);SILVA, M.F.D.C.E.(1);BIANCHI, R.(1);SILVA, W.T.D.(1);CÂMARA, A.D.S.E.B.(2);GONÇALVES, R.A.D.A.
(2); - CEPEL(1);ELETROBRAS FURNAS(2);
A maior dif iculdade para implementação do religamento monof ásico está em se caracterizar adequadamente a extinção do arco secundário. Os modelos e métodos de
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análise normalmente adotados são imprecisos, acarretando, no mínimo, soluções não-otimizadas.
Perguntas e respostas:
A) Qual o motiv o para terem sido usados apenas 6 v alores de Is no caso de cadeias em V ao inv és dos mesmos 11 v alores nas demais condições?
Considerando que o arranjo f ísico da cadeia de suspensão em V, relativ amente à sua inclinação, é um meio termo entre o de ancoragem e o de suspensão em I,
inf ormações obtidas nos ensaios realizados com esses dois últimos arranjos de cadeia, como inf luência do v ento no alongamento, podem ser aprov eitadas para o caso
de cadeias em V. Dessa f orma, o número de ensaios para cadeias em V poderia ser apenas o suf iciente para complementar a gama de ensaios necessários para
garantir a robustez do modelo como um todo.
B) Houv e dif erença no comportamento do arco entre os quatro meios estudados?
Quanto ao comportamento do arco entre cabos de f ase e pára-raios, dev ido à maior distância entre os eletrodos, houv e maior tendência de extinção de arco. Na cadeia
de ancoragem, houv e maior alongamento do arco do que na cadeia de suspensão em “I”, em casos de baixa v elocidade do v ento. O comportamento do arco na cadeia
em “V” f oi, neste aspecto, um meio termo entre o das duas outras cadeias. Contudo, essas dif erenças no comportamento do arco não chegam a caracterizar dinâmicas
realmente dif erenciadas; apenas ajudam a melhor caracterizar o comportamento do arco f rente a condições “iniciais” distintas, ajudando no processo de ajuste dos
parâmetros do modelo.
C) Os autores pretendem desenv olv er alguma rotina a ser implementada em programa digital? Como incorporar a v elocidade do v ento no modelo?
Quanto à modelagem digital, pretende-se apresentá-la para programas de uso comum em estudos de manobra de linha (ATP/EMTP, ...); ela já existe no programa
Mathematica®. A v elocidade de v ento af eta diretamente o alongamento do arco e essa é sua f orma de inf luenciar o modelo. Como quanto mais f orte o v ento mais
rápido o arco se extingue, ao se considerar um v ento de baixo a moderado (ou mesmo desconsiderá-lo) mantém-se o caráter conserv ativ o dos estudos e,
consequentemente, do modelo resultante.
3.25 - FATORES DE SOBRETENSÃO ENVOLVENDO A TERRA EM SISTEMAS ELETRICOS - UMA VISÃO OTIMIZADA DE GERENCIAMENTO
CARNEIRO, J.C.(1); - CPFL(1);
Perguntas e respostas:
A) Poderia o autor explicar a dif erença entre f ator de aterramento e f ator de f alta para terra que, conf orme escrito no item 2.4, aparentam ser grandezas distintas?
O questionamento procede, apesar da necessidade de calculo para se conhecer os 2 (dois) parâmetros: (1) f ator de f alta a terra ou f ator de sobretensão é a relação
entre o máximo v alor ef icaz de tensão f ase-terra de f requência f undamental em uma f ase sã (íntegra), durante uma f alta f ase-terra, af etando uma ou mais f ases em
qualquer ponto do sistema (em uma dada conf iguração), e o v alor ef icaz de tensão f ase-terra de f requência f undamental que seria obtido no mesmo local na ausência
de tal f alta, ou seja, em condições de regime permanente; (2) f ator de aterramento, também utilizado na def inição da tensão nominal de para raios de carboneto de
silício, é o f ator de f alta a terra (ou f ator de sobretensão) ref erido a tensão f ase - f ase e f requência f undamental que seria obtido no mesmo local na ausência de tal
f alta, ou seja, em condições de regime permanente. No presente estudo, exemplif icando, para o caso de sistemas ef icazmente aterrados, o f ator de f alta terra (f ator de
sobretensão) normalmente é menor ou igual a 1,4, equiv alente a um f ator de aterramento menor ou igual a 0,8. Para sistemas isolados o f ator de f alta terra (f ator de
sobretensão) pode ser maior ou igual a 1,73, equiv alente a um f ator de aterramento maior ou igual a 1,0. Este f ato dev e ser esclarecido durante a apresentação.
B) No caso estudado, o f ator de aterramento tev e um crescimento expressiv o, signif icando que a magnitude da tensão na f ase sã durante uma f alta f ase-terra
aumentou com o passar do tempo. Pode-se concluir, então, que com a ev olução do sistema o mesmo f icou menos aterrado?
Importante esclarecer que para o caso existe necessidade de div idir o processo em análise, pelo menos em 2 (duas) v ertentes, o aspecto f ísico (real) e o aspecto de
modelagem. Pelo aspecto f ísico a af irmativ a de que o sistema f icou mais ou menos aterrado depende de uma série de v ariáv eis, tais como: critérios e execuções de
projeto, construção, proteção, operação e manutenção de instalações e equipamentos (sistemas de aterramento, sistemas de proteção, qualidade e aplicação adequada
de equipamentos, etc.). Relativ amente ao aspecto de classif icação do sistema de aterramento em um determinado ponto de um sistema elétrico de potencia, atrav és do
f ator de f alta terra, depende de v ariáv eis, tais como: critérios e execução de representação dos componentes e simulação de casos dos sistemas elétricos adotados
(banco de dados, integração de inf ormações, modelagens: linhas, equipamentos, geradores, aterramentos, etc.), incluindo v árias conf igurações, que procuram
representar o máximo possív el da realidade. Os resultados encontrados dos cálculos de f ator de aterramento (f atores de f alta terra / f atores de sobretensões),
considerando adequados e v álidos os aspectos f ísicos e de modelagem adequados e inalterado ao longo dos anos, tudo indica, a titulo exemplif icativ o e inicial, que
houv e uma v ariação nestes f atores. Como pode ser acompanhada, esta característica ainda não interf ere diretamente na classif icação do tipo ou comportamento das
barras elencadas do sistema elétrico (sistema ef icazmente aterrado). Aparentemente estas v ariações ref erem se ao crescimento v egetativ o do sistema elétrico como
um todo, resultante de conexões com sistemas elétricos (nov as f ontes, linhas de transmissão, equipamentos, nov as gerações, ev entuais desconexões de delta de
transf ormadores, etc.), interligações do sistema elétrico próprio e/ou interligação de sistemas externos, dentre outras possibilidades. Algumas regiões do sistema elétrico
em análise apresentam maior desv io nestes parâmetros, sem ainda, comprometer a classif icação geral do sistema elétrico. Neste caso um dos equipamentos mais
sensív eis é o para raios de óxido de zinco, que, apesar da complexidade de apontar no momento com extrema precisão as causas de f alhas nos para raios de algumas
usinas conectadas no sistema elétrico, tem se algumas possibilidades com exploração em andamento (para raios: def inição - qualidade – aplicação; sistema de
aterramento: def inição – def inição - situação f ísica – construção; sistema elétrico: temporárias – manobras - atmosf éricas – nív eis de curtos circuitos; f enômenos:
harmônicos, etc.). Uma v ez comprov adas as mudanças apontadas, mesmo que preliminarmente, nas empresas concessionárias de distribuição de energia (geração e
transmissão), os desaf ios para o f uturo próximo são maiores em relação aos cuidados com a interligação de v ários sistemas elétricos (sistemas híbridos; sistema
eólico; sistema solar, etc.) e seus desdobramentos. De qualquer f orma esta base de dados e de conhecimento pode ser ampliada, consequentemente ev entuais ações
para superar as dif iculdades ou distúrbios naturais a estas nov as conexões.
C) O autor utilizou no cálculo do f ator de aterramento, por exemplo, o programa ATP, simulando primeiro o sistema equilibrado e posteriormente aplicando o curto-circuito
e v erif icando a elev ação da tensão na f ase sã?
Estamos tratando de um Sistema Elétrico de Distribuição com cerca de 300 Subestações, com elev ado nív el de padronização, e, assim como demais concessionárias
de distribuição, possui em seus procedimentos e critérios a av aliação de planejamento (o acompanhamento de nív eis de curtos-circuitos, carregamentos e nív eis de
tensão, etc.), em consonância com a Legislação, preceitos dos Órgãos Reguladores e Normalização Brasileira. Estes resultados são usados dentre outros para
gerenciamento de superações nestes quesitos em regime de operação normal e para um crescimento v egetativ o, dentre outas prov idências internas. Em que pese a
complexidade de um sistema elétrico, a gestão do f ator de f alta a terra de um Sistema Elétrico também procura dar v isibilidade a alguns pontos críticos do processo,
hav endo necessidade de uma análise histórica para def inir estas regiões elétricas, v iabilizando o acompanhamento mais detalhado e criterioso, tomando prov idencias e
ações necessárias para solução quando de ev entuais desv ios de comportamento sustentado. Com esta metodologia é possív el conhecer rapidamente o comportamento
das barras de alta tensão do Sistema Elétrico da CPFL, no quesito f ator de f alta terra (f ator de sobretensão), sendo dev idamente selecionados os casos críticos para
estudos e observ ações adicionais necessárias (EMTP, ATP, etc.). De uma maneira geral, um dos equipamentos mais af etados por sobretensões temporárias
(env olv endo o sistema de aterramento) são os para raios que, apesar de um custo indiv idual reduzido, possui um elev ado v alor agregado à medida que tem sob sua
guarda os principais equipamentos da subestação (transf ormadores de potência, disjuntores, etc.) e instalações correlatas (pórticos, isoladores, etc.). Amostras f oram
retiradas do sistema elétrico, tendo resultado conf irmado pelo presente método analítico e pelas simulações de transitórios eletromagnéticos v ia ATP (Alternativ e
Transient Program). Não menos importante são as interpretações dos resultados encontrados em relação as conf igurações def inidas e conceituação adotada.
3.26 - ESTUDOS DE SOBRETENSÕES , SOBRECORRENTES E COORDENAÇÃO DE ISOLAMENTO PARA AS ESTAÇÕES CONVERSORAS DE 600 KV DE PORTO VELHO E
ARARAQUARA 2 . PRIMEIRO BIPOLO DO SISTEMA DE TRANSMISSÃO DAS USINAS DO RIO MADEIRA.
FRONTIN, S.D.O.(1);TEIXEIRA, J.N.D.(2);MACHADO, C.(3);FISCHER, P.(4);NUNES, J.(4);TANNURI, J.G.(1); - THEMAG/ARCADIS LOGOS(1);ETE(2);ELETROBRAS
ELETRONORTE(3);ABB(4);
Perguntas e respostas:
A) O estudos relativ os aos ev entos de descarga atmosf éricas lev aram em consideração características mais atualizadas presentes na literatura da f orma de onda e
amplitude das descargas ou v alores típicos ?
Para todos os para-raios do sistema de corrente contínua, tanto no lado CA quanto CC, f oi atribuída uma máxima corrente denominada corrente de coordenação para a
qual a tensão máxima residual do para-raios é determinada. Os v alores das correntes de coordenação são determinados por estudos de sistemas. As f ormas de onda
das correntes de coordenação para impulsos de elev ada f rente de onda, impulsos atmosf éricos e de manobra, adotadas inicialmente no projeto, são aquelas def inidas
pela IEC 60099-4, tendo as seguintes f ormas de onda: • ondas de f rente elev ada: 1/20 µs • impulso atmosf érico: 8/20 µs Tais correntes de coordenação são,
posteriormente, conf irmadas na f ase de detalhamento do projeto ou são def inidas pela experiência. Correntes de coordenação utilizadas para surtos atmosf éricos v ariam
de 1 a 20 kA, conf orme a localização do para-raios. Nos estudos para especif icação dos para-raios consideram-se múltiplas descargas.
B) A metodologia utilizada nos estudos para locação e especif icação dos pára-raios apresentou alguma particularidade quando comparado com outros estudos
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semelhantes para estações conv ersoras CC de mesma tensão?
Um aspecto específ ico do projeto das estações conv ersoras de Porto Velho e Araraquara, quando comparado a div ersos projetos existentes de ±500 kV ou ± 600 kV é a
colocação de reatores de alisamento no neutro. Nos polos há apenas um reator relativ amente pequeno (15 mH) para proteção a descargas atmosf éricas. Aspectos
específ icos da metodologia adotada pelo f abricante, com base em sua experiência, consistem na f orma conserv ativ a de cálculo dos nív eis de proteção de para-raios
conectados em série e na def inição dos nív eis de energia e distribuição de correntes em para-raios de múltiplas colunas.
C) Quais os ev entos mais críticos para o desempenho dos pára-raios quanto a solicitação e probabilidade de ocorrência ?
Cada para-raios das estações conv ersoras apresenta solicitações mais sev eras específ icas utilizadas em seu dimensionamento. A tabela 1 apresenta a relação dos
casos associados aos ev entos de surtos de manobra, surtos atmosf éricos e f rente de onda íngreme. Dos casos mostrados na tabela 1, os ev entos mais críticos para
dimensionamento dos para-raios são os seguintes: V1: abertura de def eito CA, f alta à terra entre o transf ormador e a v álv ula. V2: abertura de def eito CA. DB1, DB2:
descarga prov eniente da linha CC, f alha de blindagem. CBH: baixas solicitações esperadas por descargas prov enientes da linha CC ou de f alha de blindagem. M: baixas
solicitações esperadas. CBN: def eito à terra entre o transf ormador conv ersor e a v álv ula; def eitos na linha cc durante operação com retorno metálico. E: descargas
atmosf éricas, f alhas de blindagem. EL, EL2: def eitos à terra entre o transf ormador conv ersor e a v álv ula; def eitos na linha cc durante operação com retorno metálico.
EM Porto Velho: def eitos à terra entre o transf ormador conv ersor e a v álv ula; def eitos na linha cc durante operação com retorno metálico. EM Araraquara: descargas
atmosf éricas, f alhas de blindagem. A: Def eitos à terra no lado CA. Para-raios dos f iltros CA e CC: Um dos casos mais críticos ref ere-se ao ev ento que determina os
requisitos de energia dos para-raios dos f iltros CA e CC. Trata-se de um def eito para terra perto do capacitor de alta tensão (AT) quando é carregado com máxima
tensão. Como prática de projeto do f abricante, o capacitor de alta tensão geralmente é carregado ao nív el de impulso de manobra de proteção da barra ao qual ele está
ligado. Este ev ento, embora com baixa probabilidade de ocorrência, garante os v alores nominais adequados de energia de dissipação de para-raios. As solicitações de
sobretensão dev idas a ev entos normais como energização, re-energização e def eitos para terra no interior do f iltro com carga normal nos capacitores será mais baixo.
Outro exemplo é caso do para-raios entre os terminais do reator de alisamento, DR. O ev ento de dimensionamento é um raio de polaridade oposta na barra do pólo, no
caso de um descarga na linha CC ou f alha de blindagem na linha CC. Dos ev entos acima descritos os únicos com alta probabilidade de ocorrência são as f alhas à terra
nas linhas CC e nas linhas CA. No entanto, as condições extremas de operação pressupostas f azem com que o dimensionamento dos para-raios seja bastante
conserv ativ o também para esses casos.
3.27 - SIMULAÇÕES E MEDIÇÕES DE MANOBRAS DE CHAVES SECIONADORAS NO SETOR DE 345 KV DA SUBESTAÇÃO DE TIJUCO PRETO
LUZ, G.S.(1);ARENTZ, D.S.(1);BRAZ, V.W.(1); - Furnas Centrais Elétricas(1);
Este artigo apresenta os resultados das medições de tensões nos terminais dos transf ormadores de 765/345/20 kV da SE Tijuco Preto decorrentes de manobras de
chav es secionadoras e das simulações digitais no programa ATP v isando reproduzi-las. As medições f oram realizadas com o objetiv o de prov er subsídios para a
inv estigação da possibilidade de causa sistêmica para as div ersas f alhas ocorridas com estas unidades e serv iram de base para v alidação das simulações realizadas
com o mesmo f im.
Perguntas e respostas:
A) Poderiam os autores explicar quais as dif erenças entre as representações simplif icada e detalhada da subestação?
O setor de 345 kV f oi modelado de duas f ormas para av aliar o impacto desta modelagem nas componentes do transitório calculado tomando como ref erência o
transitório medido. A representação simplif icada corresponde a da Figura 3 do artigo. Para chegar a este sistema simplif icado que indica os elementos essencias para a
f ormação do transitório, a representação detalhada deste setor da SE (não hav eria espaço v iáv el para sua apresentação neste artigo), utilizada em estudos anteriores e
apresentada na Figura 11 da ref erência [1], f oi sendo simplif icada progressiv amente.
B) Os autores f izeram comparações entre os resultados obtidos com o nov o sistema de medição de FURNAS com os medidos pelo sistema desenv olv ido pelo CEPEL?
Retif icando a pergunta, o nov o sistema é o do CEPEL, pois o sistema utilizado por FURNAS é mais tradicional. A comparação entre as medições dos dois sistema não
é tão direta como se desejaria. O sistema de medição do CEPEL f oi desenv olv ido para uma aquisição contínua e a captura dos transitórios que surgem nos terminais do
transf ormador exigiu a utilização de um f iltro de 60 Hz. Por outro lado, aquele sistema, sendo menos inv asiv o por utilizar o tap de bucha da unidade do transf ormador
exige uma compensação da resposta em f requencia desta medição. A resposta do sistema de medição do laboratório de FURNAS é mais direta, porém mais inv asiv a,
pois requer a interrupção da operação do transf ormador. Quando f oi realizada a medição com o laboratório móv el de FURNAS f oi possív el f azer uma aquisição antes do
f iltro de 60Hz e comparar com a medição de FURNAS. Esta medição poderá ser apresentada durante o seminário. Vale lembrar que o CEPEL estará apresentando 2
artigos neste seminário ilustrando o sistema desenv olv ido por esta empresa.
C) Com as medições realizadas é possív el identif icar uma prov áv el causa para as f alhas dos autotransf ormadores?
Embora o artigo não tenha se proposto a responder diretamente esta questão, ela se justif ica pela motiv ação das inv estigações realizadas até então. O f ato é que as
curv as simuladas de manobras de chav e do setor de 345kV mais relev antes f oram f ornecidas a um dos f abricantes responsáv el pelo projeto do maior número de
unidades de transf ormadores deste setor da SE. Nestas simulações não f oi modelada a ação amortecedora do arco elétrico. Segundo este f abricante, as manobras de
chav es não produziam esf orços elétricos internos sobre os enrolamentos capazes de justif icar as f alhas de suas unidades.
3.28 - UMA PROPOSTA DE METODOLOGIA PARA MEDIÇÃO EM CAMPO DA CURVA DE SATURAÇÃO DE TRANSFORMADORES DE POTENCIA
TEIXEIRA, M.D.(1); - LACTEC(1);
O presente artigo apresenta uma metodologia para medição da corrente de saturação de transf ormadores de potencia baseada na medição da corrente de inrush de
transf ormadores a v azio e na medição do f luxo residual. Neste sentido, o artigo f az uma abordagem sobre o atual estado da arte da medição da curv a de saturação,
apresentando os v ários métodos até então adotados. Da mesma f orma, o trabalho apresenta os div ersos aspectos relacionados ao f enômeno da corrente de inrush de
transf ormadores e seus ef eitos para o sistema elétrico. Também aborda as particularidades do método proposto, sobretudo a medição dos sinais elétricos necessários
para
Perguntas e respostas:
A) Na v isão dos autores, quais os maiores desaf ios para aplicação da metodologia proposta em transf ormadores de grande porte?
Atualmente, o projeto encontra-se na f ase de v alidação atrav és de medições de campo. Contudo, a aplicação da metodologia proposta não depende da potência do
transf ormador monitorado, pois todas as grandezas serão medidas no secundário dos TI, cujos terminais estão disponív eis na respectiv a cabana de relés da
subestação. O maior desaf io é garantir a def inição da curv a de saturação a partir de uma única medição, uma v ez que o sucesso da estratégia adotada depende
diretamente do ponto da onda que o transf ormador será chav eado.
B) É de conhecimento dos autores dispositiv os semelhantes ao \"saturômetro\" já aplicados na prática?
Não. Todas as pesquisas bibliiográf icas e de mercado indicaram que não há dispositiv os semelhantes. Todav ia, v ale comentar que, conf orme o próprio artigo menciona,
existem outras metodologias utilizadas para lev antamento da curv a de magnetização de traf os, porem todas a f rio.
C) Uma v ez desenv olv ido o equipamento, qual a estratégia da CHESF para sua aplicação ?
A Chesf tem incorporado na sua rotina de pré-operacionais a medição em campo das correntes e tensões transitórias durante a energização dos nov os transf ormadores
de potência do seu sistema, objetiv ando af erir os resultados dos estudos realizados. O saturômetro poderá substituir os oscilos portáteis, necessários nestas medições
além de realizar o registro das grandezas de interesse. Assim, lev antará a curv a de saturação real do equipamento possibilitando ref inar o modelo do transf ormador em
questão, usado nos estudos de transitórios eletromagnéticos, o qual permitirá à chesf realizar estudos div ersos v oltados à operação e proteção, dentre outros, com
maior f idelidade dos resultados computacionais.
3.29 - DESEMPENHO E PROJETO DE FILTROS DE CC E CA DAS SUBESTAÇÕES CONVERSORAS DE 600 KV PORTO VELHO E ARARAQUARA 2. PRIMEIRO BIPOLO DO SISTEMA DE
TRANSMISSÃO DAS USINAS DO RIO MADEIRA
SHORE,
N.(1);FILHO,
J.N.D.T.(2);NICOLA,
G.L.C.(3);PERFEITO,
M.D.(4);SVENSSON,
ABB(1);ETE(2);ELETRONORTE(3);THEMAG/ARCADIS LOGOS(4);ABB(5);INTERTROPICOS(6);
C.(5);SAMPAIO,
H.L.S.(6);Roth,
C.H.(3);
-
O projeto dos f iltros do Bipolo 1 do sistema de transmissão do Madeira, tanto do lado de corrente alternada (CA) como do lado de corrente contínua (CC), possui muitos
aspectos interessantes, os quais certamente auxiliarão nov os projetos de corrente contínua em alta tensão (CCAT). Este artigo tem como objetiv o discutir os aspectos
descritos na especif icação técnica do cliente e no projeto resultante, destacando os pontos mais relev antes ou mesmo aqueles que apresentaram desv io da prática
usual.
Perguntas e respostas:
A) Solicita-se que os autores detalhem a f orma como chegaram ao conjunto de harmônicos ambientes, considerados adequados e seguros, para determinação do
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dimensionamento dos f iltros CA, tanto no terminal de Araraquara como Porto Velho.
Conf orme requer o Edital, a contribuição das correntes harmônicas originadas do sistema em corrente alternada, pré-existente ou distorção ambiente, é considerada com
base nos limites globais inf eriores de tensões harmônicas def inidas pelo ONS, no Submódulo 2.8, tabela 5. O Edital, entretanto, não def ine exatamente como os
harmônicos ambientes dev em ser considerados. Harmônicos pares Harmônicos impares Npar Limite (%) Nímpar Limite (%) 3, 5, 7 2% 2, 4, 6 1% 9, 11, 13 1.5% ≥8
0.5% 15 to 25 1% ≥27 0.5% Distorção Harmônica Total, DHT, 3% Tabela 3 - Fontes de tensão (Un) em % da tensão à f requência f undamental A abordagem mais
conserv ativ a seria tratar as tensões tabuladas como f ontes de Thév enin, com impedância da f onte igual à impedância de rede encontrada para o pior caso no programa
de análise de harmônicos (HAP). Para que essa abordagem f osse correta, seria necessário que as f ontes de tensão e a impedância de rede def inida como o pior caso
f ossem consistentes, por exemplo, ambas poderiam ocorrer simultaneamente na prática. Estudos iniciais mostraram que o simples uso do modelo de Thév enin produziu
correntes extremamente elev adas nos f iltros, com as contribuições do ambiente sendo muitas v ezes maiores do que as correntes geradas pelos conv ersores. Os nív eis
de distorções resultantes na barra do conv ersor f oram também superiores aos que poderiam ser admitidos na prática. Estes resultados indicam claramente uma situação
irreal. Como decorrência, f oram av aliadas algumas abordagens para limitar a contribuição calculada do ambiente para nív eis razoáv eis. Finalmente, f oi decido que uma
inclusão adequada e segura dos harmônicos ambientes poderia ser calculada, atendendo o Anexo Técnico, ao aplicar os v alores de distorções def inidos na tabela 5,
Submódulo 2.8, como f ontes de tensão diretamente no barramento do f iltro. Com o objetiv o de limitar a DHT da distorção ambiente aplicada ao v alor indicado na tabela
5, 3%, os harmônicos indiv iduais em Araraquara f oram limitados aos v alores indicados a seguir na tabela 4 que dá destaque os harmônicos de baixa ordem, na prática,
normalmente predominantes. Harmônico Distorção pré-existente considerada no barramento do f iltro 2 0,15% 3 1,50% 4 0,15% 5 2,00% 6 0,10% 7 1,50% 9 0,50% 11
0,50% 13 0,50% 15 0,30% 23 0,10% 25 0,10% Todos os outros harmônicos até 50 0,05% DHT 3,09% Tabela 4 - Nív eis de distorção harmônica ambiente usados no
dimensionamento dos f iltros Na Coletora Porto Velho f oi aplicada a mesma f ilosof ia, porém o 3° e o 5° harmônicos f oram escolhidos de maneira a apresentar v alores
inf eriores ao “limite global” máximo indiv idual uma v ez que existem f iltros sintonizados nessas f requências. Harmônico Distorção pré-existente considerada no
barramento do f iltro 7, 9 1,50 % 3, 5 1,00 % 2, 11, 13, 15 0,60 % 17 0,50 % 19 0,40 % 4, 6, 8, 10, 23, 25 0,30 % 47 ,49 0,15 % Todos os outros harmônicos até 50
0,05% DHT 3,00% Tabela 5 Nív eis de distorção harmônica ambiente usados no dimensionamento dos f iltros
B) Solicita-se que os autores detalhem o processo que considera o ef eito da interação cruzada para os harmônicos de baixa ordem (3º harmônico do lado CA) e como
este processo se apresenta f ace atendimento ao especif icado no Anexo Técnico que motiv ou os estudos do sistema CCAT do Madeira.
A modulação cruzada de harmônicos f oi av aliada por meio de estudo no domínio da f requência que considerou a impedância completa da rede CA-CC-CA no 3°
harmônico, lado CA, e 2° harmônico no lado CC, utilizando f atores de transf erência adequados nos conv ersores. Dessa f orma, f oram estudadas todas as combinações
possív eis das impedâncias da rede CA, nas f ronteiras def inidas. Como resultado, obtev e-se uma “nuv em” de pontos para os parâmetros principais, distorções e
correntes de 3° harmônico em ambos os lados, corrente de 2° harmônico no lado CC, a partir da qual pode ser f eita uma av aliação dos piores casos de
dimensionamento. Os resultados f oram v erif icados por meio de simulação no domínio do tempo, que é mais precisa e considera o processo de comutação e o controle
do conv ersor, mas possui limitação no número de v alores dif erentes de impedância de rede CA que pode ser estudado. Os resultados f oram suf icientemente
consistentes com os correspondentes do caso no domínio da f requência.
C) Os autores poderiam comentar, como f orma de complementação ao conteúdo do arquiv o, sobre os critérios adotados para def inir a quantidade mínima de f iltros
necessária para atendimento aos critérios estabelecidos ao longo da f aixa de operação do sistema CCAT?
Os critérios adotados f oram def inidos no Anexo Técnico do Edital, e ref erem-se aos requisitos to Submodulo 2.8 do ONS. Segundo este, o desempenho harmônico
dev ido ao nov o projeto como um único agente na barra de conexão não dev e superar certos limites, designados “Limites Indiv iduais”. Do ponto de v ista do f ornecedor,
estes limites são bem razoáv eis e permitem um projeto de f iltros sem problemas excessiv os. Do ponto de v ista do ONS, porém, este critério tem a desv antagem de
não lev ar em conta o nív el de harmônicos ambientes na barra. A nov a f onte, mesmo atendendo ao limite indiv idual def inido, pode resultar em v alores do limite global,
incluindo os harmônicos ambientes existentes, que superem os “Limites Globais” def inidos no Submodulo 2.8.
3.30 - AVALIAÇÃO DA MARGEM DE ESTABILIDADE DE TENSÃO NO SISTEMA TRAMOESTE DA ELETROBRAS ELETRONORTE FRENTE A GRANDES IMPACTOS NO SIN USANDO
DADOS REAIS DE SINCROFASORES DE TENSÃO E CORRENTE
BERNARDES,
B.C.(1);VIEIRA,
J.P.A.(1);BEZERRA,
UFPA(1);UFRJ(2);ELETRONORT(3);
U.H.(1);TARANTO,
G.N.(2);FALCÃO,
D.M.(2);ASSIS,
T.M.L.D.(2);MOUTINHO,
J.A.P.(3);
-
Perguntas e respostas:
A) Para possibilitar uma maior abrangência da análise do indicador, f oi possív el aplicá-lo em outras barras do sistema além da de SE Rurópolis 230kV ?
O indicador pode ser aplicado em qualquer uma barra de alta ou extra alta Tensão. Contudo, na época em que f oram realizados os estudos deste artigo, não f oram
estudados o ef eito das perturbações apresentadas nas outras barras. A barra de Rurópolis 230KV, apresenta o perf il, no que se ref ere à estabilidade de tensão, de todas
as barras do trecho radial à sua montante e do sistema, radial ou não, a sua jusante.
B) Quais aprimoramentos necessários em modelagens, sof twares etc. para o aprimoramento do indicador de margem de instabilidade ? Há alguma literatura a respeito de
indicadores semelhantes?
Alguns aprimoramentos que podem ser utilizados são o monitoramento, simultâneo, nas mais div ersas barras do sistema e a redução do interv alo entre duas amostras
subsequentes. Nesse artigo, o interv alo de amostragem é de 100ms, um ref inamento melhor do indicador pode exigir, por exemplo, 16,667ms, o que representa 60
amostras por segundo. Na literatura há alguns trabalhos que sugerem outros indicadores de estabilidade de tensão baseados em leituras de PMUs. Dentre eles, se
destaca o artigo "Real-Time Voltage Stability Indicators Based on Phasor Measurement Unit Data", que apresenta 7 indicadores baseados no mesmo algoritmo utilizado
neste trabalho.
C) Há na Eletronorte uma estratégia de inv estimento em PSUS para subsidiar f uturas análises de perturbação ?
Sim. A Eletronorte adquiriu quase uma centena de localizadores de f alta para colocar nas linhas da rede base, cujo equipamento v em com a f unção PMU embarcada. Foi
dentro de um programa de reembolso patrocinado pela ANEEL, o PMIS (Plano de Modernização de Instalações de Interesse Sistêmico ). Agora seguramente ainda não
def iniu nenhuma política ou programa para utilização dessas PMUs para melhorar a qualidade da operação do sistema elétrico.
3.31 - EMPREGO DE CONTROLES PROPRIETÁRIOS EM ESTUDOS DE TRANSITÓRIOS ELETROMAGNÉTICOS
OLIVEIRA, V.R.D.(1);LIMA, A.C.S.D.(2);AZEVEDO, R.G.D.(1);PAUCAR, B.C.(1);TEIXEIRA, V.A.(1); - JORDÃO ENGENHARIA(1);UFRJ(2);
O artigo apresenta o procedimento para incluir dentro do ATP modelos onde se emprega modelos desenv olv idos em linguagens de programação e conectados ao ATP.
Esse procedimento é realizado v ia chamadas especiais da MODELS. Todo o sistema f oi desenv olv ido usando o ATPDraw para a elaboração do circuito. As f unções
externadas f oram compiladas com a v ersão em biblioteca do ATP a partir do pacote MinGW (Minimalist GNU f or Windows). Foram realizados testes das f unções
externas empregando-se três linguagens de programação distintas: C, C++ e Fortran.
Perguntas e respostas:
A) Um f abricante que disponibilize o controle ou a representação do seu equipamento \"protegido\" pela compilação do seu programa (C++, por exemplo) também teria
que disponibilizar o ATP compilado?
Sim, O código do f abricante dev e ser pelo MingW com uma f ormatção específ ica. Com isto, será necessária uma nov a compilação do ATP, para que as f unções
externas sejam incluídas no código de execução do ATP. Após isto, o controle estará disponív el para uso atrav és da f unção “Foreign Function”. Para a utilização de
mais de um modelo compilado será f ornecido ao usuário os objetos do modelo para uma nov a compilação do ATP, se f or necessário.
B) O f abricante teria que disponibilizar quais e como f uncionam as v ariáv eis de entrada e saída da sua \"f unção externa\", é essa a proposta?
É f undamental para a execução do código externo ao ATP o nome da f unção e a def inição das v ariáv eis. Dev e estar claro o nome da f unção no código f onte e a ordem
das v ariáv eis que serão utilizadas na simulação. Basicamente o usuário f ornece para a f unção os tipos de v ariáv eis. Esses tipos são classif icados como: Entradas,
Parâmetros, Variáv eis de Estado e Saída. Internamente a f unção pode existir v ariáv eis auxiliares e constantes que são transparentes ao usuário. A principal atenção
dev e ser dada às v ariáv eis de estado, que do ponto de v ista de programação no ATP são encaradas como entradas e saídas da “Foreign Function”. Isso ev identemente
se dev e ao f ato de ser as v ariáv eis responsáv eis por guardar os v alores das v ariáv eis.
C) Uma f alha no código proprietário do f abricante (f alha no tratamento de erro como div isão por zero, por exemplo) comprometeria a simulação com mensagem
tipo\"Y ou lose f ella\" ou encerramento súbito, ou nenhum destes?
A grosso modo, depende do tipo de erro. No caso específ ico de uma div isão por zero o ATP f ornece uma mensagem de erro no momento dessa div isão, ou seja,
quando o ATP esta realizando uma simulação e surge uma div isão por zero, aparece uma mensagem inf ormando que o ATP parou de f uncionar no passo onde ocorreu
essa div isão. O comportamento para outros tipos de erros podem ser distintos. Além do erro de div isão por zero, pode-se destacar pelos menos mais quatro erros
clássicos de programação, sendo eles: Ov erf low: Esse erro ocorre quando uma v ariáv el estoura seu limite. Pode ocorrer de div ersos modos, um deles pode ocorrer
dentro de um loop inf inito por algum erro de lógica ou algum tratamento errado. Underf low: Erro que ocorre quando se manipula v alores muito baixos. Dev ido a
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representação numérica computacional pode ser acumulado um erro de tal f orma que compromete o resultado. Em geral, não ocorre erros de compilação nem no f luxo
normal de execução, sendo portanto, um erro muito dif ícil de depurar. Conv ersão de tipos/v ariáv eis: Esse erro é muito comum em operações entre tipos distintos, por
exemplo, entre reais e inteiros. Pode gerar ou não erros na compilação, sendo também dif ícil de depurar. Manipulação de f lags: Um f lag pode ser interpretada como uma
v ariáv el booleana, ou seja, v erdadeiro ou f also. No Fortran, por exemplo, as f lags são v ariáv eis do tipo inteiro. O ATP trata as v ariáv eis como reais e na conv ersão
para “f oreign f unctions”, a entrada que originalmente seria 1 pode ser v ista pelo código como 0.999999, não ativ ando, portanto, a f lag. Também, trata-se de um erro que
não indicado no processo de recompilação, nem de execução do ATP.
3.32 - ANÁLISE DO DESEMPENHO DINÂMICO DA INTERLIGAÇÃO AC-RO/SIN COM A INSERÇÃO DA UHE SANTO ANTÔNIO USANDO SINCROFASORES
SILVA, P.A.S.D.(1);MANTELLI, F.M.(1);DECKER, I.C.(1);ZIMMER, V.(1);AGOSTINI, M.N..(1); - Labplan-UFSC(1);
Neste trabalho são apresentados os resultados de um estudo do desempenho do subsistema AC-RO no período de abril de 2011 a março de 2013. Para isso são
utilizados dados prov enientes do Sistema Nacional de Medição Fasorial Sincronizada na Baixa Tensão em duas abordagens de análise. Na primeira é analisado o histórico
de ocorrências lev ando em conta o quantitativ o de ocorrências, o montante de carga interrompida e o tempo de operação ilhada. Na segunda av alia-se o desempenho
dinâmico, relacionado às oscilações eletromecânicas e ao comportamento da f requência em ocorrências de ilhamento. Os resultados mostram uma melhoria expressiv a
de desempenho do subsitema.
Perguntas e respostas:
A) Os autores teriam algumas sugestões relativ as às melhorias na estratégia de atuação dos PSSs?
A causa das oscilações observ adas nas f iguras 9, 11 e 13 está associada ao desligamento automático dos PSSs de unidades geradoras daquela região durante as
perturbações. Os PSSs da UHE Samuel e da UTE Termonorte II são bloqueados quando a f requência ultrapassa o patamar de 60,8 Hz ou quando a f requência atinge
v alores abaixo de 59,2 Hz, sendo que a reativ ação é realizada manualmente. Para se ev itar as oscilações sustentadas ocorridas pela demora na reativ ação dos PSSs de
modo manual, sugere-se a realização de estudos de v iabilidade da implementação de reativ ação automática dos PSSs tal como ocorre em UHEs do Nordeste [A]. [A]
GAVIOLI, G. A.; CAPANO JR, J. M. M.; DECKER, I. C.; MEDEIROS, A. D. R.; SILVA, A. S. E.; ZIMMER, V. “Utilização de Medição Fasorial Sincronizada na Validação
de Modelos do Sistema Interligado Nacional”. In: XII Simpósio de Especialistas em Planejamento da Operação e Expansão Elétrica, 2012, Rio de Janeiro - RJ. Anais do
XII SEPOPE, 2012.
B) Na opinião dos autores, que tipo de aplicação de PMU poderia ser realizada para atuar em tempo real e melhorar o desempenho do sistema?
Encontram-se na literatura v ários trabalhos inv estigando a aplicação de PMU para a melhoria da seletiv idade de Sistemas Especiais de Proteção, bem como de
estratégias baseadas em um PSS centralizado, v isando propiciar amortecimentos adicionais de oscilações eletromecânicas [B]. Entretanto o subsistema AC-RO v em
passando por mudanças estruturais de grande porte, como, por exemplo, a entrada em operação das primeiras unidades geradoras da UHE Santo Antônio, a entrada em
operação de v ários trechos do circuito duplo de LTs de 230 kV, a operação do sistema Back-to Back – CCC e, em f uturo brev e, a entrada em operação das duas LTs do
elo CC, interligando Porto Velho – RO a Araraguara – SP. Assim, qualquer nov a solução para a melhoria do desempenho descrito neste Inf orme Técnico dev erá antes
considerar o impacto das mudanças estruturais mencionadas. [B] DOTTA, D.; DECKER, I.C.; E SILVA, A.S.; e SILVA, A. S. “Wide-Area Measurements-Based Two-Lev el
Control Design Considering Signal Transmission Delay ”. IEEE Transactions on Power Sy stems, v . 24, p. 208-216, 2009.
C) Poderiam os autores indicar como comparar de f orma mais objetiv a os resultados da análise do método RBE para dif erentes contingências, ou seja, como quantif icar
melhor as dif erenças de f requência e amortecimento? Por exemplo, pode-se inf erir uma sensív el melhoria das f iguras 6 e 7 para a f igura 8?
O método RBE é empregado para se determinar a f requência e o amortecimento de modos de oscilação baseado na estimação de um modelo linear para o sistema em
análise, considerando-se uma determinada janela de tempo. Desta maneira, o método dev e ser aplicado em períodos de tempo associado ao regime normal de operação,
caracterizado por pequenas v ariações na carga ou de topologia. Para o estudo do comportamento de oscilações eletromecânicas em perturbações do sistema é
conv eniente a utilização de metodologias de análise ringdown, como por exemplo, o método de Prony . Neste Inf orme Técnico, o objetiv o do estudo f oi inv estigar a
ev olução do desempenho dinâmico do subsistema AC-RO com a entrada em operação da UHE Santo Antônio. Para tanto f oram escolhidos três períodos de análise:
01/12/2011, data anterior a entrada em operação comercial da UHE Santo Antônio; 05/10/2012 data posterior à entrada em operação comercial da UHE Santo Antônio; e
17/04/2013, data posterior a energização dos trechos restantes do segundo circuito de 230 kV entre as subestações Vilhena e Rio Branco. O resultado observ ado
mostrou que houv e sim melhorias nas características do modo de oscilação ao longo da ev olução do subsistema. Destaca-se que a taxa de amortecimento do modo de
oscilação apresenta sensív el melhoria, passando de v alores entre 5 e 10% para v alores lev emente superiores a 10%. Tais resultados são consistentes com o aumento
no montante de geração local e ref orços do sistema de transmissão, ocorridos no período de análise.
4.0 TÓPICOS PARA DEBATE
Dada a relevância de alguns temas que foram levantados nos ITs do GDS, propõe-se para debate alguns dos
seguintes tópicos:
ü Grandes troncos de transmissão estão em implantação no Brasil destinados a integrar as gerações da bacia
amazônica. Podem-se empregar tecnologias CA ou CC nestes sistemas de transmissão. No caso de
tecnologias em CA a questão do desempenho das linhas frente a descargas atmosféricas reveste-se de
fundamental importância, pois esta á a principal causa dos desligamentos de linhas. Nesta área inclui-se
como tópicos para debate: avanços na definição de parâmetros relevantes das descargas (canal líder,
modelo eletrogeométrico, forma de onda das descargas) para subsidiar os estudos de coordenação de
isolamento; experiência na aplicação de para-raios de linha; comparação de resultados de desempenho com
diferentes metodologias, comparação desempenho real e resultados de simulação.
ü Fontes renováveis alternativas de energia (geração eólica e solar) estão em pleno desenvolvimento no
mundo e no Brasil, o número de geradores eólicos que estão em processo de leilão e conexão na rede
elétrica tem crescido substancialmente nos últimos anos. A entrada da fonte solar, baseada em painéis
fotovoltaicos, certamente impulsionará as redes inteligentes, particularmente no nível da distribuição.
Sugere-se como tópicos para debate: as diversas definições sobre geração distribuída e redes inteligentes;
impacto da geração distribuída na qualidade de energia e no desempenho da rede, soluções no nível de
redes inteligentes.
ü Modelos e ferramentas para análise de sistemas de potência: O desenvolvimento de novos recursos para
análise de sistemas de potência no âmbito dos regimes permanente, dinâmico e transitório oferece a
possibilidade de representar redes mais extensas, com modelagem mais detalhada com tempo de simulação
reduzido, trazendo ganhos significativos ao engenheiro de análise. Neste âmbito propõem-se os seguintes
tópicos para debate: novos recursos computacionais na área de simulação e sistemas elétricos de potência;
novos modelos de rede e seus componentes com os respectivos benefícios para a análise; experiência com o
uso de simulações híbridas paralelas envolvendo integração no domínio eficaz x instantâneo; experiência
com o uso de simuladores digitais em tempo real.
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