PROJECTOR E SIMULAÇÃO DE UM REGULADOR DE TENSÃO NUM NÓ DE UMA REDE ELÉCTRICA
Por: Nilton Ferreira • 15/10/2018 • Projeto de pesquisa • 7.020 Palavras (29 Páginas) • 106 Visualizações
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REPÚBLICA DE ANGOLA
UNIVERSIDADE INDEPENDENTE DE ANGOLA
FACULDADE DE ENGENHÁRIA E NOVAS TECNOLÓGIAS
CURSO : ENGENHARIA ELECTROTÉCNICA E TELECOMUNICAÇÕES
NILTON ANTÓNIO FERREIRA JOÃO Nº141430
PROJECTO E SIMULAÇÃO DE UM REGULADOR DE TENSÃO NUM NÓ DE UMA REDE ELÉCTRICA
O Orientador:
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Eng.º. Francisco Napolés
LUANDA
2018
MARCO TEORICO (PESQUISA)
I-NECESSIDADE DE UTILIZAÇÃO DE REGULADORES DE TENSÃO NA REDE DE TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO.
1.1. Introdução
O controle das tensões nos nós de uma rede eléctrica é necessário por várias razões:
1. A tensão nos nós deve permanecer dentro de limites aceitáveis. Tanto o equipamento das instalações eléctricas quanto os dos consumidores são projectados para trabalhar dentro de uma certa faixa de tensão, de modo que a operação deles fora desta faixa pode afectar sua operação ou os danificar.
2. Um bom nível de tensão melhora a estabilidade do sistema.
3. A distribuição de tensão inadequada resulta em fluxos de potência reactiva que por sua vez, causam perdas nas linhas devido ao efeito Joule.
As tensões em uma rede eléctrica dependem em grande parte do fluxo de energia reactiva. Dados dois nós de um sistema eléctrico conectado entre si, a diferença entre os valores efectivos de suas tensões é fortemente relacionado ao fluxo de potência reactiva entre eles. Por sua vez, tanto a queda de tensão como o fluxo reactivo são relactivamente independentes da mudança de fase
entre os ângulos de ambas as tensões e o fluxo de potência activa entre os dois nós.
O desacoplamento entre o fluxo de potência reactiva e a queda de tensão por um lado, e o fluxo de potência activa e o offset de tensão angular do outro, é uma regra que geralmente é cumprida nos sistemas eléctricos. Este desacoplamento é mais evidente se:
- As linhas são muito inductivas, uma situação comum nas redes eléctricas; Em geral, quanto maior a tensão de transporte, mais inductiva são as linhas eléctricas.
- As linhas não estão excessivamente carregadas.
Em geral, pode-se dizer que a potência reactiva circula dos nós com maior tensão em direção aos nós de menor tensão, considerando ambas as tensões por unidade. Do mesmo modo, pode-se dizer que para aumentar a tensão em um nó deve ser injectada potência reactiva, e para diminuir sua tensão temos que extrair potência reactiva. É por isso que é muito comum usar indistintamente as expressões "controle de tensão" e "controle de potência reactiva".
Ao longo do dia, as cargas em um sistema eléctrico variam e, com elas, a demanda reactiva, de modo que o sistema de controle deve operar de forma contínua de modo a corrigir os desvios de tensão. Além disso, e na medida tanto quanto possível, a potência reactiva deve ser produzida onde for necessária, a fim de reduzir gradientes de tensão e perdas do sistema. Nesse sentido, o controle de tensão é um controle essencialmente local, ao contrário do controle de frequência.
- Elementos que produzem ou consomem potência reactiva
Antes de abordar os diferentes mecanismos usados para controlar a tensão, considere quais são os componentes de um sistema eléctrico que produzem ou consomem potência reactiva.
Geradores síncronos: Podem gerar ou consumir potência reactiva dependendo de sua excitação. Esta capacidade é limitada pelas margens de operação da máquina, fundamentalmente a corrente máxima no enrolamento de campo e a corrente máxima no enrolamento induzido. Normalmente, os geradores síncronos são equipados com reguladores automáticos que controlam continuamente a tensão no ponto de conexão.
Linhas areas: Dependendo da carga, elas absorvem ou geram potência reactiva. Em geral, quando são carregadas absorvem reactivos e quando são descarregadas elas geram.
Cabos subterrâneos: Devido a sua alta capacidade distribuída, eles geram potência reactiva.
Transformadores: Consomem sempre potência reactiva. Quando estão descarregados, eles o fazem pela reactância de magnetização, e quando estão carregados pela reactância em série.
Cargas: Normalmente absorvem potência reactiva, embora dependa da natureza da carga: as lâmpadas incandescentes e os sistemas de aquecimento são resistivos, enquanto os motores de indução e as lâmpadas fluorescentes são inductivos. As empresas de electricidade penalizam economicamente cargas inductivas, para que os clientes industriais tendam a compensar seu consumo de energia reactiva através da instalação de banco de capacitores.
Dispositivos de compensação: Geram ou consomem energia eléctrica para contribuir para o controle da tensão.
- Métodos de controle de tensão
Os principais dispositivos usados para controlar a tensão no sistema são:
1. Fontes e dissipadores de potência reactiva: condensadores e reactâncias em paralelo, compensadores síncronos e compensadores estáticos (SVCs).
2. Transformadores reguladores.
3. Geradores síncronos.
4. Compensadores permanentemente conectados em linhas, geralmente em linhas longas.
As seções a seguir descrevem alguns desses elementos em mais detalhes.
- Condensadores e reactâncias em paralelo
As reactâncias e condensadores em paralelo constituem um meio simples e econômico para injectar ou consumir potência reactiva no nó onde eles estão conectados. Normalmente, as reactâncias são conectadas fora do horário de pico, quando as linhas são menos carregadas e as tensões tendem a aumentar, enquanto capacitores são conectados em horários de pico, quando as tensões são mais baixas.
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