CONTROLE AUTOMÁTICO DE GERAÇÃO

CAPÍTULO 7 – CONTROLE AUTOMÁTICO DE GERAÇÃO

7.1 – Introdução

Em um sistema de energia elétrica, toda perturbação ou variação de carga repercute sobre a frequência do sistema. No entanto, a frequência deve ser regulada no valor mais estável possível, sendo sua constância um dos critérios de qualidade de fornecimento de energia elétrica.

Com o crescimento da industrialização e conseqüente crescimento da malha elétrica, tornou-se necessário a interligação dos diversos sistemas isolados existentes, com isso foi necessário a padronização de frequência de operação ou nominal de 60 Hz (padrão nacional).

Para que a frequência se mantenha constante é necessário que cada grupo de produção seja dotado de um regulador de velocidade (frequência) possuindo um “tacômetro” e permitindo corrigir com grande rapidez, variações na frequência do sistema, isto é o que se conhece como “regulação primária”. Esta regulação para ser estável é indispensável que cada regulador tenha uma certa “regulação” (estatismo) o qual tem dois inconvenientes importantes:

• Após a pertubação, a frequência do novo ponto de operação (funcionamento) não é mais a frequência nominal, uma vez que o conjunto dos grupos tem ele próprio uma certa “regulação”;

• Se os reguladores não possuem todos ao mesma regulação, existem “escorregamentos” progressivos de carga entre os grupos à cada pertubação.

Por outro lado, quando um sistema de energia elétrica no qual há uma pertubação (variação de carga) é interligado com outros sistemas, estes últimos reagem igualmente por sua regulação primária porque a frequência provoca as mesmas flutuações (oscilações) sobre o conjunto dos sistemas interligados.

Consequentemente as trocas de potências contratuais (intercâmbio) com estes sistemas não são mais respeitadas, o que tem conseqüências danosas, tanto no plano econômico como na segurança, principalmente se as linhas de interligação não forem equipados com relés de proteção wattimétricos, como é o caso do Sistema de Tucuruí.

Para anular todos estes inconvenientes, no caso de Tucuruí, sobrepõem-se a regulação primária, uma outra regulação, integrada ao sistema de supervisão da rede. Designa-se esta regulação de diversas maneiras:

• Regulação de frequência;

• Regulação suplementar;

• Regulação secundária;

• Teleregulagem;

• Controle Automático de Geração (CAG).

O controle automático de geração de um sistema de potência se constitui basicamente do controle “carga-frequência” e de regulação de velocidade e do controle de excitação.

7.2 – Objetivos

Os objetivos do controle de carga-frequência e da regulação de velocidade são:

• Manter a potência gerada igual à demanda de potência;

• Manter a frequência do sistema constante e igual a frequência nominal (padrão – 60 Hz);

• Manter as potências de intercâmbio constantes e iguais as potências de intercâmbio programadas.

O controle automático de geração necessita de informações da regulação primária.

Existem várias possibilidades para se efetuar uma regulação secundária. O tipo de regulação escolhida para o Sistema de Tucuruí é uma regulação centralizada com transmissão de ordem de regulação sob forma de nível.

CAPÍTULO 8 – CONTROLE CARGA X FREQÜÊNCIA

8.1 – Introdução

Existem pelo menos três razões pelas quais devemos manter as flutuações da freqüência de um sistema dentro de limites rigorosos:

1. A maioria dos tipos de motores de corrente alternada gira com velocidades diretamente relacionadas com a freqüência.

2. É usado um grande número de relógios que operam eletricamente. Tais relógios são todos acionados por motores síncronos e sua exatidão é uma fração não apenas do erro da freqüência mas realmente da integral desse erro.

3. O funcionamento global de um sistema de potência pode ser mais efetivamente controlado se mantivermos o erro de freqüência dentro de limites rigorosos.

A primeira das razões acima não impõe, em particular, restrições muito severas às flutuações de freqüência. A maioria das cargas acionadas por motores de corrente alternada, provavelmente, não é sensível a flutuação da ordem de  2 HZ.

As duas outras razões são as mais importantes. Variações incomuns na freqüência de um sistema são uma indicação de que há algo errado com ele.

Quando o sistema fica “doente”, os indicadores de freqüência funcionam como “termômetros clínicos”. Reduzindo as flutuações normais de freqüência a uma débil ondulação, somos capazes de detectar perturbações de freqüência, segundo uma falta em seus estágios iniciais. Nos sistemas modernos, a constância da freqüência é normalmente mantida nos limites de

8.2 – Mecanismo carga x freqüência

Uma variação de freqüência no sistema ocorre, fundamentalmente, quando do restabelecimento entre geração e consumo (demanda), isto é; quando há alguma variação na carga do sistema. Então, acrescentando ou diminuindo carga no sistema provoca-se um aumento ou diminuição da corrente solicitada aos geradores, isto internamente nos geradores implica em um aumento ou diminuição do conjugado eletromecânico da máquina geradora (o que pode ser interpretado como uma força eletromagnética maior, ou menor, entre o rotor e o estator, dificultando, ou facilitando, a rotação normal da máquina). Para sobrepor o conjugado eletromecânico é necessário, mantendo-se a carga, que a fonte primária de energia (térmica ou hidráulica) seja aumentada ou diminuída fazendo com que a máquina geradora volte a ter a mesma velocidade que tinha antes do desbalanceamento.

Resumindo, um desbalanceamento na energia pode ser mensurado pelo desvio da freqüência e então realimentado para equilibrar novamente o sistema.

8.3 – Influência das variações de freqüência no sistema elétrico de potência

Como o desvio