soluções em qualidade de energia

SOLUÇÕES EM
QUALIDADE DE
ENERGIA
Soluções em média e alta tensão
Moving together
2
1. PAINÉIS METÁLICOS, FILTROS DE
HARMÔNICOS E BANCOS DE CAPACITORES
1. PAINÉIS METÁLICOS, FILTROS
DE HARMÔNICOS E BANCOS
DE CAPACITORES
A ARTECHE oferece soluções de engenharia customizadas para
aplicações em concessionárias de energia e grandes indústrias. Nossos
bancos de capacitores e filtros de harmônicos podem ser fornecidos
em painéis metálicos.
Bancos de capacitores e filtros de harmônicos são geralmente
instalados nas subestações de serviço e fornecidos com chaveamento
automático para manter o fator de potência e as distorções de
harmônicos dentro das condições ideais, independente das variações
de cargas no sistema.
As soluções ARTECHE podem incluir reatores sintonizados ou
dessintonizados para redução de distorções de harmônicos,
fornecimento de reativos e evitar ressonância dos capacitores com a
indutância do sistema.
A alimentação dos bancos de capacitores e dos filtros pode ser por via
aérea ou subterrânea, dependendo de cada projeto.
1.1 Características gerais
›› CAPACITOR DE POTÊNCIA
As unidades capacitivas utilizadas nas soluções ARTECHE estão
disponíveis em versões monofásicas ou trifásicas, em caixa de aço
inoxidável. Nossos capacitores não contêm Bifenilas Policloradas
– PCB`s e estão disponíveis em potências de 20 kvar a 1000 kvar
(unidades monofásicas), podendo ser fabricados com fusíveis internos
ou externos (tipo expulsão). Cada capacitor tem um resistor de
descarga para reduzir a tensão entre os terminais a 50 V em cinco
minutos, conforme norma NBR 5282.
›› REATORES DE SINTONIA
Aos filtros harmônicos são adicionados reatores de sintonia com
núcleo de ar.
›› REATORES DE ENERGIZAÇÃO
Bancos de capacitores necessitam de reatores de inserção para limitar
correntes de “inrush”.
›› FUSÍVEIS LIMITADORES DE CORRENTE
Bancos de capacitores devem ser protegidos com fusíveis limitadores
de corrente para correntes de curto-circuito ou ressonância no sistema.
›› TRANSFORMADORES DE MEDIÇÃO
Bancos de capacitores automáticos requerem sinais de tensão e
corrente para operação, podendo estes serem fornecidos juntamente
com o banco de capacitores ou utilizando transformadores já
instalados.
Transformadores de corrente para desequilíbrio de neutro ou
transformadores de tensão devem ser instalados dependendo do tipo
de conexão do banco.
›› CHAVE DE MANOBRA SOB CARGA
Interruptor monofásico ou trifásico sob carga a óleo ou a vácuo,
projetado especialmente para manobra com cargas capacitivas.
Qualidade de Energia | Painéis metálicos, filtros de harmônicos e bancos de capacitores
3
1. PAINÉIS METÁLICOS, FILTROS DE
HARMÔNICOS E BANCOS DE CAPACITORES
›› PARA-RAIOS
Devido a descargas atmosféricas no sistema, os bancos de capacitores
podem ser protegidos por para-raios.
›› CONTROLE DE PASSAGEM POR ZERO (TENSÃO)
Em projetos específicos são utilizados interruptores especiais para
chaveamento, minimizando transitórios no sistema.
›› CHAVE DE ATERRAMENTO
É utilizada para garantir que o banco de capacitores esteja
completamente desenergizado para manutenção, garantindo assim a
segurança dos operadores.
›› SISTEMA DE PROTEÇÃO E CONTROLE
As principais proteções são sobrecorrente, desequilíbrio de neutro,
ajuste de tensão e tempo, entre outras.
ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS DE FILTRO DE
HARMÔNICOS E BANCOS DE CAPACITORES
Capacidade
Qualquer valor de kvar
Tensão
Até 38 kV
Frequência
50 Hz ou 60 Hz
Conexão
Fixa ou Automática
Serviço
Interno ou Externo
Compartimento
IP ou NEMA
4
Qualidade de Energia | Painéis metálicos, filtros de harmônicos e bancos de capacitores
2. CUBÍCULOS BLINDADOS
2. CUBÍCULOS BLINDADOS
A ARTECHE oferece uma gama completa de soluções de bancos de
capacitores em cubículos blindados com chave de manobra a vácuo
e aterramento, ambos instalados em painel metálico com alto nível
de segurança. A ARTECHE pode atender suas necessidades com
soluções econômicas para correção de fator de potência, redução de
harmônicos e controle de nível de tensão.
Reatores de inrush são equipamentos opcionais para aplicação em
bancos de capacitores. Nos bancos de capacitores em paralelo no
mesmo barramento, devem ser instalados reatores de inrush para
redução de transitórios no sistema.
Os bancos de capacitores da ARTECHE utilizam células capacitivas
isentas de PCB com níveis de isolação de até 200 kV, resistor de
descarga interna e buchas de porcelana, sendo totalmente compatíveis
com serviços externos. Nossos capacitores estão disponíveis em
unidades mono ou trifásicas com fusíveis opcionais.
ESPECIFICAÇÕES DE MONTAGEM DO CAPACITOR
Capacidade
Qualquer valor de kvar
Máx. kvar
135% do nível
Máx. Corrente
180% do nível (rms)
Tensão
Até 38 kV
Máx. Tensão
110% do nível (rms)
Frequência
50 Hz ou 60 Hz
Serviço
Interno e externo
Compartimento
Aço galvanizado
Montagem
Compartimento IP ou NEMA
Qualidade de Energia | Cubículos blindados
5
3. BANCOS DE CAPACITORES E FILTROS DE HARMÔNICOS TIPO SUBESTAÇÃO
3. BANCOS DE CAPACITORES
E FILTROS DE HARMÔNICOS
TIPO SUBESTAÇÃO
3.1 Adequação à subestação
A ARTECHE fornece bancos de capacitores para sistemas de
compensação reativa e filtros harmônicos em configurações montadas
em estrutura em aço galvanizado a fogo para uso interno ou externo
tipo subestação.
Bancos de capacitores e filtros harmônicos são conectados em
derivação (shunt) ao sistema. Podem ser fabricados em vários
requisitos de potência e tensão e operar de maneira fixa ou automática
com várias configurações.
Além de fornecer potência reativa, os filtros de harmônicas podem
ser sintonizados ou dessintonizados para redução de distorções
harmônicas.
3.2 Características gerais
›› CONFIGURAÇÃO
Bancos de capacitores e filtros de harmônicos tipo subestação
podem ser fabricados com diversas configurações de proteção de
desequilíbrio:
›› Dupla estrela isolada,
›› Estrela isolada,
›› Estrela aterrada,
›› Ponte “H”,
›› Fuseless,
›› Delta.
›› NORMAS APLICÁVEIS
Os projetos ARTECHE atendem aos principais padrões de normais
nacionais e internacionais:
›› NBR 5282.
›› IEC 871.
›› Classificação IEEE STD 18 e CSA.
6
Qualidade de Energia | Bancos de capacitores e filtros de harmônicos
3. BANCOS DE CAPACITORES E FILTROS DE HARMÔNICOS TIPO SUBESTAÇÃO
3.3 Descrição geral
›› CAPACITORES
As unidades capacitivas monofásicas ou trifásicas em caixa de aço
inoxidável não contêm Bifenilas Policloradas – PCB`s e estão disponíveis
em potências de 20 kvar a 1000 kvar (unidades monofásicas), podendo
ser fabricadas com fusíveis internos ou externos (tipo expulsão). Cada
capacitor possui um resistor de descarga para reduzir a tensão residual
a valores especificados em normas.
›› FUSÍVEL
Os bancos de capacitores podem ser protegidos com fusíveis de alto
poder de interrupção de corrente, como HH ou expulsão.
›› REATORES DE SINTONIA
Para filtros harmônicos, são inseridos reatores de sintonia de núcleo de
ar, conforme necessidade.
›› REATORES DE INSERSÃO (INRUSH)
Bancos de capacitores necessitam de reatores de inserção para limitar
correntes de “inrush”.
›› REATORES
Para bancos de capacitores podem ser necessários reatores de inserção
para limitar correntes de “inrush”.
Para filtros harmônicos são inseridos reatores de sintonia.
›› CHAVE DE MANOBRA SOB CARGA
O interruptor de manobra é especialmente projetado para as correntes
capacitivas, sendo a óleo ou a vácuo.
›› RELÉS DE PROTEÇÃO E CONTROLE
A proteção e controle dos bancos de capacitores podem ser de
sobrecorrente, tensão, proteção de neutro e/ou controle automático.
›› PARA-RAIOS
Bancos de capacitores podem ser protegidos por para-raios, em
consequência de descargas atmosféricas no sistema.
›› CONTROLE DE PASSAGEM POR ZERO (TENSÃO)
Em projetos específicos são utilizados interruptores especiais para
chaveamento, minimizando transitórios no sistema.
›› ISOLADORES
Atendem as principais normas e nacionais e internacionais (IEC ou
ANSI).
›› ESTRUTURA
Aço galvanizado a fogo.
›› TRANSFORMADOR DE TENSÃO
Utilizado para medir tensões de fase ou tensões de desequilibrio,
podendo também ser usado para funções de automação e controle.
›› TRANSFORMADOR DE CORRENTE
Transformadores de corrente para desequilíbrio de neutro devem ser
instalados dependendo do tipo de conexão do banco.
›› CHAVE DE ATERRAMENTO
É utilizada para garantir que o banco de capacitores esteja
completamente desenergizado para manutenção, garantindo assim a
segurança dos operadores.
›› PAINEL DE CONTROLE
Os bancos de capacitores ou filtros harmônicos com controle
automático podem ser fornecidos com ou sem painel de controle.
Qualidade de Energia | Bancos de capacitores e filtros de harmônicos
7
4. BANCOS DE CAPACITORES EM POSTE
4. BANCOS DE CAPACITORES
EM POSTE
4.1 Capacitores para compensação reativa
Uma compensação reativa mais eficiente é alcançada quando os
bancos de capacitores são instalados através de todo o sistema de
distribuição de energia, assim como as cargas indutivas. Quanto mais
próxima da carga a compensação reativa for aplicada, melhor será o
desempenho no sistema. A ARTECHE oferece uma gama completa de
soluções de capacitores instalados em postes para adequar as tensões
do sistema de energia, melhorar o fator de potência e reduzir as perdas.
Os sistemas de capacitores em postes da ARTECHE utilizam unidades
capacitivas livres de PCB`s com níveis de NBI de até 200 kV, resistor de
descarga interna e buchas de porcelana, próprios para uso externo. Os
capacitores estão disponíveis em unidades monofásicas ou trifásicas,
protegidos por fusíveis externos.
ESPECIFICAÇÕES DE
MONTAGEM DO CAPACITOR
Capacidade
150-3.600 kvar
Tensão
Até 38 kV
Frequência
50 Hz ou 60 Hz
Conexão
Fixa ou Automática
Serviço
Externo (poste)
Montagem
Estrutura de aço
5. COMPENSAÇÃO REATIVA
DISTRIBUÍDA
No sistema de potência, a compensação reativa é aplicada em bancos
de capacitores na subestação. Em caso de subtensão na linha gerada
por baixo fator de potência, perdas na linha ou demandas de pico,
os bancos de capacitores podem ser inseridos na subestação para
estabilizar a tensão, conforme o método tradicional. Independente de
onde as cargas contribuintes estejam localizadas, toda a compensação
é adicionada a um ponto central, o que pode significar que a tensão
perto deste ponto é alta, enquanto a tensão nominal é sentida no final
da linha.
A solução mais prática e benéfica envolve a aplicação de compensação
reativa o mais próximo possível de onde as cargas estão localizadas.
A compensação reativa distribuída fornece a potência reativa
exatamente onde é necessária e o benefício é percebido por toda a
linha. Quando a compensação reativa é distribuída perto das cargas,
reduz-se a corrente nos condutores e transformadores, aumentando
a vida útil dos equipamentos e entregando uma potência com mais
eficiência. No caso de ocorrer uma falha no banco de capacitores, o
sistema permanece intacto.
8
Qualidade de Energia | Bancos de capacitores em poste
Em um mundo que exige
energia elétrica altamente
confiável, a compensação
reativa distribuída faz
mais sentido.
9
6. ESTUDOS E SUPORTE TÉCNICO
6. ESTUDOS E SUPORTE
TÉCNICO
Nosso corpo técnico realiza estudos no sistema elétrico em condições
permanente ou transitória, buscando a melhor solução técnica em
termos de correção de fator de potência, filtragem harmônica e
qualidade de energia, de acordo com a necessidade de cada cliente.
Utilizamos o que há de melhor no mercado em softwares e ferramentas
de modelagem, tais como PQF, PSS/E, ETAP, EDSA, EMTP-AT, além de
nossos próprios programas desenvolvidos e validados.
Entre outros, os seguintes estudos podem ser realizados:
›› Estudos de coordenação e proteção,
›› Análise de curto-circuito,
›› Estudos de confiabilidade,
›› Estudos transientes de chaveamento,
›› Estudos de fluxo de carga,
›› Análise de qualidade,
›› Estudos de suporte de tensão,
›› Estudos de estabilidade dinâmica,
›› Estudos de estabilidade de tensão,
›› Estudos de impacto de sistema.
›› VALIDAÇÃO DO CÓDIGO DE REDE
Simulação da integração de parques eólicos com sistema (WTGs,
transformadores e linhas elétricas) para realizar:
›› Análises de fluxo de potência para determinar perdas elétricas e
variações de tensão no Ponto de Acoplamento Comum (PAC) em
diferentes pontos de geração de energia WTG, fatores de potência
e geração da curva P-Q.
›› Análise
da necessidade de equipamento externo (serviços
auxiliares de controle de tensão).
›› DISTORÇÃO HARMÔNICA TOTAL
Estudo de qualidade de energia contemplando análise de distorção
harmônica total de tensão (DHTv) e corrente (DTi), visando a análise de
necessidades de equipamentos externos (filtros passivos sintonizados
ou ativos).
›› GERAÇÃO DE POTÊNCIA REATIVA
Estudo para definição de equipamentos necessários para correção de
fator de potência e requisitos de tensão da instalação.
››Aplicação de capacitores
para suporte de tensão
››Nível de tensão necessário
para o sistema
››Método de compensação tradicional
10
››Capacitores distribuídos perto de cargas para
suporte de tensão
››Método de compensação reativa distribuída
Qualidade de Energia | Estudos e suporte técnico
Experiência mundial em
análise e simulação de
integração de energia
renovável em redes
elétricas (especialmente
energia eólica).
11
Moving together
Atualizações:
ARTECHE_CT_QUALIDADE_ENERGIA_PT_A1
www.arteche.com
©ARTECHE