lista de figuras

SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO E OBJETIVO........................................................................ 7
2 CONCLUSÕES............................................................................................. 9
3 RECOMENDAÇÕES................................................................................... 10
4 CONDUTOR ECONÔMICO........................................................................ 11
4.1 PREMISSAS.................................................................................................11
4.2 METODOLOGIA..........................................................................................11
4.3 CUSTO ANUAL DE ENERGIA PERDIDA.....................................................11
4.4 ANÁLISE ECONÔMICA...............................................................................12
4.5 CONCLUSÃO...............................................................................................12
4.6 RECOMENDAÇÃO......................................................................................12
5 METODOLOGIA DOS ESTUDOS DE TRANSITÓRIOS
ELETROMAGNÉTICOS.............................................................................. 13
5.1 REGIME PERMANENTE..............................................................................13
5.2 SIMULAÇÕES ESTATÍSTICAS E DETERMINÍSTICAS................................13
5.3 LINHAS DE TRANSMISSÃO.......................................................................13
5.4 RELIGAMENTO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO.......................................13
5.5 REJEIÇÃO DE CARGA.................................................................................14
5.6 CRITÉRIOS..................................................................................................14
5.7 TENSÕES ADMISSÍVEIS.............................................................................14
5.8 DADOS PARA MODELAGEM DO SISTEMA ELÉTRICO............................14
6 ENERGIZAÇÃO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO..................................... 16
6.1 INTRODUÇÃO.............................................................................................16
6.2 ANÁLISE DOS RESULTADOS.....................................................................16
6.3 ENERGIZAÇÃO DA LT ANASTÁCIO- CORUMBÁ –
CASO MAIS CRÍTICO..................................................................................17
6.4 RESUMO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES.....................................19
6.5 CONCLUSÃO...............................................................................................20
SUMÁRIO
7 RELIGAMENTO TRIPOLAR DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO................ 21
7.1 INTRODUÇÃO.............................................................................................21
7.2 ANÁLISE DOS RESULTADOS.....................................................................21
7.3 RELIGAMENTO TRIPOLAR DA LT ANASTÁCIO- CORUMBÁ –
CASO MAIS CRÍTICO..................................................................................22
7.4 RESUMO DAS SIMULAÇÕES ESTATÍSTICAS............................................23
7.5 CONCLUSÃO...............................................................................................24
8 RELIGAMENTO MONOPOLAR DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO.......... 25
8.1 ANÁLISE DOS CASOS................................................................................25
8.2 CONCLUSÃO...............................................................................................28
9 REJEIÇÃO DE CARGA............................................................................... 29
9.1 ANÁLISE DOS RESULTADOS.....................................................................29
10 ARCO SECUNDÁRIO............................................................................... 34
10.1 ANÁLISE DOS RESULTADOS...................................................................35
10.2 CONCLUSÃO.............................................................................................38
11 ENERGIZAÇÃO DE TRANSFORMADOR................................................ 39
11.1 PREMISSAS ..............................................................................................39
11.2 ANÁLISE DOS RESULTADOS...................................................................40
11.3 ANÁLISE DOS RESULTADOS...................................................................40
11.4 ENERGIZAÇÃO DO TRANSFORMADOR.................................................40
11.5 ENROLAMENTO DE 138KV.....................................................................42
11.6 CONCLUSÃO DA ANÁLISE......................................................................43
11.7 CONCLUSÃO.............................................................................................43
12 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.......................................................... 44
LISTA DE TABELAS
TABELA 4.1: ALTERNATIVAS PARA A ESCOLHA DO CONDUTOR............... 11
TABELA 4.2: VPL -CUSTO PARA CADA ALTERNATIVA............................... 12
TABELA 5.1: LINHAS DE TRANSMISSÃO...................................................... 14
TABELA 5.2: LT CD 230KV ANASTÁCIO -CORUMBÁ ................................... 15
TABELA 5.3: REATORES DE BARRA............................................................... 15
TABELA 5.4: REATORES DE LINHA................................................................ 15
TABELA 5.5: COMPENSADOR ESTÁTICO ..................................................... 15
TABELA 5.6: TRANSFORMADORES............................................................... 15
TABELA 6.1: VALORES MÁXIMOS – ENERGIZAÇÃO DE LT.......................... 17
TABELA 7.1: PIOR CASO - VALORES MÁXIMOS OBSERVADOS RELIGAMENTO TRIPOLAR............................................................................. 21
TABELA 8.1: CASO CRÍTICO-RELIGAMENTO MONOPOLAR....................... 25
TABELA 9.1: VALORES MÁXIMOS VERIFICADOS NAS REJEIÇÕES............. 30
TABELA 10.1: ARCO SECUNDÁRIO - RESUMO DOS RESULTADO............... 38
TABELA 11.1: PARÂMETRO DO TRANSFORMADOR................................... 39
TABELA 11.2: DADOS DA CURVA DE SATURAÇÃO..................................... 39
TABELA 11.3: ENERGIZAÇÃO DO TRANSFORMADOR DE CORUMBÁ
MÁXIMOS VALORES REGISTRADOS............................................................. 40
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1.1: DIAGRAMA ESQUEMÁTICO DAS LT E TRANSFORMADORES
DE 230/138KV-50MVA..................................................................................... 7
FIGURA 6.1: ENERGIZAÇÃO DE LT - TENSÃO NO TERMINAL REMOTO
DA LT DE 230KV.............................................................................................. 17
FIGURA 6.2: ENERGIZAÇÃO DE LT - ENERGIA NO TERMINAL REMOTO
DA LT DE 230KV.............................................................................................. 18
FIGURA 7.1: RELIGAMENTO TRIPOLAR DE LT - TENSÃO NO TERMINAL
REMOTO DA LT DE 230KV ............................................................................. 22
FIGURA 7.2: RELIGAMENTO TRIPOLAR DE LT - ENERGIA NO TERMINAL
REMOTO DA LT DE 230KV ............................................................................. 22
FIGURA 8.1 RELIGAMENTO MONOPOLAR DA LT - TENSÃO NO TERMINAL
REMOTO DA LT DE 230KV ............................................................................. 26
FIGURA 8.2 RELIGAMENTO MONOPOLAR DA LT - ENERGIA NO TERMINAL
REMOTO DA LT DE 230KV ............................................................................. 26
FIGURA 9.1: TENSÕES DE BARRA ABERTURA DUPLA SEGUIDA DE DEFEITO. A TENSÃO MANTÉM-SE ELEVADA, ATÉ AOS 320MS, EM QUE OCORRE
A ATUAÇÃO DA PROTEÇÃO DA LT................................................................ 32
FIGURA 9.2: ENERGIA DE PÁRA-RAIOS. ...................................................... 32
FIGURA 9.3: TENSÕES DE BARRA. ABERTURA DUPLA SEGUIDA DE DEFEITO. A TENSÃO MANTÉM-SE ELEVADA DURANTE 150MS, (ATÉ 320MS),
TEMPO DE ATUAÇÃO DA PROTEÇÃO DA LT................................................ 33
FIGURA 9.4: ENERGIA DE PÁRA-RAIOS. ...................................................... 33
FIGURA 10.1: CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO DA PROBABILIDADE DE SUCESSO
DO RELIGAMENTO......................................................................................... 34
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 10.2: TEMPO MORTO NECESSÁRIO PARA EXTINÇÃO DO ARCO
SECUNDÁRIO X VALOR EFICAZ DA CORRENTE DE ARCO SECUNDÁRIO
(FIGURA 4 DO ANEXO TÉCNICO DO EDITAL ............................................... 35
FIGURA 10.3: CORRENTE SECUNDÁRIA (IEFICAZ)..................................... 35
FIGURA 10.4: CORRENTE SECUNDÁRIA (IEFICAZ)..................................... 36
FIGURA 10.5: TRT - TENSÃO DE RESTABELECIMENTO DO ARCO
SECUNDÁRIA (V)............................................................................................ 36
FIGURA 10.6: CORRENTE SECUNDÁRIA (IEFICAZ)..................................... 37
FIGURA 10.7: TRT - TENSÃO DE RESTABELECIMENTO DO ARCO
SECUNDÁRIA (V)............................................................................................ 37
FIGURA 11.1: CURVA DE SATURAÇÃO......................................................... 39
FIGURA 11.2: ENERGIZAÇÃO DO ENROLAMENTO DE 230KV DO
TRANSFORMADOR - TENSÃO NO ENROLAMENTO
DO TRANSFORMADOR.................................................................................. 41
FIGURA 11.3: ENERGIZAÇÃO DO ENROLAMENTO DE 230KV DO
TRANSFORMADOR DE CORUMBÁ. CORRENTES NOS ENROLAMENTOS
ENERGIZADOS................................................................................................ 41
FIGURA 11.4: ENERGIZAÇÃO A PARTIR DA BARRA DE CORUMBÁ 138KV
TENSÃO NO ENROLAMENTO DO TRANSFORMADOR................................ 42
FIGURA 11.5: ENERGIZAÇÃO, A PARTIR DA BARRA DE CORUMBÁ 138KV.
CORRENTES NOS ENROLAMENTOS ENERGIZADOS.................................. 42
1 INTRODUÇÃO E OBJETIVO
O presente relatório compreende os estudos de transitórios eletromagnéticos referentes à Linha de Transmissão CD de 230 kV Anastácio - Corumbá e Transformadores de 2x100MVA-230/138kV , em continuidade ao
relatório Planejamento da Expansão do Sistema de Transmissão. Reforços estruturais para o Mato Grosso do
Sul. EPE-DEE-RE-028/2009-r0. Julho de 2009 [6].
O Ofício SPE/MME 137/2010, de 4 outubro de 2010, modificou a capacidade dos dois transformadores previstos para a SE Corumbá de 50MVA para 100MVA, tendo em vista nova projeção das cargas das SEs Corumbá-MS
e Miranda-MS.
Em razão do exposto se procede à revisão do presente relatório.
Consta do relatório EPE-DEE-RE-028/2009-r0 o plano de obras (alternativa 2) e considerando a alteração implementada pelo Ofício SPE/MME 137/2010, são essas as obras prevista para o presente empreendimento:
•
LT CD 230kV Corumbá Anastácio de 296km;
•
Na SE Corumbá
• 2 transformadores de 100MVA-230/138kV,
• 1 reator de LT de 20MVAR-230kV, e
• 1 reator de barra de 15MVAR-230kV.
•
Na SE Anastácio
•
1 reator de LT de 20MVAR-230kV, e
•
1 CE -50.-+50MVAR.
O diagrama a, seguir, apresenta a Linha de Transmissão 230 kV Anastácio- Corumbá e os transformadores de
100MVA-230/138kV em Corumbá e os demais equipamentos do empreendimento.
7
Figura 1.1: Diagrama esquemático das LT e transformadores de 230/138kV-50MVA
Será, objeto deste estudo a análise dos transitórios eletromagnéticos decorrentes de manobras e a escolha
econômica do condutor, a seguir especificados:
•
Condutor Econômico;
•
Energização de linha de transmissão;
•
Religamento monopolar de linha de transmissão;
•
Religamento tripolar de linha de transmissão;
•
Rejeição de carga;
•
Energização de transformadores; e
•
Arco secundário.
8
2 CONCLUSÕES
São essas as conclusões do presente estudo:
•
Com base nas previsões da EPE para o período 2011-2020, para carga pesada e carga leve, e
projeção de mercado para o período posterior a 2020, o custo de expansão mais econômico
ocorre com o feixe de condutores Tern 2x795 MCM;
•
É permitida a energização da Linha de Transmissão 230 kV Anastácio-Corumbá, a partir da
barra de 230 kV da SE Anastácio;
•
A análise de extinção do arco secundário indicou que o tempo morto no religamento mono
e tripolar seja elevado de 500ms para 600ms; obtém-se com ajuste do tempo morto para
600ms elevada probabilidade de sucesso do religamento monopolar ou tripolar;
•
Não foi verificada a necessidade de se utilizar reatores de neutro nos reatores da LT CD 230kV
Anastácio-Corumbá;
•
É permitido o religamento monopolar da Linha de Transmissão 230 kV Anastácio- Corumbá
partir da barra de 230 kV da SE Anastácio;
•
É permitido o religamento tripolar da Linha de Transmissão 230 kV Anastácio-Corumbá, a
partir da barra da SE 230 kV da SE Anastácio;
•
Não é permitido o religamento monopolar ou tripolar da Linha de Transmissão 230 kV Anastácio-Corumbá, a partir da barra da SE 230 kV da SE Corumbá;
•
Os transformadores de 230/138kV-100MVA da SE Corumbá podem ser energizados a partir
das barras de 230kV da SE Corumbá;
•
Não é permitido energizar os transformadores 100MVA-230/138kV de Corumbá a partir da
barra de 138kV de Corumbá;
•
Não foram verificadas tensões acima de valores admissíveis nas rejeições de carga; e
•
Não foi necessária a utilização de resistência de energização em disjuntores.
9
3 RECOMENDAÇÕES
•
Recomenda-se a utilização, na LT de 230kV Anastácio-Corumbá, o feixe de condutores Tern
2x795 MCM;
•
Recomenda-se a adoção de pára-raios ZnO, com capacidade mínima de absorção de energia
4kJ/kV, para as subestações de 230 kV de Anastácio - Corumbá;
•
Recomenda-se implementar o religamento monopolar ou o religamento tripolar da Linha de
Transmissão 230kV Anastácio-Corumbá, a partir da barra da SE 230 Anastácio.
10
4 CONDUTOR ECONÔMICO
4.1 PREMISSAS
Para a avaliação de custo utilizaram-se os seguintes parâmetros:
•
Referências de Custos de Linhas de Transmissão e Subestações de AT e EAT.
Dezembro de 2007 [8];
•
Custo marginal de expansão de R$ 138/MWh;
•
Taxa de retorno de 11%;
•
Projeção de fluxo na LT de acordo com os casos base de 2011-2020 do EPE;
•
Vida útil do empreendimento – 30 anos;
•
Comprimento da LT 296km.
4.2 METODOLOGIA
Os custos da linha foram calculados com base no custo modular “Referência de Custos LTs e SEs de Eletrobrás,
dezembro/2007[7].
As alternativas de feixe de condutores pesquisadas nessa avaliação são apresentadas na tabela, a seguir.
Tabela 4.1: Alternativas para a escolha do condutor
Tensão [kV]
Tipo de Torre
Cabo Condutor Cabo [MCM]
Tipo Circuito
230
CP
Dove
2x556.5
CS
230
CP
Grosbeak
2x636
CS
230
230
230
230
CP
CP
CP
CP
Tern
Ruddy
Rail
Bluejay
2x795
2x900
2x954
2x1113
CS
CS
CS
CS
4.3 CUSTO ANUAL DE ENERGIA PERDIDA
O custo de energia perdida foi avaliado considerando o custo marginal de expansão de R$ 138/MWh, taxa de
retorno de 11%, período de 30 anos (vida útil das linhas), o fluxo de potência previsto nos casos bases da EPE.
Foram adotados os critérios de tempo de permanência de carga do Relatório R1 [6] isto é: as cargas perdas
diárias foram calculadas com 14,7 horas para carga pesada e 9,3 horas para a carga leve.
11
4.4 ANÁLISE ECONÔMICA
Na tabela, a seguir, estão apresentados os resultados obtidos para os condutores pesquisados.
Tabela 4.2: VPL -Custo para cada alternativa
Tensão
Cabo
Nome
Seção
(MCM)
Torre Circuito
Extensão
(km)
V.P.L.
R$ x 1000
Índice
Investimento
Perdas
Expansão
230
CP
Dove
2x556,5
CV
CD
296
160.379
38.246
198.625
1,002
230
CP
Grosbeak
2x636
CV
CD
296
169.108
33.540
202.648
1,002
230
CP
Redwing
2x715,5
CV
CD
296
187.833
29.918
217.751
1,099
230
CP
Drake
2x795
CV
CD
296
186.708
26.966
213.674
1,078
230
CP
Tern
2x795
CV
CD
296
171.138
27.055
198.193
1,000
230
CP
Ruddy
2x900
CV
CD
296
180.797
24.007
204.804
1,033
230
CP
Rail
2x954
CV
CD
296
185.571
22.704
208.276
1,051
Na tabela acima, o feixe condutor mais econômico e tecnicamente mais vantajoso é o Tern, 2x795MCM com
custo de expansão praticamente igual ao da opção Dove 2x556,5MCM. A decisão entre os dois é de caráter
técnico: o feixe de condutores escolhido Tern 2X795MCM possui maior capacidade de transmissão e menores
perdas do que o Dove 2X556MCM.
4.5 CONCLUSÃO
O estudo condutor econômico, para a LT de 230kV Anastácio-Corumbá, conduziu aos seguintes resultados:
• O custo de expansão mais econômico e tecnicamente justificável ocorre com o feixe de condutores Tern 2x795 MCM.
4.6 RECOMENDAÇÃO
Recomenda-se a utilização, na LT de 230kV –Anastácio-Corumbá, do feixe de condutores Tern 2x795 MCM.
12
5 METODOLOGIA DOS ESTUDOS DE TRANSITÓRIOS ELETROMAGNÉTICOS
Os estudos de transitórios eletromagnéticos, sob o ponto de vista de expansão de sistema, visam a definir as
características elétricas básicas dos equipamentos a serem especificadas e recomendar as adequações necessárias para reduzir as solicitações de tensão ou de dissipação de energia em pára-raios.
No programa ATP, foi ajustada a configuração para o ano de 2012 [1] e o fluxo de potência com base no estudo
de regime permanente do Sistema Interligado Nacional para o ano de 2012 do programa decenal, com os
ajustes determinados relatório EPE-DEE-RE-024/2010-r1 [7].
A metodologia utilizada para avaliar as solicitações decorrentes das manobras, sob o ponto de vista de Transitórios Eletromagnéticos, bem como, o ajuste da condição de regime permanente para o programa ATP estão
sumariamente descritas a seguir.
5.1 REGIME PERMANENTE
No programa ATP, a condição de regime permanente foi ajustada para reproduzir a condição de carga do
programa de fluxo de potência, ANAREDE [4], para o ano que considera a entrada em operação desses novos
empreendimentos.
Nas simulações de transitório eletromagnético, as tensões de barra de regime permanente foram ajustadas
nos valores máximos possíveis.
5.2 SIMULAÇÕES ESTATÍSTICAS E DETERMINÍSTICAS
As manobras simuladas no modo estatístico foram feitas com um conjunto de 200 chaveamentos numa janela
de um ciclo.
Foram adotados os seguintes valores para a análise estatística:
•
Desvio padrão do tempo de atuação do disjuntor: σ = 0,00125 s.
•
Não se utilizou resistor de pré-inserção.
Foram processados os casos determinísticos correspondentes às solicitações mais severas obtidas dos casos
estatísticos.
5.3 LINHAS DE TRANSMISSÃO
As simulações foram feitas tanto sem aplicação de falta quanto com falta monofásica para terra.
Nas simulações estatísticas de energização e religamento da LT foi aplicada falta monofásica nas extremidades
e ao longo da LT. As tensões foram monitoradas ao longo da LT.
5.4 RELIGAMENTO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO
A abertura dos terminais da linha é considerada a 150ms após a aplicação da falta.
O critério para a eliminação do defeito é vinculado ao sucesso ou insucesso do religamento:
No caso de religamento com sucesso considera-se que o religamento ocorre após a extinção do arco secundário: caso em que o tempo adotado para eliminação do arco secundário (defeito monofásico para terra) foi
de 500 ms;
No caso do religamento sem sucesso o arco secundário é mantido até o fim da simulação; o religamento ocorre, pois, na presença do arco secundário.
13
5.5 REJEIÇÃO DE CARGA
Devem ser avaliados os casos de interrupção do fluxo de potência envolvendo:
•
abertura eventual sem defeito; e
•
abertura eventual seguida de defeito monofásico para terra.
5.6 CRITÉRIOS
Em estudos de transitórios eletromagnéticos, os critérios definem os valores máximos das solicitações decorrentes de manobra a que os equipamentos podem ficar expostos, sem comprometer a sua integridade física
e operacional.
Nas simulações, foi utilizado o programa de simulação digital Alternative Transients Program - ATP [5].
Com essa finalidade, são monitoradas as tensões fase-terra e fase-fase nos terminais e ao longo da linha de
transmissão, a energia absorvida, as correntes de descarga nos pára-raios e as correntes de inrush no caso de
energização de transformadores.
5.7 TENSÕES ADMISSÍVEIS
Para avaliar as solicitações de transitórios eletromagnéticos decorrentes das manobras, adotou-se os critérios
que constam do manual da EPE [2] o Submódulo 23.3 “Diretrizes e critérios para estudos elétricos.”, Resolução
nº 1051/07, do Procedimento de rede [1].
5.8 DADOS PARA MODELAGEM DO SISTEMA ELÉTRICO
Tabela 5.1: Linhas de Transmissão
Tensão
Trecho
(kV)
Sequência zero
R0
W/Km
X0
W/Km
Sequência positiva
Y0
S/Km
R1
W/Km
X1
W/Km
L Km
Y1
L
S/Km
(km)
PPrimavera
Dourados
230
1,572138 3,444993 1,117564 0,043658 0,343218 4,755739
218
Anastacio
Dourados
230
0,391409 1,657957 2,322135 0,057565 0,445433 3,703457
208
Dourados
Anastacio
230
0,391409 1,657957 2,322135 0,057565 0,445433 3,703457
208
1,572138 3,444993 1,117564 0,043658 0,343218 4,755739
Dourados
PPrimavera
230
Anastácio
Sidrolândia
230
,3609
1,869
2,373
,0516
,412
4,089
101
218
Sidrolândia
Imbirussu
230
,3609
1,869
2,373
,0516
,412
4,089
48
PPrimavera
Ivinhema
230
,382
1,466
2,902
,043
,343
4,755
68
Ivinhema
Dourados
230
,382
1,466
2,902
,043
,343
4,755
149
Dourados
Guaíra
230
,391
1,657
2,322
,057
,445
3,703
229
Imbirussu
Aquidauana
138
0,522096 1,861955
0,19143 0,506178 3,284865
118
Aquidauana
Corumbá
138
0,426783 1,538952 2,501702 0,198853 0,512236 3,223707
290
Aquidauana
Miranda
138
0,426783 1,538952 2,501702 0,198853 0,512236 3,223707
84
Aquidauana
Imbirussu
138
0,522096 1,861955
118
Dourados
DN
138
0,522
1,861
2,067
,191
,506
3,284
28
DN
Imbirussu
138
0,522
1,861
2,067
,191
,506
3,284
223
14
2,06772
2,06772
0,19143 0,506178 3,284865
Tabela 5.2: LT CD 230kV Anastácio -Corumbá
Sequência zero
Trecho
Tensão (kV)
Circ
R0
X0
Sequência positiva
Y0
R1
W/Km W/Km S/Km W/Km
X1
Y1
R1
X1
Y1
W/Km
S/Km
W/Km
W/Km
S/Km
L Km
L
(km)
Anastácio
Corumbá
230
1
0,749
2,06145 0,04277 0,31913
5,25879
0,04352 0,44706
3,76758
296
Anastacio
Corumbá
230
2
0,7493 2,58477 2,06145 0,04277 0,31913
5,25879
0,04352 0,44706
3,76758
296
2,584
Tabela 5.3: Reatores de barra
Barra
Tensão
(kV)
Capacidade
(MVAR)
Anastacio
230
20
Corumbá
230
15
Dourados
230
26
Sidrolândia
230
27
Aquidauana
138
10
Corumbá
138
10
Tabela 5.4: Reatores de linha
Barra de
Barra para
Local
Circuito
Tensão
(kV)
Potência
(Mvar)
Anastácio
Corumbá
Anastácio
C1
230
Anastácio
Corumbá
Anastácio
C2
230
20
Anastácio
Corumbá
Corumbá
C1
230
20
Anastácio
Corumbá
Corumbá
C2
230
20
Sidrolândia
Anastácia
Sidrolândia
C1
230
10
Dourados
Guaira
Dourados
C1
230
25
20
Tabela 5.5: Compensador estático
Barra
Tensão (kV)
Capacidade (MVAR)
Anastacio
230
-50 a 50
Tabela 5.6: Transformadores
Subestação
Tensões (kV)
Quantidade
Xps (%)
Corumbá
230/138
2
14
Anastácio
230/138
1
12,86
Anastácio
230/138
1
12,65
Dourados
230/138
2
11,33
Dourados
230/138
1
12,3
15
Potência base
(MVA)
100
6 ENERGIZAÇÃO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO
6.1 INTRODUÇÃO
O relatório EPE R1 [6], ás fls.47, apresenta a análise da energização da LT de 230kV Anastácio – Corumbá, a
partir de Corumbá. Consta que essa manobra resultou em desenvolvimento de sobretensão em Corumbá e na
extremidade da aberta da LT, o que impossibilita a energização da LT de 230kV Anastácio – Corumbá a partir
da SE Corumbá. Diante dessa restrição, neste trabalho, serão conduzidas as análise para a energização dessa LT,
unicamente, a partir da barra de 230kV da SE Anastácio.
Foram feitos processamentos estatísticos de energização LT de 230kV Anastácio – Corumbá. Os processamentos incluem energização com ou sem falta. Nos casos de falta, foi considerada falta na extremidade e ao longo
da LT.
As tensões nas extremidades e ao longo da LT foram monitoradas.
As faltas, quando aplicadas, o foram nas extremidades e ao longo da LT.
Observaram-se as normas e procedimentos - Submódulo 23.3 R1 Diretrizes e critérios para estudos elétricos
e EPE [1] e [2].
6.2 ANÁLISE DOS RESULTADOS
Foram verificadas as curvas de tensão e de energia ao longo do tempo dos casos mais severos. Os resultados
encontram-se tabelados em item posterior deste capítulo. A seguir tabela apresentando os valores máximos
observados.
16
O caso mais crítico, nas simulações deste estudo é o seguinte.
Tabela 6.1: Valores máximos – energização de LT
Energ
Energização de circuito Anastácio Corumbá
Sentido da operação: Anastácio para Corumbá.
Tensão fase-neutro (pu)
Local
Vmax
Vm+3s
Vm
Energia kJ
s*100
Local
( kJ)
Com defeito monofásico no final da LT.
Início da LT
1,609
1,583
1,391
A 25%
1,971
1,965
1,634
11,016
A 50%
2,072
2,095
1,768
10,89
A 75%
2,041
2,117
1,865
8,374
1,86
1,865
1,814
1,685
Final do C1
6,396 Final do C1
113
Na tabela acima, são apresentadas as seguintes informações do pior caso: local da ocorrência da sobretensão
máxima, e o valor da máxima energia dissipada nos pára-raios do terminal remoto da LT.
6.3 ENERGIZAÇÃO DA LT ANASTÁCIO- CORUMBÁ – CASO MAIS CRÍTICO
Figura 6.1: Energização de LT - Tensão no terminal remoto da LT de 230kV
Tensões no terminal de LT 230kV da SE Corumbá.
Energização da LT de 230kV Anastácio- Corumbá a partir Anastácio
17
Figura 6.2: Energização de LT - Energia no terminal remoto da LT de 230kV
Energia nos pára-raios no terminal de LT 230kV da SE Corumbá.
Energização da LT de 230kV Anastácio- Corumbá a partir Anastácio
18
6.4 RESUMO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES
Os resultados das simulações são apresentados a seguir.
Energ
nº 1
Energização de circuito Anastácio Corumbá
Sentido da operação: Anastácio para Corumbá.
Tensão fase-neutro (pu)
Local
Vmax
Vµ+3σ
Energia kJ
Vµ
σ*100
Local
( kJ)
ENERG-ANASTACIOCORUMBADIR-TR2
Com defeito monofásico a 25% do comprimento da LT.
Início da LT
1,569
1,632
1,417
7,19
A 25%
2,041
2,116
1,806
10,35
A 50%
2,051
2,085
1,854
7,686
A 75%
2,101
2,127
1,886
8,028
Final do C1
1,857
1,877
1,792
2,831
Final do C1
104
Com defeito monofásico a 50% do comprimento da LT.
Início da LT
1,507
1,548
1,384
5,452
A 25%
1,986
1,855
1,669
6,181
A 50%
2,137
2,063
1,874
6,31
A 75%
2,17
2,21
1,945
8,842
Final do C1
1,868
1,892
1,816
2,55
Início da LT
1,55
1,532
1,399
4,418
A 25%
1,912
1,92
1,677
8,11
A 50%
2,063
2,074
1,827
8,214
A 75%
2,143
2,169
1,942
7,556
Final do C1
1,86
1,878
1,815
2,093
Final do C1
102
Com defeito monofásico a 75% do comprimento da LT.
Final do C1
109
Com defeito monofásico no final da LT.
Início da LT
1,609
1,583
1,391
6,396
A 25%
1,971
1,965
1,634
11,02
A 50%
2,072
2,095
1,768
10,89
A 75%
2,041
2,117
1,865
8,374
Final do C1
1,86
1,865
1,814
1,685
Final do C1
113
Final do C1
52
Sem defeito na LT.
Início da LT
1,462
1,479
1,398
2,721
A 25%
1,815
1,863
1,59
9,128
A 50%
1,983
1,959
1,675
9,462
A 75%
2,025
2,047
1,748
9,946
Final do C1
1,834
1,869
1,742
4,235
19
Energ
nº 2
Energização do segundo circuito Anastácio Corumbá
Sentido da operação: Anastácio para Corumbá.
Tensão fase-neutro (pu)
Local
Vmax
Vµ+3σ
Energia kJ
Vµ
σ*100
Local
( kJ)
ENERG-ANASTACIOCORUMBADIR-TR2CK2
Com defeito monofásico a 25% do comprimento da LT.
Início da LT
1,487
1,494
1,357
4,562
A 25%
1,988
2,008
1,746
8,734
A 50%
2,227
2,274
1,923
11,7
A 75%
2,251
2,275
1,903
12,39
Final do C1
1,856
1,939
1,77
5,637
Final do C1
73
Com defeito monofásico a 50% do comprimento da LT.
Início da LT
1,502
1,524
1,362
5,396
A 25%
1,994
2,005
1,684
10,73
A 50%
2,158
2,24
1,926
10,48
A 75%
2,3
2,29
1,95
11,26
Final do C1
1,858
1,935
1,792
4,773
Final do C1
76
Com defeito monofásico a 75% do comprimento da LT.
Início da LT
1,519
1,543
1,354
6,298
A 25%
2,025
2,07
1,659
13,7
A 50%
2,081
2,196
1,823
12,43
A 75%
2,132
2,234
1,927
10,24
Final do C1
1,837
1,915
1,784
4,379
Final do C1
54
Com defeito monofásico no final da LT.
Início da LT
1,478
1,498
1,335
5,45
A 25%
1,913
1,892
1,565
10,9
A 50%
2,106
2,16
1,737
14,11
A 75%
2,031
2,122
1,812
10,31
Final do C1
1,845
1,929
1,791
4,623
Final do C1
77
Final do C1
50
Sem defeito na LT.
Início da LT
1,64
1,646
1,431
7,16
A 25%
1,883
1,862
1,652
6,993
A 50%
2,073
2,019
1,803
7,204
A 75%
2,085
2,07
1,866
6,819
Final do C1
1,85
1,888
1,8
2,956
Verifica-se que os valores revelados nas simulações situam-se dentro dos limites de suportabilidade dos equipamentos das referencias [1] e [2].
6.5 CONCLUSÃO
Conclui-se que é permitida a energização da LT de 230kV Anastácio - Corumbá, a partir da barra de 230kV da
SE Anastácio.
20
7 RELIGAMENTO TRIPOLAR DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO
7.1 INTRODUÇÃO
Nas simulações de religamento tripolar, devem ser considerados o religamento com falta na extremidade e ao
longo da LT e o religamento sem falta.
Devem ser simulados o religamento com ou sem sucesso. No religamento com sucesso, o arco secundário
encontra-se extinto no momento do religamento.
No religamento sem sucesso, o arco secundário encontra-se ativo no momento do religamento. As referências
[1] e [2] estabelecem procedimentos e critérios para religamento de LTs.
Nos casos estatísticos, foram verificados os valores de tensão e de energia nos pára-raios.
Em razão da restrição de não energização da LT CD de 230kV Anastácio- Corumbá a partir da barra de 230kV da
SE Corumbá contida no R1 [6], o religamento dessa LT foi considerado unicamente a partir da barra de 230kV
da SE Anastácio.
7.2 ANÁLISE DOS RESULTADOS
Foram feitos as simulações de religamento tripolar da LT 230kV Anastácio- Corumbá a partir da barra de 230kV
da SE Anastácio. Os valores máximos observados, nas simulações estatísticas deste estudo são apresentados
adiante nesse capítulo. Desses, foi escolhido o caso crítico seguinte.
Tabela 7.1: Pior caso - valores máximos observados - religamento tripolar.
Tripolar
Religamento tripolar do C1 Anastácio Corumbá com sucesso.
Sentido da operação: Anastácio para Corumbá.
Tensão fase-neutro (pu)
Local
Vmax
Vµ+3σ
Energia kJ
Vµ
σ*100
Início da LT
1,888
1,743
1,609
A 25%
2,269
2,371
1,842
17,644
A 50%
2,612
2,785
2,079
23,554
A 75%
2,651
2,853
2,132
24,023
Final do C1
1,918
2,005
1,84
5,503
Local
4,458 Final do C1
( kJ)
400
Na tabela acima, são apresentadas as seguintes informações do pior caso: sentido da operação, o tipo de estudo, sucesso ou insucesso do religamento, local da ocorrência da sobretensão máxima, tensão máxima, tensão
máxima estatística e o valor da máxima energia dissipada nos pára-raios do terminal remoto da LT.
21
7.3 RELIGAMENTO TRIPOLAR DA LT ANASTÁCIO- CORUMBÁ – CASO MAIS CRÍTICO
Figura 7.1: Religamento tripolar de LT - Tensão no terminal remoto da LT de 230kV
Figura 7.2: Religamento tripolar de LT - Energia no terminal remoto da LT de 230kV
22
7.4 RESUMO DAS SIMULAÇÕES ESTATÍSTICAS
Tripolar
nº 1
Religamento tripolar do C1 Anastácio Corumbá com sucesso.
Sentido da operação: Anastácio para Corumbá.
Tensão fase-neutro (pu)
Local
Vmax
Vµ+3σ
Vµ
Energia kJ
σ*100
Local
( kJ)
TRI-ANASTACIOCORUMBASUC-DIR-TR2
Com defeito monofásico a 25% do comprimento da LT.
Início da LT
1,754
1,685
1,657
0,932 Final do C1
A 25%
2,253
2,273
1,842
14,37
A 50%
2,562
2,709
2,071
21,29
A 75%
2,672
2,768
2,108
22,01
Final do C1
1,915
2,017
1,835
6,064
Início da LT
1,748
1,67
1,632
1,283 Final do C1
A 25%
2,247
2,286
1,836
15,02
A 50%
2,55
2,718
2,067
21,71
A 75%
2,669
2,77
2,106
22,13
Final do C1
1,915
2,02
1,835
6,187
319
Com defeito monofásico a 50% do comprimento da LT.
323
Com defeito monofásico a 75% do comprimentoda LT.
Início da LT
1,746
1,664
1,622
1,426 Final do C1
A 25%
2,243
2,279
1,83
14,98
A 50%
2,545
2,709
2,06
21,61
A 75%
2,664
2,761
2,099
22,06
Final do C1
1,914
2,022
1,833
6,277
Início da LT
1,786
1,64
1,515
4,164 Final do C1
A 25%
2,234
2,242
1,771
15,69
A 50%
2,571
2,691
1,977
23,8
2,69
2,763
2,024
24,65
1,913
2,088
1,804
9,457
314
Com defeito monofásico no final da LT.
A 75%
Final do C1
333
Sem defeito na LT.
Início da LT
1,888
1,743
1,609
4,458 Final do C1
A 25%
2,269
2,371
1,842
17,64
A 50%
2,612
2,785
2,079
23,55
A 75%
2,651
2,85
2,132
24,02
Final do C1
1,918
2,005
1,84
5,503
23
400
Tripolar
nº 1
Religamento tripolar do C1 Anastácio Corumbá sem sucesso.
Sentido da operação: Anastácio para Corumbá.
Tensão fase-neutro (pu)
Local
Vmax Vmed+3s
Energia kJ
Vmed
σ∗100
Local
( kJ)
TRI-ANASTACIOCORUMBANSU-DIR-TR2
Com defeito monofásico a 25% do comprimento da LT.
Início da LT
1,617
1,617
1,617
0 Final do C1
A 25%
2,313
2,498
1,914
19,45
A 50%
2,732
2,918
2,132
26,2
A 75%
2,509
2,72
2,068
21,73
Final do C1
1,897
2,032
1,828
6,817
316
Com defeito monofásico a 50% do comprimento da LT.
Início da LT
1,613
1,613
1,613
0 Final do C1
A 25%
2,31
2,317
1,814
16,77
A 50%
2,661
2,76
2,091
22,32
A 75%
2,659
2,78
2,106
22,46
Final do C1
1,903
2,013
1,836
5,889
Início da LT
1,821
1,821
1,821
A 25%
2,259
2,213
1,904
10,3
A 50%
2,443
2,52
2,009
17,02
2,69
2,654
2,06
19,81
1,896
1,969
1,833
4,54
321
Com defeito monofásico a 75% do comprimentoda LT.
A 75%
Final do C1
0 Final do C1
271
Com defeito monofásico no final da LT.
Início da LT
1,548
A 25%
A 50%
A 75%
Final do C1
1,539
1,533
0,194 Final do C1
1,952
2
1,677
10,79
2,426
2,556
1,842
23,81
2,36
2,588
1,893
23,15
1,905
2,077
1,79
9,583
290
7.5 CONCLUSÃO
Diante dos resultados em confronto com os critérios adotados [1] e [2], conclui-se que a LT 230 kV Anastácio Corumbá pode ser religada a partir da barra de 230kV da SE Anastácio.
24
8 RELIGAMENTO MONOPOLAR DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO
Em razão da restrição de não energização da LT CD de 230kV Anastácio- Corumbá a partir da barra de 230kV
da SE Corumbá, o religamento dessa LT foi considerado unicamente a partir da barra de 230kV da SE Anastácio.
Para cada uma das condições, devem ser considerados o religamento com falta na extremidade e ao longo da
LT e o religamento sem falta.
Foram simulados o religamento monopolar com e sem sucesso. No religamento com sucesso, o arco secundário encontra-se extinto no momento do religamento. No religamento sem sucesso, o arco secundário encontra-se ativo no momento do religamento.
8.1 ANÁLISE DOS CASOS
Nos casos estatísticos, foram verificados os valores de tensão e de energia nos pára-raios; as curvas de tensão
ou de energia versus tempo dos casos mais severos.
Os valores máximos observados, nas simulações estatísticas deste estudo são os seguintes.
Tabela 8.1: Caso crítico-religamento monopolar
Monopolar
nº 1
Religamento monopolar do C1 Anastácio Corumbá com sucesso.
Sentido da operação: Anastácio para Corumbá.
Tensão fase-neutro (pu)
Local
Vmax
Vµ+3σ
Energia kJ
Vµ
σ*100
Local
( kJ)
Sem defeito na LT.
Início da LT
1,844
1,844
1,844
0 Final do C1
A 25%
2,104
2,099
1,912
6,235
A 50%
2,287
2,487
2,043
14,811
A 75%
2,233
2,447
2,033
13,767
Final do C1
1,908
1,996
1,853
4,769
444
Na tabela acima, são apresentadas as seguintes informações dos piores casos: sentido da operação, sucesso ou
insucesso do religamento, local da ocorrência da sobretensão máxima, tensão máxima, e o valor da máxima
energia dissipada nos pára-raios do terminal remoto da LT.
A seguir, a análise, desse caso paradigma.
25
Figura 8.1 Religamento monopolar da LT - Tensão no terminal remoto da LT de 230kV
Figura 8.2 Religamento monopolar da LT - Energia no terminal remoto da LT de 230kV
26
Os resultados das simulações são apresentados a seguir.
Monopolar
nº 1
Religamento monopolar do C1 Anastácio Corumbá com sucesso.
Sentido da operação: Anastácio para Corumbá.
Tensão fase-neutro (pu)
Local
Vmax
Vµ+3σ
Energia kJ
Vµ
σ*100
Local
( kJ)
MON-ANASTACIOCORUMBASUC-DIR-TR2
Com defeito monofásico a 25% do comprimento da LT.
Início da LT
1,417
1,424
1,346
2,603 Final do C1
A 25%
2,006
2,097
1,776
10,69
A 50%
2,176
2,42
1,953
15,57
A 75%
2,154
2,493
1,94
18,45
Final do C1
1,886
2,097
1,802
9,819
242
Com defeito monofásico a 50% do comprimento da LT.
Início da LT
1,42
1,418
1,354
A 25%
2,011
2,175
1,752
14,1
A 50%
2,183
2,456
1,949
16,92
A 75%
2,16
2,507
1,942
18,83
1,887
2,097
1,804
9,74
Final do C1
2,155 Final do C1
249
Com defeito monofásico a 75% do comprimentoda LT.
Início da LT
1,415
1,415
1,35
A 25%
2,002
2,152
1,752
2,143 Final do C1
13,36
A 50%
2,174
2,455
1,94
17,15
A 75%
2,151
2,483
1,94
18,11
Final do C1
1,885
2,097
1,802
9,841
240
Com defeito monofásico no final da LT.
Início da LT
1,449
1,449
1,449
0 Final do C1
A 25%
1,977
2,133
1,742
13,04
A 50%
2,147
2,53
1,902
20,95
A 75%
2,127
2,502
1,919
19,45
Final do C1
1,879
2,093
1,792
10,05
214
Sem defeito na LT.
Início da LT
1,844
1,844
1,844
A 25%
2,104
2,099
1,912
6,235
0 Final do C1
A 50%
2,29
2,487
2,043
14,81
A 75%
2,233
2,447
2,033
13,77
Final do C1
1,908
1,996
1,853
4,769
27
444
Monopolar
nº 2
Religamento monopolar do C1 Anastácio Corumbá sem sucesso.
Sentido da operação: Anastácio para Corumbá.
Tensão fase-neutro (pu)
Local
Vmax
Vµ+3σ
Energia kJ
Vµ
σ*100
Local
( kJ)
MON-ANASTACIOCORUMBANSU-DIR-TR2
Com defeito monofásico a 25% do comprimento da LT.
Início da LT
A 25%
1,379
1,388
1,333
1,826 Final do C1
1,66
1,66
1,66
0
A 50%
1,72
1,72
1,723
0
A 75%
1,586
1,586
1,586
0
Final do C1
1,329
1,329
1,329
0
0
Com defeito monofásico a 50% do comprimento da LT.
Início da LT
1,337
1,337
1,337
0 Final do C1
A 25%
1,564
1,564
1,564
0
A 50%
1,686
1,686
1,686
0
A 75%
1,542
1,542
1,542
0
Final do C1
1,324
1,324
1,324
0
0
Com defeito monofásico a 75% do comprimentoda LT.
Início da LT
1,334
1,334
1,334
0 Final do C1
A 25%
1,582
1,582
1,582
0
A 50%
1,671
1,671
1,671
0
A 75%
1,602
1,602
1,602
0
Final do C1
1,356
1,356
1,356
0
0
Com defeito monofásico no final da LT.
Início da LT
1,449
1,449
1,449
0 Final do C1
A 25%
1,592
1,592
1,592
0
A 50%
1,52
1,52
1,52
0
A 75%
1,47
1,47
1,47
0
Final do C1
1,49
1,49
1,49
0
0
8.2 CONCLUSÃO
Os valores verificados permitem concluir que as solicitações de tensão ou de energia nos pára-raios, decorrentes de religamento monopolar, não impõem riscos aos equipamentos.
È permitida a implantação de religamento monopolar da LT de 230kV Anastácio - Corumbá, nos dois sentidos,
a partir de ambos os terminais
28
9 REJEIÇÃO DE CARGA
No estudo de rejeição de carga, o circuito é desligado em uma extremidade e mantido conectado temporariamente pela outra extremidade ou barra do sistema elétrico. Foram simuladas os casos de rejeição sobre uma
extremidade e a rejeição sobre a barra na outra extremidade. Foram feitas simulações para abertura com falta
monofásica, abertura eventual sem falta e abertura eventual seguida de falha.
9.1 ANÁLISE DOS RESULTADOS
A tabela, a seguir, apresenta os resultados das simulações de rejeição de carga, sobre as as SEs dos terminais
da LT, nos dois sentidos, com ou sem falta prévia à abertura da LT, e a abertura eventual sem falta seguida de
falta na LT.
Foram verificadas as curvas de tensão ou de energia versus tempo. Os casos mais severos são os de rejeição
dupla com defeito.
A tabela, a seguir, apresenta o resumo dos resultados das simulações de rejeição de carga.
29
Tabela 9.1: Valores máximos verificados nas rejeições
Rejeição
LT sobre Anastácio abertura em Corumbá.
nº 1
Rejeição simples de circuito Anastácio Corumbá
Tensão fase-neutro instantânea (pu)
Local
Energia( kJ)
Vmax
V após 150ms
(kJ)
3
Defeito na barra até a abertura do circuito.
Final do C1
1,669
1,386
Anastácio
1,581
1,304
Abertura eventual sem defeito.
Final do C1
1,253
1,191
Anastácio
1,143
1,136
0
Rejeição
LT sobre Corumbá abertura em Anastácio.
nº 2
Rejeição simples de circuito Anastácio Corumbá
Tensão fase-neutro instantânea (pu)
Local
Energia( kJ)
Vmax
V após 150ms
(kJ)
16
Defeito na barra até a abertura do circuito.
Final do C1
1,765
1,468
Anastácio
1,545
1,286
Abertura eventual sem defeito.
Final do C1
1,24
1,24
Anastácio
1,144
1,134
Rejeição
LT sobre Anastácio abertura em Corumbá.
0
nº 3
Rejeição simples de circuito Anastácio Corumbá
Tensão fase-neutro instantânea (pu)
Local
Vmax
V após 150ms
(kJ)
77
Abertura eventual seguida de defeito.
Final do C1
1,841
1,637
Anastácio
1,675
1,373
30
Rejeição
LT sobre Corumbá abertura em Anastácio.
nº 4
Rejeição simples de circuito Anastácio Corumbá
Tensão fase-neutro instantânea (pu)
Local
Vmax
V após 150ms
(kJ)
37
Abertura eventual seguida de defeito.
Final do C1
1,817
1,455
Anastácio
1,603
1,279
Rejeição
LT sobre Anastácio abertura em Corumbá.
nº 5
Rejeição dupla de C1 e C2 Anastácio Corumbá
Tensão fase-neutro instantânea (pu)
Local
Vmax
V após 150ms
(kJ)
305
Abertura eventual seguida de defeito.
Final do C1
1,891
1,828
Anastácio
1,677
1,294
Rejeição
LT sobre Corumbá abertura em Anastácio.
nº6
Rejeição dupla de C1 e C2 Anastácio Corumbá
Tensão fase-neutro instantânea (pu)
Local
Vmax
V após 150ms
(kJ)
114
Abertura eventual seguida de defeito.
Final do C1
1,837
1,706
Anastácio
1,604
1,247
De acordo com os critérios adotados, nos caso de abertura defeito na LT, no tempo da proteção, a LT será isolada em ambos os terminais, admitindo-se que no tempo de TDD a LT poderá permanecer conectada por um
dos terminais.
Se houver abertura eventual, sem atuação da proteção, a LT permanecerá conectada a uma barra. Se houver
desenvolvimento de sobretensão em valor elevado, a proteção de sobretensão atuará e desligará o terminal
remanescente.
Se houver abertura eventual, seguida de defeito, a LT permanecerá conectada a uma barra até que a proteção
isole ambos os terminais da LT.
O casos mais severos tratam de abertura dupla da LT sobre Anastácio e sobre Corumbá, ambos com abertura
eventual seguida de defeito. Passemos ao exame desses casos.
31
Caso de abertura eventual dupla seguida de falha da LT em Corumbá.
Rejeição
LT sobre Anastácio abertura em Corumbá.
nº 7
Rejeição dupla de C1 e C2 Anastácio Corumbá
Tensão fase-neutro instantânea (pu)
Local
Vmax
V após 150ms
(kJ)
305
Abertura eventual seguida de defeito.
Final do C1
1,891
1,828
Anastácio
1,677
1,294
Anastácio
1,604
1,247
Figura 9.1: Tensões de barra abertura dupla seguida de defeito. A tensão mantém-se elevada, até aos
320ms, em que ocorre a atuação da proteção da LT.
Figura 9.2: Energia de pára-raios.
32
Caso de abertura eventual dupla seguida de falha da LT em Anastácio.
Rejeição
LT sobre Corumbá abertura em Anastácio.
nº8
Rejeição dupla de C1 e C2 Anastácio Corumbá
Tensão fase-neutro instantânea (pu)
Local
Vmax
V após 150ms
(kJ)
114
Abertura eventual seguida de defeito.
Final do C1
1,837
1,706
Anastácio
1,604
1,247
Figura 9.3: Tensões de barra. Abertura dupla seguida de defeito. A tensão mantém-se elevada durante
150ms, (até 320ms), tempo de atuação da proteção da LT.
Figura 9.4: Energia de pára-raios.
33
10 ARCO SECUNDÁRIO
O sucesso da extinção do arco secundário no religamento monopolar é caracterizado pelo valor eficaz do
último pico da corrente do arco secundário (Ia) e pelo valor do primeiro pico da tensão de restabelecimento
transitória (Vp) através do canal do extinto arco.
Existem dois critérios de avaliação do sucesso de extinção de arco secundário dependendo dos valores mencionados Vp e ia e do tempo morto.
Critério valores Vp e ia
Caso esse par de valores (Vp, Ia) esteja localizado no interior de uma curva que caracterize a zona de alta probabilidade de extinção do arco secundário (vide Figura 4.1), considera-se que o religamento monopolar obteve
sucesso.
Figura 10.1: Critério de avaliação da probabilidade de sucesso do religamento.
Critério do Tempo Morto
Este critério só deverá ser empregado caso o critério com tempo morto de 500 ms não possa ser adotado com
a utilização de métodos de mitigação.
Para avaliação do sucesso do religamento monopolar, deverá ser considerada a curva mostrada na Figura a
seguir que relaciona o tempo morto, necessário para extinção do arco secundário, com o valor do último pico
da corrente de arco secundário, utilizando meios de mitigação convencionais.
34
Figura 10.2: Tempo morto necessário para extinção do Arco Secundário x Valor eficaz da corrente de
arco secundário (Figura 4 do Anexo técnico do Edital
10.1 ANÁLISE DOS RESULTADOS
Foram feitas as seguintes simulações de aplicação de defeito e extinção do arco secundário para 500ms de
tempo morto, nos Procedimentos de rede - Submódulo 23.3 [1] na LT de 230kV CD Anastácio – Corumbá com
4 reatores de 20MVAR, 1X20MVAR nas extremidades de cada circuito.
Caso 2 Corrente de arco secundário – curto circuito na extremidade de Corumbá – tempo morto de 500ms
A corrente arco secundário permanece após a aplicação de curto-circuito monofásico de 150ms, e após a abertura dos disjuntores da LT. A figura a seguir apresenta a corrente de arco secundário até a sua extinção ao fim
de 500ms de tempo morto.
Figura 10.3: Corrente secundária (IEFICAZ)
35
Verifica-se o valor da corrente secundária de 51A ao fim do tempo morto. O valor ultrapassa o critério acima
descrito. Cumpre observar o critério número 2, e determinar o tempo para que se encontrar o par {corrente,
TRT} dentro da área definida no primeiro critério. Para 600ms de tempo morto, tem-se.
Tensão de restabelecimento transitória da fase no primeiro pico após a extinção do arco secundário.
Figura 10.4: Corrente secundária (IEFICAZ)
A corrente de arco secundária antes da interrupção da falha é de 46A.
Figura 10.5: TRT - Tensão de restabelecimento do arco secundária (V)
A TRT é de 20kV. {corrente, TRT} dentro da área definida no primeiro critério.
36
Caso 2 Corrente de arco secundário – curto circuito na extremidade de Anastácio– tempo morto de 600ms
Figura 10.6: Corrente secundária (IEFICAZ)
Verifica-se que a corrente secundária ao fim do tempo morto é de 33A.
Tensão de restabelecimento transitória da fase após a retirada da falta.
Figura 10.7: TRT - Tensão de restabelecimento do arco secundária (V)
A tensão transitória é no momento da extinção do arco secundário é de 33kV.
A tabela, a seguir, apresenta os valores de corrente e TRT obtidos nas simulações:
37
Tabela 10.1: Arco secundário - resumo dos resultado
LT de 230kV
Anastácio
Corumbá
Falta Lado
Corrente de arco
secundário
(Aeficaz)
Primeiro pico da
TRT
(kVpico )
Anastácio
33
33
46
20
Corumbá
Resultado das observações da
Corrente (IEFICAZ) e tensão
(kVpico)
Valores situam-se no interior do
polígono indicado na figura 10.1
Os valores apresentados de corrente de arco secundário ao fim de 600ms de tempo morto e de tensão de restabelecimento transitória para a LT de 230kV Anastácio - Corumbá estão dentro da região de provável extinção
de arco secundário.
10.2 CONCLUSÃO
Conclui-se que o sucesso do religamento monofásico para o tempo morto de 600ms para LT Anastácio - Corumbá é de elevada probabilidade.
Conclui-se também que não foi verificada a necessidade de se prever reatores de neutro para essa LT.
38
11 ENERGIZAÇÃO DE TRANSFORMADOR
11.1 PREMISSAS
A rede elétrica foi modelada conforme descrito anteriormente.
A tabela, a seguir, apresenta os parâmetros dos transformadores representados nas simulações.
Tabela 11.1: Parâmetro do transformador
Subestação
Potência (MVA)
Relação de Tensões (kV)
Ligações
Corumbá
2 x 100
230/138/13.8
¥¥Δ
A seguir, a curva de saturação do transformador
Figura 11.1: Curva de saturação
Tabela 11.2: Dados da Curva de saturação
do transformador
Corrente (pu)
Tensão (pu)
0,002
0,95
0,0025
1
0,003
1,05
0,0045
1,1
0,005
1,15
0,015
1,2
0,05
1,25
0,21
1,3
0,76
1,4
39
Impedância (% base 50 MVA)
Xps
14
11.2 ANÁLISE DOS RESULTADOS
Foram processados os casos de energização (modo estatístico, 200 energizações) dos transformadores de
230/138kV – 100 MVA da SE Corumbá, pelos terminais de 230kV e pelos terminais de 138kV dessa SE.
Admitiu-se uma distribuição normal para os instantes de fechamento dos três pólos.
Para todos os casos observou-se o seguinte:
•
Foi considerado o fluxo residual nas unidades manobradas de 75% do fluxo nominal.
•
A tensão prévia à energização foi ajustada para 1,05pu, máxima tensão operacional permitida.
•
Para a energização do transformador pelo lado de 230kV, o caso foi ajustado para a situação
de carga mínima, a partir da SE Corumbá 230kV.
•
Para a energização do transformador pelo lado de 138kV, foi utilizado o sistema derivado SE
Corumbá 138kV.
•
O caso ajustado para a situação de recomposição sistema em carga leve, a partir da SE Anastácio 230kV com tensões e cargas locais restabelecidas na SE Anastácio 230kV, a LT CD Anastácio Corumbá energizada a vazio a partir da barra de 230kV da SE Anastácio e com o sistema
derivado SE Corumbá 138kV.
•
Todas as simulações no modo estatístico foram feitas com 200 energizações.
•
Foram registrados os valores médios, máximos e desvios padrões no terminal energizado.
11.3 ANÁLISE DOS RESULTADOS
Os máximos valores registrados são apresentados em tabela, a seguir.
Tabela 11.3: Energização do transformador de Corumbá
Máximos valores registrados.
Energização do transformador
(estatístico 200 energizações)
Transformador nº 2
Tensão fase-neutro (pu)
Tensão da barra
Vmax
µ
Corrente no enrolamento (pu)
s
Tensão da barra
Imax
m
s
9,936
5,968
1,412
8,43
4,114
2,80
Energização a partir de Corumbá 230kV
230kV
1,559
1,210
13,364
230
Energização a partir de Corumbá 138kV
138kV
1,415
1,110
9,674
138kV
As curvas das tensões de enrolamento e de corrente de energização correspondente aos caso mais críticos são
apresentadas a seguir.
Na análise do comportamento das variáveis no tempo, verificou-se que, em todos os casos, a corrente de energização apresentou amortecimento aceitável e as ondas de tensão dos enrolamento sob energização, após os
picos iniciais, apresentaram bom amortecimento.
40
11.4 ENERGIZAÇÃO DO TRANSFORMADOR
Enrolamento de 230kV
As figuras relativas aos processamentos são apresentadas, a seguir.
Figura 11.2: Energização do enrolamento de 230kV do transformador Tensão no enrolamento do transformador.
Verificam-se picos de tensão seguidos de picos de menor valor, amortecidos que se sucedem até o final da
simulação.
Figura 11.3: Energização do enrolamento de 230kV do transformador de Corumbá.
Correntes nos enrolamentos energizados.
Verificam-se picos de corrente, com valor máximo de aproximadamente 3200A, amortecidos até o fim da simulação.
41
11.5 ENROLAMENTO DE 138KV
Figura 11.4: Energização a partir da barra de Corumbá 138kV
Tensão no enrolamento do transformador.
As curvas de tensão se mantém sem amortecimento em nível de 1,40pu até 600ms de simulação. Nesse nível
de tensão, recomenda-se que o transformador não seja energizado a partir da barra de 138kV de Corumbá.
Figura 11.5: Energização, a partir da barra de Corumbá 138kV.
Correntes nos enrolamentos energizados.
Observa-se pico máximo de 5000A seguidos por picos menores, com amortecimento satisfatório.
42
11.6 CONCLUSÃO DA ANÁLISE
Nas simulações a partir da barra de 230kV da SE Corumbá, a tensão e a corrente de energização apresentaram
valores finais aceitáveis; com amortecimento para esse tipo de operação.
Nas simulações a partir da barra de 138kV da SE Corumbá, as correntes de energização apresentaram valores
finais aceitáveis; com amortecimento razoável. Contudo, a tensão se mostrou sem amortecimento, com valor
com valor de 1,4pu aos 600ms de simulação.
Os transformadores 100MVA-230/138kV de Corumbá somente devem ser energizados a partir da barra de
230kV da SE Corumbá, situação em que não foram determinadas quaisquer restrições.
11.7 CONCLUSÃO
Os transformadores de 230/138kV-100MVA da SE Corumbá podem ser energizados a partir das barras de
230kV da SE Corumbá.
Não se se deve a energizar dos transformadores de 100MVA-230/138kV de Corumbá a partir da barra de 138kV
da SE Corumbá.
43
12 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
•
[1] Operador Nacional de Sistemas - ONS. Procedimentos de rede - Submódulo 23.3 R1
Diretrizes e critérios para estudos elétricos. 2009.
•
[2] Critérios e Procedimentos para o Planejamento da Expansão dos Sistemas de Transmissão, Comitê Técnico para Expansão da Transmissão – CTET. Outubro de 2002.
•
[3] Alternative Transients Program (ATP). 1987.
•
[4] Cepel. “Programa computacional de Análise de Rede – ANAREDE”. 2005
•
[5] EPE- Empresa de Pesquisa Energética/ELETRONORTE. “Programa de Expansão de Referência – RE-0.007/05. 2005.
•
[6] EPE- Empresa de Pesquisa Energética. Análise técnico-Econômica de alternativas – Relatório R1. Planejamento da Expansão do Sistema de Transmissão. Reforços estruturais para o
Mato Grosso do Sul. EPE-DEE-RE-028/2009-r0. Julho de 2009.
•
[7] Eletrobrás- Centrais Elétrica Brasileiras SA. Referências de Custos de Linhas de Transmissão e Subestações de AT e EAT. Dezembro de 2007.
•
[8] Ofício SPE/MME 137/2010, de 4 outubro de 2010, que alterou a capacidade dos dois
transformadores de Corumbá de 50MVA para 100MVA.
44