A modelagem do sistema de excitação para estudos de

A IMPORTÂNCIA DA VALIDAÇÃO DOS MODELOS DOS SISTEMAS DE EXCITAÇÃO COM ENSAIOS DE
CAMPO PARA ESTUDOS DE TRANSITÓRIOS ELETROMECÂNICOS
Grupo : Grupo de Estudo de Análise e Técnicas de Sistemas de Potência
Tema Preferencial : Análise do desempenho de sistemas de potência
Autores: PAIVA, R.B.D.(1);PAIVA, P.M.P.D.(1);BUHLER, C.(1);SOARES, J.M.C.(1);SILVA, L.M.D.(1);
Instituições: REIVAX(1);
Resumo :
A modelagem do sistema de excitação para estudos de estabilidade eletromecânica contempla
a malha principal do regulador de tensão, estabilizador de sistemas de potência, limitadores,
conversor de potência e possíveis proteções do sistema de excitação.
É imprescindível uma modelagem adequada contemplando a validação dos modelos através
de ensaios de campo. Existem problemas associados à modelagem que só é possível
avaliação em campo. As questões relacionadas abaixo serão ilustradas com casos práticos de
modelagem realizadas em campo:
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Representação da tensão de teto (Ceiling): a tensão de teto do regulador de tensão é
determinada pelo valor máximo retificado que alimenta o campo do gerador. Seu valor
é calculado em função da tensão no secundário do transformador de excitação e a
relação CC-CA do conversor de potência. O regulador de tensão envia um sinal de
controle que é diretamente proporcional ao range de operação da tensão de Ceiling.
Caso o regulador não esteja com o parâmetro Ceiling ajustado adequadamente, um
ganho na representação do conversor de potência surgirá, modificando a resposta
transitória do regulador de tensão;
Curva de Saturação do gerador síncrono: a representação da curva de saturação nos
programas de simulação de transitórios eletromecânicos pode ser realizada de
diversas maneiras. No programa ANATEM, os parâmetros Ag e Bg representam a
saturação. Esses parâmetros são obtidos através do ensaio em campo de saturação do
gerador síncrono. A representação inadequada da curva de saturação do gerador
síncrono impacta diretamente na operação correta do limitador de máxima corrente de
campo (OEL), e na tensão de Ceiling do sistema de excitação. É comum encontrar na
própria base de dados do ONS, geradores de grande porte com curvas de saturação
representada de forma inadequada;
Limitador de corrente de campo (OEL): Os problemas típicos na representação desse
limitador estão associados ao uso correto da variável de controle, podendo ser a
corrente de excitação ou a corrente de campo, no caso de excitatrizes rotativas. O
setpoint da atuação desse limitador também é ponto de dúvida nos modelos de
simulação, uma vez que a saturação pode não representar o ponto de atuação correta
desse limitador;
Controle secundário: alguns reguladores de tensão operam em controle automático de
tensão terminal, e com o controle secundário em fator de potencia ou controle de
reativo. Estudos de estabilidade de tensão, ou de longa duração são afetados em casos
onde a não modelagem desses controles secundários passam a atuar no controle dor
geradores síncronos;.
Chaveamentos do ganho e lógicas especiais: alguns limitadores e estabilizadores de
potência podem apresentar chaveamentos de ganho e desconexão. Tipicamente, essas
lógicas não são modeladas, mas devem ser representadas.
Além da modelagem adequada para estudos de estabilidade, os ensaios em campo para
validação dos modelos do sistema de excitação trazem outros benefícios que serão analisados
no Informe Técnico:
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Fone: +55 48 3027-3700 Fax: +55 48 3027-3735
www.reivax.com.br – [email protected]
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Conhecimento dos limites operacionais do gerador através do levantamento da curva
real de capacidade do gerador síncrono com a iteração dos limitadores do sistema de
excitação;
Detecção de ajustes inadequados ou instáveis do sistema de excitação, limitadores e
estabilizador de sistemas de potencia;
Problemas de coordenação entre os limitadores do sistema de excitação e o sistema de
proteção do gerador síncrono;
Modo de controle do sistema de excitação inadequado, como por exemplo, controle por
fator de potencia ou reativo fixo;
Levantamento da resposta em frequência do conjunto sistema de excitação e gerador
síncrono para a sintonia adequada do estabilizador de sistema de potência.
SUMÁRIO
RESUMO
1 – MODELAGEM
2 – PROCEDIMENTOS ADOTADOS
3 – INSTRUMENTAÇÃO
4 – ADEQUAÇÔES E INSTALAÇÂO DOS EQUIPAMENTOS
5 – ENSAIOS DE CAMPO
5.1 – Identificação do Regulador de Tensão
5.2 – Identificação da Máquina Síncrona
5.2 – Identificação do Estabilizador de Sistema de Potência
5.3 – Identificação dos Limitadores de Sub-Excitação e de Corrente de Campo
6 - CONCLUSÕES
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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