laboratório de eletrônica de potência e média tensão prof. mauricio aredes, dr.-ing

Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão


Prof. Mauricio Aredes, Dr.-Ing.


Apresentação

Fundado em 2006, o Laboratório de Eletrônica de Potência e

Média Tensão – LEMT originou-se a partir do grupo de

Eletrônica de Potência – ELEPOT da COPPE/UFRJ. Sua

criação foi motivada pela ampliação das instalações, com o

intuito de disponibilizar um centro de pesquisa amplo e seguro

para o desenvolvimento de metodologias e protótipos.

Atualmente, o LEMT busca constantemente o

aprimoramento de novas tecnologias com aplicações em

sistemas de geração, transmissão e distribuição, visando à

qualidade e uso eficiente da energia elétrica.

O LEMT vem ao longo dos últimos anos realizando diversas

parcerias com empresas do setor elétrico para a realização de

projetos de P&D. São algumas dessas parcerias: Ampla,

Adelco, Bandeirante Energia, Elektro, Enel, Energisa, Furnas

Centrais Elétricas, Light, Novatrans, Adelco, ITB.


Equipe

A equipe do LEMT é formada por profissionais altamente

qualificados como mestres e doutores, juntamente com alunos de

iniciação científica, mestrandos e doutorandos, somando cerca de

50 pessoas.


Desenvolvimento de um Compensador Série para Compensação de

Quedas de Tensão Temporárias• Protótipo de um DVR para sistemas de distribuição, capaz de evitar que

afundamentos momentâneos de tensão provenientes da rede atinjam uma

carga crítica, diminuindo assim os desligamentos indesejáveis.

Projetos - Finalizados

Desbalançosde Tensão

Faltas / Partidas MotoresVTCD

Harmônicosde Tensão

CargasNão Protegidas

Carga Protegida

Carga SensívelEx: Gráficas

RDT


Metodologia para Segurança de Operação dos Filtros Harmônicos

nas SE’s de Fronteiras do Sistema Furnas• Desenvolvimento de uma metodologia para análise de problemas

relacionados com a propagação e sobrecargas harmônicas.

• Modelo digital do sistema da rede CA interligada a SE de Ibiúna, elo de

corrente continua (HVDC) com nível de detalhamento adequado para

estudos de 1º/3º/5º harmônicos.


CS

Interlagos T.Preto Guarulhos

Banco deCapacitores Bipolo 1 Bipolo 2

500 kV

Bateias Campinas

345 kV

FiltrosPassivos

3º/5º

FiltrosPassivos

(HP)



Rede de Transmissão AC/DC Ip3A

Ep3A

Ip3B

Ep3B

Ip3C

Ep3C

Pp3A

Pp3B

Pp3C

Ep3C

Ep3B

Ep3A

Pp3A

Pp3B

Pp3C

0.03508

+

0.03508

+

0.005051

0.005051

0.005051

A

B

C

1000

00.0

1000

00.0

1000

00.0

0.00

3

0.00

3

IpdAB

IpdBC

IpdCA

IcdAB

IcdBC

IcdCA

0.00

3

0.00

3

0.00

3

0.00

3

0.00

3

0.00

3

BRKpo

100000.0

100000.0

0.003

0.003

0.003

A

B

C

A B C

A B C

0.00

3

0.005051

0.005051

Pp3

IpdCA

dc

IpdBC

dc

IpdAB

dcIcdA

Bdc

IcdBC

dc

IcdCA

dc

114.

85

114.

85

0.005051

114.

85

PP

oAr

0.03508

+

1000

00.0

1000

00.0

0.00

3

0.00

3

1000

00.0

0.717Caso 1: Tap sec. 1.097

0.00

3

*

*

100000.0

QP

oAr

0.717Caso 1: Tap sec. 1.097

1.01Poços de Caldas Tap no secundário

It3dAB

It3dBC

It3dCA

It3dBC

dc

It3dAB

dc

PC

a53

QC

a53

Power

A

B

P

Q

Pow

er

AB

PQA

B

C

A

B

C

A B C

560.0 [MVA]

345.0 525.0 [kV] 13.8

#1 #3

Tap

1.02Campinas Tap no secundário

0.69Tap no secundário

X12=0.099975 p.u. de acordo

com AGO03R1.sav em vez de

0.11687 p.u. de acordo com

ATP de FURNAS

Smoothing

Time

Constant

20 ms

Tensão Sec.

500kV com

tap em 0.654

Smoothing

Time

Constant

20 ms

P=1,17 MW

AGO03R1.sav

ONS

Ibiuna

Tijuco Preto

B

+

D +

F

+

45

76

47

63

53

5 73

5 73

5 732

24

67

5

2 6

621

1 6

4

4

41

2

32

1

1 1

ABC

ABC

AB

C

1500.0 [MV

A]

500.0500.0 [kV

]13.8

#1#3

Tap

Iib35a

Iib35b

Iib35c

Iib35a3

Iib35a5

Iib35a7

Iib35b3

Iib35b5

Iib35b7

Iib35c3

Iib35c5

Iib35c7

Aib

35a7

Aib

35a5

Aib

35a3

Aib

35b3

Aib

35b5

Aib

35c3

Aib

35c5

It3dCA

dc

X1

X2

X3

Ph1

Ph2

Ph3

Mag1 Mag2 Mag3

(7)

(7)

(7)

(7) (7) (7)

dc1 dc2 dc3

F F T

F = 60.0 [Hz]

X1

X2

X3

Ph1

Ph2

Ph3

Mag1 Mag2 Mag3

(7)

(7)

(7)

(7) (7) (7)

dc1 dc2 dc3

F F T

F = 60.0 [Hz]

X1

X2

X3

Ph1

Ph2

Ph3

Mag1 Mag2 Mag3

(7)

(7)

(7)

(7) (7) (7)

dc1 dc2 dc3

F F T

F = 60.0 [Hz]

X1

X2

X3

Ph1

Ph2

Ph3

Mag1 Mag2 Mag3

(7)

(7)

(7)

(7) (7) (7)

dc1 dc2 dc3

F F T

F = 60.0 [Hz]

A

B

C

A

B

C

A B C

560.0 [MVA]

345.0 525.0 [kV] 13.8

#1 #3

Tap

A

B

C

A

B

C

ABC

1650.0 [MVA]

765.0765.0 [kV]69.0

#1#3

Tap

A

B

C

A

B

C

ABC

1650.0 [MVA]

765.0765.0 [kV]69.0

#1#3

Tap

*

BRKpo

Ip31A

Ip31B

Ip31C

A

B

C

BR

Kpo

A B C

BRKtp

TimedBreaker

LogicOpen@t0

TimedBreaker

LogicClosed@t0

BRKtp

A

B

C

Redede

500 kV

Compensador

Ibiuna

C B A

Síncrono

Ibiuna

Fonte I

Filtros

A

B

C

PropagaçãoHarmônica

Graphs

corrente

cc

GraphsMaquinasSincronas

Rede

de

750 kV

5A

5B

5C

3A

3B

3C

GraphsFluxo

Redede

345 kV

Rede de 750 kV

Rede de 345 kV

Compensadores Síncronos

Sistema HVDC

Rede de 500 kV

2200 Nós Elétricos



Eti7b

Iti7a

Iti7b

Iti7c

It7a

It7b

Eti7c

ABC

A

B

C

0.4630.463

0.00

3

0.00

3

0.00

3

100000.0

100000.0

100000.0

0.003

0.003

0.003

BRKC

8.91437

8.91437

X1

X2

X3

Ph1

Ph2

Ph3

Mag1 Mag2 Mag3

(7)

(7)

(7)

(7) (7) (7)

dc1 dc2 dc3

F F T

F = 60.0 [Hz]

Ti500A

BRKtj

1.568

Eti7a

Eti7a

Eti7b

Eti7c

Eti7c

Eti3c

Eti3b

Eti3b Eti3cEti3a

Eti7a Eti7b Eti7c

It7c

ABC

Eti7a

A

B

C

G71_mi2_3

1

G71_33

1

G71_15b

1

Eti7b

QTiIb

PTiIb

PTiPa

QTiPa

It5dAB

It5dBC

It5dCA

It5dCA

dc

It5dBC

dc

It5dAC

dc

It4dAB

It4dBC

It4dCAIt4dC

Adc

It4dBC

dc

It4dAB

dc

It4dAB

UTi3rms

G1 + sT UTi3rms

A1 B1 C1

A2 B2 C2

PhaseDifference

Power

A

B

P

Q

Pow

er

AB

PQ

G1 + sT angTi73

Eti3a

Modelo Auto-trafo pelo tap.

Tensão Sec. é 345 kV com

tap no 0.451

Caso1:

tap sec 1.026

Smoothing

Time

Constant

20 ms

Un = 765 kV

Fonte: Revista Furnas

Ql = 330 Mvar / linha

3 linhas em paralelo

Fonte: ONS

(ano 2003)

Smoothing

Time

Constant

20 ms

45

47

6

53

5 73

5 73

5 732

24

2 6

62

1 6

4

4

41

2

32

1

1 1

67

67

Itp3b

Itp3c

Itp3b3

Itp3b5

Itp3c3

Itp3c5

Atp

3a5

Atp

3b5

Atp

3c5

Ti345BTi345CTijuco Preto Ti500CTi500B

2 de 9 bancos de

Capacitores de 200 Mvar

Fonte: ONS (ano 2003)

8.91437

X1

X2

X3

Ph1

Ph2

Ph3

Mag1 Mag2 Mag3

(7)

(7)

(7)

(7) (7) (7)

dc1 dc2 dc3

F F T

F = 60.0 [Hz]

Itp3a

It7b

It7c

5

Itp3a5

Itp3a3

3

53

It7a

It7a3

It7a5 53 It7b3

It7b5 53

53

1

At7

b5

53

Atp

3a3

1.568

1.568

X1

X2

X3

Ph1

Ph2

Ph3

Mag1 Mag2 Mag3

(7)

(7)

(7)

(7) (7) (7)

dc1 dc2 dc3

F F T

F = 60.0 [Hz]

53

53

53

5Iti7a

Iti7b

Iti7c

Ati7

a5

X1

X2

X3

Ph1

Ph2

Ph3

Mag1 Mag2 Mag3

(7)

(7)

(7)

(7) (7) (7)

dc1 dc2 dc3

F F T

F = 60.0 [Hz]

Iti7a3 Iti7b3

Iti7b5

Iti7c3

Iti7c5

It7c3

It7c5

3

At7

a3

At7

a5

5

53

53

53

5X1

X2

X3

Ph1

Ph2

Ph3

Mag1 Mag2 Mag3

(7)

(7)

(7)

(7) (7) (7)

dc1 dc2 dc3

F F T

F = 60.0 [Hz]

At7

c5

X1

X2

X3

Ph1

Ph2

Ph3

Mag1 Mag2 Mag3

(7)

(7)

(7)

(7) (7) (7)

dc1 dc2 dc3

F F T

F = 60.0 [Hz]

Ila

Ilb

Ilc

Ila3 Ilb3

Ilb5

Ilc3

Ilc5

Ala

5

Iti7a5

Ila5

53

53

53

5

53

53

53

5

53

53

53

5

Ilt1b5 Ilt1c5

X1

X2

X3

Ph1

Ph2

Ph3

Mag1 Mag2 Mag3

(7)

(7)

(7)

(7) (7) (7)

dc1 dc2 dc3

F F T

F = 60.0 [Hz]

Ilt1b

Ilt1c

Ilt2b

X1

X2

X3

Ph1

Ph2

Ph3

Mag1 Mag2 Mag3

(7)

(7)

(7)

(7) (7) (7)

dc1 dc2 dc3

F F T

F = 60.0 [Hz]Ilt2c

Ilt3aX1

X2

X3

Ph1

Ph2

Ph3

Mag1 Mag2 Mag3

(7)

(7)

(7)

(7) (7) (7)

dc1 dc2 dc3

F F T

F = 60.0 [Hz]

Ilt3b

Ilt3c

Ilt1a

Ilt1a5

Alt1

a5

Ilt2a

Ilt2a5 Ilt2b5 Ilt2c5

Alt2

a5

Alt3

a5

Ilt3c5Ilt3b5Ilt3a5

Ti345A

T=0,02s

T=0,02s

A

B

C

A

B

C

A B C

1500.0 [MVA]

765.0 765.0 [kV] 20.0

#1 #3

Tap

BRKC

A

B

C

TimedBreaker

LogicOpen@t0

TimedBreaker

LogicClosed@t0

BRKtj

Iti7a

Iti7b

Iti7c

A

B

C

A

B

C

A

B

C

A B C

3000.0 [MVA]

765.0 765.0 [kV] 20.0

#1 #3

Tap

BRKtj

Ilt1a

Ilt1b

Ilt1c

A

B

C

BRKtj

Ilt2a

Ilt2b

Ilt2c

A

B

C

BRKtj

Ilt3a

Ilt3b

Ilt3c

A

B

C

BRKtj

Ila

Ilb

Ilc

A

B

C

BR

Ktj

Itp3a

Itp3b

Itp3c

A B C

BR

Ktj

It7a

It7b

It7c

ABC

Figuras-

Harmônicas

A

B

C

Compensador

TijucoSincrono

Itaberá

Tijuco Preto I-

Parte do Sistema de Transmissão de 750 kV




A51ArCa0

1

Paul-Taub5

1

Ti500cTi500b

IarB

IarC

IpaA

IarA

A51ArCa3

1

4.876

4.876

4.876

9.084

9.084

9.084

IpaB

IpaC

A51ArPo0

1

TPreto-Taub

1

Paul-Taub0

1

4.876

4.876

PaItaj0

1

ItajPo0

1

ItajPo3

1

A51ArPo3

1

PaItaj3

1

Po500a

Po500c

2492.3

2492.3

2492.3

0.244

0.244

0.244Ti500a

A B C

A B C

A B C

A B C

A B C

BRKta

Pta

Qta

Ppa

Qpa

Qar

Par

A51PaCa3b

1

Eti5

b

4.876

Epo5a

Epo5b

Epo5c

Po500b

A B C

Power

A

B

P

Q

Power

A

B

P

Q

Power

A

B

P

Q

Ib500a

Eib

5a

Eib5a Eib5b Eib5c

Uib5rms

Eti5a Eti5b Eti5c

Uca5rms

Eca5aEca5bEca5c

Upo5rms

Epo5bEpo5cEpo5a

Uti5rmsUib5rms

G1 + sT

G1 + sTUca5rms

G1 + sT

G1 + sT

Uti5rms

G1 + sT

Eca5c

Ca500b

Ca500a

Eca5b

Eca5a

A53_aco7_3CaIb

1

TPreto-TaubTPreto-Taub

1

7.696

7.696

BaIb0

1

Pow

er AB

PQ

A

B

C

Pbac1Qbac1

Qibba Pibba

A

B

C

A

B

C

7.696

7.696

7.696

7.696

A

B

C

4.542

51.63

51.63

51.63

51.63

51.63

51.63

Smoothing

Time

Constant

20 ms

Un = 500 kV

Ql = 136 Mvar

Fonte: ONS

(ano 2003)

Un = 500 kV

Ql = 73 Mvar

Fonte: ONS

(ano 2003)

Smoothing

Time

Constant

20 ms

T=0,02sT=0,02s

Campinas

Smoothing

Time

Constant

20 ms

G1 + sT

Ca500c

Cach. Paulista

-

Campinas

Araraquara

-

Campinas

Cach. Paulista

-

Taubaté

C. Paulista-

Itajubá-

Poços de Caldas

Itajubá Araraquara

-

Poços de Caldas

Upo5rms

Itajubá (1503) U=1,067 p.u.

Caso 1a=Caso1ajustado

114,2 MW e -26,2 Mvar

T=0,02sT=0,02s

Eti5

c

Eti5

a

Ear

b

Ear

c

Ear

a

Eara Earb Earc

Ear

b

Eara Earb Earc

Eara Earb Earc

A1 B1 C1

A2 B2 C2

PhaseDifference

A1 B1 C1

A2 B2 C2

PhaseDifference

A1 B1 C1

A2 B2 C2

PhaseDifference

angibar

angcaar

angtiar

angpoar

A51PaCa0a

1

A53_aco7_0PaTi

1

Tijuco Preto

Eib

5b

Eib

5c

Ib500c

Qbac2

A53_aco7_3PaTi

1

Pbac2

Smoothing

Time

Constant

20 ms

Pow

er

AB

PQ

A

B

C

Ibiuna

1.0E-006

1.0E-006

1.0E-006

A

B

C

Campinas

-

Ibiuna

A53_aco7_0CaIb

1A

B

C

A

B

C

Ib500b

Earb

Earc

Eara

Iibcaa

Iibcab

Iibcac

3x35 Mvar em 550 kV

para cada linha

Fonte:Reje2b.dat e ONS

95 Mvar em 525 kV

para cada linha

Fonte: Anarede de ONS

Iibbaa

Iibbab

Iibbac

YC1 = 19531 uS/fase. Fonte: Reje2b.dat

XC1 = -1.864% que resulta em um valor de C = 51.63 uF.

Fonte: AGO03R1.sav (ONS/FURNAS)

Cach. Paulista

-

Tijuco Preto

Araraquara (101/area 1)

U=1.067 p.u.

Caso1: Âng=-28,3 graus

Caso1ajustado: Âng=-28.4 graus

Ramp 0,1 seg.

Cach. Paulista (104/area 1)

Fase -40.2 graus

U=1.059 p.u.

Caso 1a:

2994,6 MW e 107,7 Mvar

Caso1a ajustado:

2994 MW e 107,2 Mvar

93.64

93.64

93.641.014

1.014

1.014

Un = 500 kV

Ql = 136 Mvar

Fonte: ONS

(ano 2003)

Pow

er AB

PQ

Smoothing

Time

Constant

20 ms

G1 + sT

G1 + sT

4.542

Un=500kV Ql=145Mvar

(73Mvar+72Mvar)

diagrama ONS(8/03)

Caso 1: Ql=2x73Mvar=146Mvar

Fonte: AGO03R1.sav

Poços

de Caldas

Taubate 500 (598)

U=1.054 p.u.

Caso1: Âng=-34.4 graus

Caso1ajustado: Âng=-34.5 graus

Ramp 0,1 seg.

A1 B1 C1

A2 B2 C2

PhaseDifference

Ear

a

Ear

c

Smoothing

Time

Constant

20 ms

TimedBreaker

LogicClosed@t0

BR

Kta

A B C

BR

Kta

IarA

IarB

IarC

A B C

A B C

R=0

BRKta

A

B

C

BRKta

A

B

C

BRKta

Iibbaa

Iibbab

Iibbac

A

B

C

BRKta

Iibcaa

Iibcab

Iibcac

A

B

C

4.542

BR

Kta

IpaA

IpaB

IpaC

A B C

Cach. Paulista

A B C

R=0

ResultadosPotênciaCorrente

Bateias-

IbiunaeB

eC

eA

bB bCbA

cA cB cC




Ca345a

446.5

446.5

31.96

31.96

Eib3a Eib3b Eib3c

Epob EpocEpoa

A

B

C

A

B

C

Epob EpocEpoa

angmopo3

Emoa Emob Emoc

Ca345b

Uib3rms

UPo3rms UPo3rms

Uib3rms

Eib3c

Ca345c

Ti345c

Pib

gu

Qib

gu

Smoothing

Time Constant

20 ms

Epob EpocEpoa

A33_3GuIb

1A

B

C

31.96

A31_0CaPo

1A1_3GuPoI

1

A1_3GuPoII

1

A1_0GuPoI

1

446.5

A33_0GuIb

1

Pow

erA B

P Q

1.0E-006

1.0E-006

1.0E-006

Eib3b

Ib345c

Ibiuna

(86)Ib345b

Ib345a

A

B

C

Ti345b

Ti345a

A

B

C

Ptiib Qtiib

A

B

CA31_0IbTi

1

A

B

C

A

B

C

Qita

p

Pita

p

Eib3a

Smoothing

Time

Constant

20 ms

Pow

erA B

P Q

Pow

erA B

P Q

Itiiba

Itiibb

Itiibc

Po345c

Po345a

Po345b

Epoa

Epob

Epoc

BRK345

BRK345

Iibgua

Iibgub

Iibguc

A

B

C

TiIp1

1

TiIp1

1

Tijuco Preto

345

T=0,02sG1 + sT

45

76

47

63

53

53

5 73

5 732

24

6

5

2

621

1 6

4

4

41

2

32

1

1 17

Iitapb

Iitapc

6 7X1

X2

X3

Ph1

Ph2

Ph3

Mag1 Mag2 Mag3

(7)

(7)

(7)

(7) (7) (7)

dc1 dc2 dc3

F F T

F = 60.0 [Hz]

45

76

47

63

53

53

5 73

5 732

24

6

5

2

621

1 6

4

4

41

2

32

1

1 17

Iibgua1

Iibgua3

Iibgua5

Iibgua7

Iibgub1

Iibgub3

Iibgub5

Iibgub7

Iibguc3

Iibguc5

Iibguc7

Iibguc1

Aib

gua1

Aib

gua5

Aib

gub3

Aib

gub5

Aib

gub7

Aib

guc3

Aib

guc5

Aib

guc7

Aib

gua7

6 7

Iibgua

Iibgub

Iibguc

X1

X2

X3

Ph1

Ph2

Ph3

Mag1 Mag2 Mag3

(7)

(7)

(7)

(7) (7) (7)

dc1 dc2 dc3

F F T

F = 60.0 [Hz]

Iitapa

Iitapa3

Iitapa5

Iitapa7

Iitapb3

Iitapb5

Iitapb7

Iitapc3

Iitapc5

Iitapc7

Aita

pa5

Aita

pa7

Aita

pb3

Aita

pb5

Aita

pc3

Aita

pc5

A1_0GuPoII

1

TiIp2

1

Pow

er AB

PQ

Guarul_TermNE

1

Smoothing

Time

Constant

20 ms

Smoothing Time

Constant 50 ms

Carga do Norte

262,4 MW e 9,8 Mvar

com tensão 0.996 p.u.

Caso1

Guarulhos

Guarulhos

-

Poços de Caldas II

Campinas

Campinas

(123)

Emob

Emoa

Emoc

COUPLED

SECTION

A

B

C

A

B

C

PI

A31_3IbTi

1

-Tijuco

Preto I e II

Ibiúna

Guarulhos

-

Ibiuna I e II

45

47

63

53

57 3

57 3 2

24

5

6 2 1

16

4

4

2

32

1

11

67

67

Iibtic

Iibtib

Iibtia

Iibtia1

Iibtia3

Iibtia5

Iibtia7

Iibtib1

Iibtib3

Iibtib5

Iibtib7

Iibtic1

Iibtic3

Iibtic5

Iibtic7

Aibtib1

Aibtib3

Aibtib5

Aibtib7

Aibtic1

Aibtic3

Aibtic5

Aibtic7

BRK345

Iibtia

Iibtib

Iibtic

A

B

C

X1

X2

X3

Ph1

Ph2

Ph3

Mag1Mag2Mag3

(7)

(7)

(7)

(7)(7)(7)

dc1dc2dc3

F F T

F = 60.0 [Hz]

1234567

Aibtia7

Aibtia5

Aibtia3

Aibtia1

5 73

5 732

621

1 6

4

4

1 2 3 4 5 6 7

53

24

16

7

45

32

17

6

47

63

52

1

X1

X2

X3

Ph1

Ph2

Ph3

Mag1 Mag2 Mag3

(7)

(7)

(7)

(7) (7) (7)

dc1 dc2 dc3

F F T

F = 60.0 [Hz]

Itiita

Itiitb

Itiitc

Itiitc1

Itiitc3

Itiitc5

Itiitc7

Itiitb1

Itiitb3

Itiitb5

Itiitb7

Itiita1

Itiita3

Itiita5

Itiita7

Atii

ta1

Atii

ta3

Atii

ta5

Atii

ta7

Atii

tb5

Atii

tc5

TiIp1

TiIp2

1

Aib

gua3

Aita

pa3

Guarulhos

(126/area 1)382.8

382.8

382.8

61.8

61.8

61.8

Pib

ti

Qib

ti

Guarulhos

(126/area 1)

A1 B1 C1

A2 B2 C2

PhaseDifference

G1 + sT angibpo3

T=0,02s

A1 B1 C1

A2 B2 C2

PhaseDifference

T=0,02s

G1 + sT

T=0,02s

Umorms

T=0,02s

Umorms

G1 + sT

A31CaGu0

1

G1 + sT

TimedBreaker

LogicClosed@t0

BRK345

Iitapa

Iitapb

Iitapc

A

B

C

BRK345

Itiita

Itiitb

Itiitc

A

B

C

BRK345

Itiiba

Itiibb

Itiibc

A

B

C

Guarulhos

-

Poços de Caldas I

Itapeti (449/area 4)

Fase -27.2 graus

U=0.999 p.u.

Carga Itapeti 230 e

Sto Ângelo

Caso1:

329,1 MW e 3,3 Mvar

Caso1ajustado:

310,3 MW e 5,1 Mvar

TiIp2

Potência

Tensões

Para Raio

CampinasGuarulhos

Poços de Caldas

A

B

C

A B C

Poços de Caldas

mA mB mC

pA

pB

pCMogi

Nordeste

T.Preto-

Leste

B

C

A

T. Preto

Ibiuna

A

B

C

A

B

C

BaixadaEmbu-Guaçu

Interlagos

deharmônicas

tA

tB

tC

Medidor



Propagação harmônica nas vizinhanças de estações conversoras

HVDC e estudos de viabilidade de aplicação de filtros ativos• Desenvolvimento de duas topologias de filtros híbridos (série e paralela)

capazes de solucionar o problema de sobrecarga harmônica nos filtros

passivos da SE de Ibiúna A

tivo

Pas

sivo

Filtro Híbrido Série

CS



500 kV

Bateias Campinas

345 kV

FiltrosPassivos

3º/5º

FiltrosPassivos

(HP)

IoverInom

VF5 = K.IF5

-RF5

Inom + Iover< Inom



Propagação harmônica nas vizinhanças de estações conversoras

HVDC e estudos de viabilidade de aplicação de filtros ativos• Desenvolvimento de duas topologias de filtros híbridos (série e paralela)

capazes de solucionar o problema de sobrecarga harmônica nos filtros

passivos da SE de Ibiúna

CS



500 kV

Bateias Campinas

345 kV

FiltrosPassivos

3º/5º

FiltrosPassivos

(HP)

Ativ

o

Pas

sivo

Filtro Híbrido Paralelo

<Iover

Iover

Inom + Iover Inom



Novo Conversor Estático para Alimentar o Sistema Auxiliar de SEs sem

Transformadores de Potência

• Concepção de duas topologias de conversores de potência para alimentar o

sistema auxiliar de uma SE sem utilização de transformadores de potência.

a b c

Retificador Inversor

SistemaAuxiliar

Conversor sérieConversor paralelo

a b c


SistemaAuxiliar


Desenvolvimento de modelos digitais para o estudo dos impactos na MT e BT devido a equip. eletro-eletrônicos e cargas não-lineares.• Surgimento expressivo de cargas não-lineares - Reprodução inviável dos

circuitos originais• Modelagem de cargas lineares e não-lineares através de fontes de correntes

harmônicas (ZIP)• Modelo baseado na norma IEEE 519 e IEC 6000




Circuito real - Alto grau de complexidade

...

Circuito modelado - Fontes de correntes harmônicas


Conversores estáticos monofásicos para trifásicos aplicados em

acionamento e eletrificação rural

• 12 milhões de habitantes sem energia – 10 milhões no campo

• Cargas baixa demanda distantes uma das outras

• Longas redes radiais – Problemas de afundamento de tensão

• Predominantemente monofásicas – 50% do valor de uma rede trifásica



ABCN

FILTROPASSA-BAIXAS

Protótipo cabeça-de-série• 220V / 15kVA


Conversor Monofásico – Trifásico (4Fios)


Desenvolvimento de Protótipo de um Compensador Estático para

Aplicação em Redes de Distribuição

• Protótipo de um D-STATCOM (220V / 20 kvar) para sistemas de distribuição

promovendo uma regulação contínua da tensão do barramento controlado, ou

ainda a compensação do fator de potência da carga compensada.


v

iC

STATCOM

iDC

C vDC

vAC

vT

iC (qC < 0)

vT

vAC

v

corrente capacitiva

v

vT

iC (qC > 0)

vAC

corrente indutiva

Drenando energia do capacitor

d

v

vAC

vT

iC (pC < 0)

Fornecendo energia para o capacitor

d

v

vAC

vT iC (pC > 0)


Investigação da Operação dos TCSCs de Serra da Mesa e Imperatriz

com a Interligação Norte-Sul III• Permitir um estudo mais aprofundado dos modos de operação dos TCSCs frente

a mudanças na topologia da rede.

Circuito III

Σ Σ

GE (Novatrans) GE (Novatrans)

Siemens (FURNAS) ABB (Eletronorte)

Ctrl 1

Ctrl 2

Ctrl 3

Ctrl 2

P(t)

Ctrl Global Ctrl Global

Imperatriz Colinas Miracema Gurupi Serra da Mesa

Projetos - Andamento

Modelo Digital dos TCSCs da Interligação Norte/Sul com Análise do

Comportamento Harmônico

• Modelo digital detalhado da interligação Norte-Sul contendo os controles dos

TCSCs e uma analise do comportamento harmônico dos TCSCs.


STATCOM Avançado com Funcionalidades Adicionais para Permitir a Extinção do Arco Secundário e o Religamento Monopolar em Linhas de Transmissão Longas• Desenvolvimento do protótipo do E-STATCOM com capacidade de extinguir os

arcos secundários nas LTs longas para obtenção do religamento monopolar.

Análise de um Compensador Estático para Obtenção de Religamento Monopolar e Aumento de Estabilidade em LTs Longas• Concepção de um equipamento para a redução de problemas típicos das LTs

longas em regime (STATCOM Convencional) e extinção do arco secundário para obtenção do religamento monopolar nas situações de faltas (E-STATCOM).

r

r

r

STATCOM Convencional

STATCOM Convencional• Tensão • Fator de Potência• Potência• Estabilidade• Efeito Ferranti

E-STATCOM• Eliminação do arco secundário• Religamento monopolar

E-STATCOM


Arco secundário Religamento Monopolar



Implementação de novas estratégias de controle do SVC de BJL• Amortecimento do modo de oscilação eletromecânico Norte/Sul na faixa de 0,25 a

0,40 Hz e atenuação de propagações harmônicas nas interligações Norte/Sul e

Sudeste/Nordeste.

• Entrada adicional de controle


SVC

S. Mesa B.J. da Lapa IIR. Éguas Ibicoara Sapeaçu

Har

môn

icos

e

Inte

rhar

môn

icos

Osc

ilaçõ

es

Ele

trom

ecân

icas

100 101 10210-1 103

120 Hz60 Hz

Modo Norte/Sul 0,35Hz

CTRL


Desenvolvimento de um Regulador de Tensão com Comutador Eletrônico de Tap (RECET)• Concepção de uma topologia eletromagnética que permite a comutação

direta entre quaisquer taps, evitando a comutação seqüencial;• Otimização do desempenho do regulador na correção de Variações de

Tensão de Curta Duração (VTCDs), por meio da comutação direta;• Desenvolvimento em parceria com a ITB do protótipo do RECET, baseado

em unidades monofásicas, operando em baixa tensão (220V)


Auto-trafode potência

ComutaçãoMecânica

Convencional

Alim

enta

dor

Carga

Auto-trafode potência

Chavesemicondutora

RECET

Alim

enta

dor



Lógicade

Controle

1s2s

5s

12s

vs is

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Gk

Vo

12Vi = Vo+1s Protótipo Demonstrativo

• BT (220 V)



Desenvolvimento de Um Condicionador Universal de Potência

(UPQC - Universal Power Quality Conditioner)• Desenvolvimento de um protótipo de bancada de um condicionador

universal de potência para qualidade de energia

Funcionalidades:• Harmônicos de tensão e corrente

• Desbalanços de tensão e corrente

• Fator de Potência

VS ILVL

IS

UPQC

VS

ILIS

VL

VC

IC


Experimentos de Campo com um Protótipo Industrial do UPQC• Desenvolvimento de um protótipo cabeça-de-série em parceria com o

fabricante nacional ADELCO de um condicionador universal de potência


Serie

Paralelo

Paralelo



ParaleloSérie

Protótipo cabeça-de-série• 220V / 90kVA


Reformulação de Diretrizes para Modernização de PCHs em Operação visando sua Repotenciação• Prover metodologias para otimizar o aproveitamento energético dos recursos

hídricos, especialmente voltadas para repotenciação e recapacitação de PCHs em Operação.



Investigação de cinco grandes temas visando a modernização e repotenciação de PCH’s em operação:• Tomada D’água (limpeza de sedimentos e sujeiras);• Barragem (assoreamentos e erosões, comportas e vertedouros);

• Hidráulica e Turbinas (Novas concepções para o aumento da eficiência hidráulica, buscando o MPPT);

• Conversão Eletromecânica (Avaliar o uso de máquinas assíncronas com o uso de eletrônica de potência);

• Conexão com o Sistema (Avaliar o perfil de tensão, carregamento da rede local, equipamentos de conexão com a rede e técnicas não convencionais).



Sistema SCADA para monitoramento em tempo real da propagação harmônica em Estações Conversoras HVDC• Desenvolvimento e implementação de um sistema SCADA voltado para a

medição e análise em tempo real da propagação de correntes harmônicas em Estações Conversoras de Sistemas de HVDC e suas interligações com o SIN


CS



500 kV

Bateias Campinas

345 kV

FiltrosPassivos

3º/5º

FiltrosPassivos

(HP)

Operação



Equip. 1 Equip. 2 Equip. n

Equip. k

I1 I2In

Ik

Ik

In

I1I2



Compensador Dinâmico de Reativos Aplicado à Geração Eólica• Desenvolvimento e implementação de um protótipo de um compensador

dinâmico de reativos baseado em conversores estáticos de potência no parque eólico da PETROBRAS em Macau/RN

Parque eólico de Macau/RN



Parque eólico Núcleo de Reator Saturado

Rede da

COSERN

STATCOM

13.8kV

480V

Q VPCC~~

Ireator

Controle dinâmico do fluxo de reativos



Desenvolvimento de Conversores Estáticos Monofásicos para Trifásicos Aplicados em Acionamento e Eletrificação Rural• Este projeto consiste no desenvolvimento e implementação de um conversor

estático de baixo custo que receba alimentação monofásica e que possa suprir cargas trifásicas. Sua aplicação é o suprimento de motores de potência fracionária e uso em larga escala, pois este motor é muito mais eficiente que os motores monofásicos.

a b cn

CA220 V

CC

+

_CA

220 V 60 Hz

Mono-Tri

MI

MI

MIa b cn

CA220 V

CC

+

_CA

220 V 60 Hz

Mono-Tri

MIMIMI

MIMIMI

MIMIMI


COPPEUFRJ

COPPEUFRJ

laboratório de eletrônica de potência e média tensão prof. mauricio aredes, dr.-ing

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