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Compensador Série Modularizado para Sistemas de Distribuição até 23 KV

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Agenda

1. Introdução

2. CSM - Compensador Série Modularizado

3. CSM- 01: Primeiro Protótipo

4. CSM- 02: Segundo Protótipo

5. Conclusões

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Introdução

Pioneirismo da CPFL – Sabino - 1.989

1. Alimentador 11,9 kV com 40 km de cabo 4/0 SAA

2. Carga 0,6 MVA-1992 e 1,2 MVA-2002, FP = 87%

3. Q=8 Unidades 84 KVAR /4,04 kV por fase4. XC/XL= 2,0 inicial (ocorreu ressonância)

5. XC/XL = 1,5 final (funcionando até hoje)

Benefícios Obtidos: Postergação até hoje obras previstas p/1992:- Construção da SE Sabino 34,5/11,9KV- Instalação Trafo138/34,5 KV na SE

Cafelândia.- Obras secundárias.

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Introdução

MOTIVAÇÃO

Falta de padrão para sua aplicaçãoPoucas instalações no BrasilCada instalação tratado de forma customizada, utilizando unidades capacitivas e estruturas diferentesExpectativa que sempre há a necessidade de estudos de Transitórios, que são complexos, exige software dedicado e muito tempo para sua realização.

Permitiu desenvolvimento e aplicação de dois tipos:

1.Capacitor sobredimensionado (auto protegido); 2.Capacitor protegido por varistor de óxido de zinco.

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CSM - Compensador Série Modularizado

CSMU: capacitores ou;combinação de capacitores e varistores de ZnO

OUTROS: Chave de by-pass;Rack (estrutura)3 Chaves à vácuo;Reatores; Para-raios; TPPainel de proteção.

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CSM- 01: Primeiro Protótipo

L1

L2/3

L4

L7

PAC

• I3f = 822 A• I3f / Icarga = 2,6• 22 km da SE• 61 MIT- 40 operam• 41º derruba todos

I3f = 718 A

I3f = 639 A

I3f = 610 A

RT 01

RT 02

RT 03

Problema de Estabilidade de Tensão na Distribuição

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CSM- 01: Primeiro Protótipo

Instalado a 20 km da SE (cabo 477 MCM)Reatância indutiva = 8,8 ohmsCapacitor = 144 ohms

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CSM- 01: Primeiro Protótipo

Motores de 50 cv das barcaças

Características do local de Instalação

Motores de 250 cv localizados em L1

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CSM- 01: Primeiro Protótipo

Características do local de Instalação

Motores de 250 cv localizados em L1Transformadores do ponto L1

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CSM- 01: Primeiro Protótipo

Unidades Capacitivas

Chaves By-pass

10 capacitores / faseReatância = 14,4 ohmsXC/XL = 1,64

– instalado na Fazenda Campo Grande – Colômbia (13,8 kV)

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CSM- 01: Primeiro Protótipo

- Corrente durante Testes na Versão Preliminar

-Sobrecorrentes que ocorreram durante a partida do 20º ou 21º MIT

-5 tentativas

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CSM- 01: Primeiro Protótipo

Necessidade de descobrir a causa através de simulações: Sobrecorrentes que ocorreram durante a partida do 20º ou 21º MIT

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CSM- 01: Primeiro Protótipo

Solução encontrada:Acima de 13 cap./fase

15 capacitores por faseReatância = 9,6 ohmsXC/XL = 1,09

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CSM- 01: Primeiro Protótipo

Com todos os motores (61) operando normalmente.

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CSM- 02: Segundo Protótipo

Situado a 29,5 km da S/E, com uma reatância indutiva de 17,1 ΩTensão: 23,1 kV

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CSM- 02: Segundo Protótipo

(4 capacitores (82 ohms) + 9 varistores) / fase

Reatância = 20,5 ohmsXC/XL = 1,20

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CSM- 02: Segundo Protótipo

Com o banco desligado (22/02/2010)

Com o banco ligado (12/04/2010).

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Conclusões

Estrutura padrão comporta até 7 capacitores e 9 varistores.

Possibilidade de utilizar somente capacitores ou capacitores + varistores.

Se a tensão resultante nos terminais dos capacitores, for menor que a tensão suportável por eles o CSMU poderá ser do tipo autoprotegido (sem varistores), senão deverá ser semiprotegido (com varistores).

Chave a vácuo, reatores, painel de comando e proteção, e estrutura, são previamente definidos e dimensionados que poderão fazer parte normal de estoque.

Pode resolver problemas de tensão, partidas de motores, flicker, etc, com investimentos menores que as soluções tradicionais, como construção de novos alimentadores, subestações.

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Cuidados especiais

Ferroressonância: caso a linha tenha que ser energizada com o CSM inserido, devem ser feitas simulações considerando as condições transitórias, para situações que podem gerar níveis de tensão bastante elevados.

Ressonância Subsíncrona: onde há predominância de motores devem ser feitos estudos dos transitórios, considerando a energização dos motores. A reatância capacitiva resultante pode ressonar com a reatância indutiva dos MIT (motores de indução) em uma determinada condição de acionamento dos mesmos.

Proteção contra sobrecorrente: Os ajustes de proteção para a primeira operação ocorra na curva instantânea em tempo inferior a 500ms no caso de CSMU autoprotegido, ou 100ms quando se o CSMU semiprotegido.

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Massayuki Suzuki - CPFL PiratiningaDirceu José Ferreira – CPFL Paulista

Josué de Camargo – Expertise EngenhariaWilson Martins Borges – Expertise Engenharia

Geraldo Peres Caixeta – Expertise Engenharia

OBRIGADO