Resumo

Nesse trabalho são apresentados o conceito e a importância das análises de

estabilidade e confiabilidade em sistemas elétricos de potência. Além disso, são

demonstradas situações (que podem ocorrer na prática) de alterações nas condições

normais de operação do sistema e o que acontece com sua estabilidade e confiabilidade.

É apresentado também algumas soluções que podem ser tomadas nestas situações

adversas para tornar a rede mais confiável e estável.

1-Introdução

O sistema elétrico de potência é um setor fundamental para garantir qualidade de

vida da população e o desenvolvimento econômico de um país. Sendo assim, é

necessário ter um planejamento para garantir o suprimento de energia elétrica, de forma

confiável e eficiente, aos consumidores.

Nesse contexto, o setor de planejamento e operação de sistemas elétricos de

potência é uma área de grande importância na cadeia de produção, principalmente em

um país de tamanho continental como o Brasil, onde os grandes centros de consumo

estão afastados dos grandes centros de produção de energia elétrica. [1]

As empresas do setor elétrico realizam seu planejamento com base na análise da

estabilidade do sistema e análise de confiabilidade. [3]

A análise de estabilidade é o estudo do comportamento do sistema quando ele

sofre alguma perturbação. Essa análise pode ser de dois tipos:

Análise da Estabilidade em Regime Permanente: estuda como o sistema

reage a pequenas variações. De acordo com a IEEE, um sistema elétrico

de potência é considerado estável em regime permanente, quando após

sofrer uma

Análise de Estabilidade em Regime Transitório: estuda o comportamento

de um sistema após a ocorrência de uma grande e subida perturbação.

Já a análise de confiabilidade, é estimada a qualidade e a continuidade do

fornecimento de energia elétrica. Essa análise, é feita a partir de vários índices de

confiabilidade e de desempenho do sistema de potência. Como mostrado a seguir:[5]

Índices para Pontos de Carga:

FIC Freqüência de Interrupção Individual por Unidade Consumidora

[falhas/ano]

DIC Duração de Interrupção Individual por Unidade Consumidora

[horas/ano]

r Duração da Falha [horas]EENS Energia Esperada Não

Suprida[kWh/ano]

Índices de Sistema:

FEC

Freqüência Equivalente de Interrupção por Unidade Consumidora

[Interrupções/consumidor ano]

DECDuração Equivalente de Interrupção por Unidade Consumidora[horas/consumidor ano]

2. Desenvolvimento

A seguir serão analisadas situações que afetam a estabilidade e a confiabilidade

de um determinado sistema.

Condições normais de operações

Em condições normais de operação tem-se duas áreas elétricas interligadas

através de duas linhas de transmissão de 500kV. O comprimento das linhas é de 600

km, e foram construídas por torres diferentes. As áreas elétricas possuem geração, para

alimentar a demanda, só que uma das áreas é deficitária e precisa suprir seu déficit

através da interligação.

As seguintes situações de anomalias são verificadas

As duas linhas possuem disjuntores tripolares em seus extremos, e um

desses disjuntores abre.

Nessa situação a estabilidade e a confiabilidade do sistema é afetado. No

momento em que os disjuntores de uma linha abrem, ocorre um grande

transitório, pois todo o fluxo de energia é direcionado para a linha que

permaneceu energizada tornado o sistema menos estável. A linha que continua

ativa, pode ser sobrecarregada e quando atingir o limite térmico ocorrer abertura

do outro disjuntor.

Além de menos estável, o sistema diminui sua confiabilidade pois as duas áreas

agora são supridas por apenas uma linha de transmissão que pode sobrecarregar

ou apresentar outros distúrbios, podendo deixar a área que não apresenta

geração suficiente comprometida.

Uma maneira de se evitar a sobrecarga seria um alívio de carga. Uma maneira

de aumentar a estabilidade e confiabilidade desta rede seria a utilização de

disjuntores unipolares, que permitem o desligamento de apenas das fases que

estejam com defeito.

As duas linhas possuem disjuntores tripolares em seus extremos, e uma das

linhas abre seus disjuntores, e passado algum tempo a linha que fica em

operação registra sobrecarga e também a abre seus disjuntores.

Quando os disjuntores da linha que permaneceu energizada são abertos, as duas

regiões ficam isoladas eletricamente. Acontece grandes transitórios nas duas

regiões. Na região em que possui geração suficiente para suprir sua demanda

ocorre um alívio de carga, pois agora ela está fornecendo apenas para si. Já a

região em que não possui geração suficiente, ocorre uma sobrecarga

necessitando o desligamento de alguns consumidores desta área para garantir

que suas subestações permaneçam em atividade, diminuindo desta forma sua

estabilidade e confiabilidade.

Religamento dos disjuntores

O religamento deve ser gradual para não gerar grandes transitórios. Mesmo

nessas condições, ocorre um transitório na rede podendo gerar sobretensões.

Este último, é diminuindo fazendo de controle eletrônico que possibilita que a

manobra ocorra em um ponto ótimo da onda tensão dos contados do disjuntor.

[4]

3.Conclusões

Com o presente trabalho foi possível verificar como a estabilidade e a

confiabilidade dos sistemas elétricos de potência se comportam em situações

adversas. Foi mostrado também, como esses aspectos podem ser melhorados

com a utilização de proteções e técnicas de religamento que possibilitem uma

melhor continuidade do fornecimento de energia.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1]- Patricia Mestas Valero-CONTROLE ADAPTATIVO PARA RELIGAMENTO

TRIPOLAR APLICADO A LINHAS DE TRANSMISSÃO COM

COMPENSAÇÃO REATIVA EM DERIVAÇÃO-Tese de Doutorado DSCE-FEEC-

UNICAMP, Campinas, setembro 2011.

[2]- Antonio J.A. Simões Costa e Aguinaldo S. e Silva-Controle e Estabilidade de

Sistemas Elétricos de Potência, Capítulo 6 Estabilidade de Sistemas de Potência,

Florianópolis, agosto de 2000.

[3]-Waltencir dos Santos Andrade- AVALIAÇÃO DA CONFIABILIDADE DE

SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO E SUB-TRANSMISSÃO CONSIDERANDO

GERAÇÃO DISTRIBUÍDA- Tese de Doutorado COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro,

outubro de 2007.

[4]-A. B. Fernandes, A. Samuel Neto, K. H. M. Lemes, G. M. Martins*-

Representação da geração eólica em estudos de transitório eletromagnéticos-

Revista Setor Elétrico- Edição 105 2014.

[5]-A.M. Cassula; A.M. Leite da Silva; L.A.F. MansoI; R. Billinton-Avaliação da

confiabilidade em sistemas de ditribuição considerando falhas de geração e

transmissão-Sba Controle & Automação vol.14 no.3 Campinas July/Sept. 2003