Regulação de tensão no sistema de potência (recursos utilizados)

Olá pessoal como se controla a tensão elétrica no sistema de potência vem comigo precisamos entender que a tensão elétrica ela é regulada através do controle de potência reativa vejamos o seguinte a potência reativa indutiva e capacitiva devem estar equilibradas no sistema de potência de tal modo que teremos uma tensão elétrica regulada mais perceba se houver um excesso de potência reativa indutiva poderemos ter subtensão e ao contrário poderá provocar sobre tensão no sistema elétrico então a regulação de tensão ela é feita através do controle de potência reativa uma pergunta interessante é para onde vai a potência

reativa do sistema elétrico ora a potência reativa ela é responsável por suprir o campo magnético dos indutores como por exemplo motores transformadores reatores e principalmente ela é responsável pelo controle de tensão no sistema elétrico Observe agora que temos um sistema elétrico com gerador de energia e uma linha de transmissão alimentando uma carga vamos imaginar aqui um grande motor elétrico ora um motor elétrico ele converte energia elétrica e energia mecânica então ele consome uma potência ativa mas ele precisa também magnetizar o enrolamento então ele necessita de potência reativa Quem irá suprir a potência ativa e reativa

da Carga será o nosso gerador através da linha de transmissão teremos então uma transmissão de potência P + jq potência ativa somada a potência reativa fazolhariamente Observe o seguinte não podemos anular a potência reativa consumida pelo motor faz parte do processo é necessário então alimentar o enrolamento para produzir campo magnético mas o que podemos fazer a compensação de essa compensação ela pode ser feita no barramento da carga instalando um banco de capacitor Observe que se a potência do banco de capacitor ela foi igual a potência consumida de reativo pelo motor teremos uma Total compensação de

reativo e então o gerador não precisará gerar essa potência reativa teremos apenas a geração da potência ativa então aliviamos o sistema de transmissão e o que acontece as tensões elas se elevam teremos uma elevação de tensão na barra do gerador e também na Barra Da carga é assim que fazemos regulação de tensão no sistema elétrico quais são Então os recursos de regulação de tensão no sistema elétrico de potência temos bancos de capacitores e reatores também Tap dos transformadores compensadores síncronos e estáticos podemos ainda utilizar a tensão terminal dos geradores do sistema elétrico E em último

caso esgotados todos os recursos de regulação de tensão podemos então desligar linhas de transmissão do sistema como primeiro recurso temos os recursos locais das subestações que são os bancos de capacitores e reatores lembrando o seguinte um banco de capacitor ele fornece reativa então quando ligado ele é leva atenção elétrica na subestação já o reator ele absorve potência reativa então quando ligado ele reduz a tensão elétrica na subestação e temos aqui a simbologia para o banco de capacitor e também para o reator são recursos locais muito utilizados na regulação de tensão vamos entender agora porque um

capacitor eleva atenção na barra onde é conectado temos aqui um sistema elétrico bastante simples e numa subestação temos uma carga consumindo 30 megawat de potência reativa indutiva e como recursos de regulação temos um banco de capacitor de 20 megawat e também um reator de 20 MB Quem então irá suprir essa potência reativa da carga de 30 MB como capacitor está desligado quem Supre é o sistema de transmissão os 30 megawa virar do sistema elétrico e vamos então considerar que a tensão elétrica da Barra é 220kv e desejamos então elevar esse perfil de tensão do sistema

elétrico devemos então injetar potência reativa capacitiva na barra Vamos então ligar o nosso capacitor fazendo isso o que irá acontecer o capacitor era suprir parte da potência reativa da carga como a carga ela é de 30 megawat o banco de capacitor irá suprir 20 MB restando então ao sistema de transmissão apenas uma contribuição com 10 megawat Observe que aliviamos o sistema de transmissão feito isso irão se reduzir as quedas de tensão no sistema elétrico e consequentemente em nossa subestação temos uma elevação de tensão passará de 220 para 230 kv outro recurso muito importante é o

Tap dos transformadores de potência temos em tela que o esquemático de um auto transformador e temos então que a potência reativa ela flui pelo transformador e temos então Tap como o elemento de controle quando elevamos o Tap do transformador nós aumentamos o fluxo de potência reativa do primário para o secundário então Atenção se eleva mas quando reduzimos o Tap do transformador reduzimos então a potência reativa circulante e dessa forma reduzimos a tensão no secundário outra forma de compreendermos essa regulação de tensão é que quando alteramos o Tap do transformador alteramos a relação de transformação e

com isso podemos aumentar ou reduzir a tensão no secundário retornando então a subestação anterior onde tínhamos como recursos locais banco de capacitor e reator podemos acrescentar a subestação um transformador e o recurso é o Tap para elevar ou reduzir a tensão elétrica outro recurso bastante importante é a excitação do gerador síncrono no sistema elétrico são geradores das hidrelétricas termelétricas e também das usinas eólicas temos aqui em tela a nossa representação do gerador e o gerador ele é feito para gerar potenciativa mas temos como controlar a tensão terminal desse gerador e através desse controle podemos fornecer

potência reativa e dizemos então que o gerador está sobre excitado e ele se comporta como um banco de capacitor e reduzindo essa tensão terminal teremos então o gerador absorvendo potência reativa dizemos Então nesse caso que o reator está subesitado e ele funciona como um reator então perceba que podemos ter um gerador do sistema elétrico funcionando como capacitor ou como reator isso é muito importante para a regulação de tensão temos agora o compensador síncrono que nada mais é que o motor síncrono sem carga temos aqui a foto dele numa subestação isolado a gás e como funciona

esse compensador 5 no que é um motor sem carga ele vai funcionar de forma análoga ao controle de tensão no gerador ele pode fornecer ou então absorver potência reativa através do controle da tensão terminal mas a grande diferença é que o ajuste de tensão ele é realizado de forma automática temos um controle automático então Observe Imagine que a tensão no barramento da subestação a qual o compensador síncrono está conectado tem valor 230kv então o compensador síncrono está fornecendo 10 megawat imagine então que ocorre alguma situação no sistema elétrico e a atenção dessa barra ela cai

para 220 kv automaticamente o compensador síncro ele irá fornecer a potência reativa capacitiva para retornar o valor de tensão ao ajuste automático então o compensador passará fornecer nesse exemplo 80 MB e a atenção da Barra retornará aos 230 kv Esse é o controle automático de tensão outro recurso muito importante é o compensador estático e ele difere do compensador síncrono porque ele não é uma máquina girante um motor temos então elementos da eletrônica de potência temos bancos de capacitores e reatores controlados a diretores então o compensador estático análogo ao compensador síncrono ele pode fornecer o absorver

potência reativa e o ajuste de tensão também é através de um controle automático A grande diferença é o controle tiristorizado onde através do ajuste do ângulo de disparo dos tiristores podemos controlar a potência reativa do compensador estático em geral temos reator ou capacitor controlado aterristor Esse é o compensador estático e ele tem uma resposta muito rápida no controle de tensão Porque todo o controle ele é eletrônico não existe inércia não existe partes girantes como o último recurso podemos desligar linhas de transmissão do sistema elétrico e podemos ver nesse gráfico da potência reativa em função da

potência ativa numa linha de transmissão que ela pode operar como capacitor ou como indutor e quando opera na potência natural no cio ela lhe fornece nem absorve potência reativa então o nosso interesse em desligar linhas de transmissão é quando ela está operando como um capacitor que é na carga leve consumo de energia abaixo na madrugada ou então nos feriados e nessa situação esgotados todos os recursos desligamos então um ou mais linhas de transmissão mas para que possamos desligar uma linda e transmissão temos que atender os seguintes requisitos em primeiro lugar esgotados todos os recursos de

regulação de tensão em segundo lugar não pode provocar sobrecargas nas linhas remanescentes E em último lugar temos que garantir a confiabilidade ou seja o desarme de qualquer linha de transmissão não poderá provocar sobrecargas ou perda de carga atendido esses três critérios Vamos então desligar uma linha de transmissão muito sucesso Bons estudos e um forte abraço