Para que serve um BANCO DE CAPACITOR SÉRIE nos sistemas de transmissão de energia?

Olá pessoal vamos agora aos bancos de capacitores utilizados no sistemas elétricos de potência conhecemos bastante os bancos de capacitores xant que são aqueles ligados em paralelo nos barramentos de subestações e indústrias e o objetivo é corrigir o fator de potência como também é levar o perfil de tensão da rede elétrica Mas neste vídeo Vamos focar no banco de capacitor não tão comum é o banco de capacito série com uma grande funcionalidade no sistema de potência vem comigo temos aqui em tela uma linha de transmissão que interliga 2 barramentos da rede elétrica temos um barramento com

tensão v1 e ângulo teta um e o segundo barramento tensão V2 e ângulo teta 2 e pela linha de transmissão passa um fluxo de potência ativa p e Vamos considerar nessa linha de transmissão apenas a reatância série numa modelagem simplificada reatante a série XL ora a transmissão de potência a potência transmitida ela é segundo essa fórmula matemática O produto das tensões v1 x V2 multiplicada pelo Seno do ângulo Delta onde esse ângulo é o ângulo de carga mas o que é o ângulo Delta é a diferença angular entre os barramentos teta um menos teta 2

e essa expressão ela é dividida pela reatância indutiva da linha reatância série perceba então que a reação indutiva está no denominador da expressão se nós reduzirmos essa reatância a potência transmitida pela linha ela aumenta Observe então que se nós inserirmos um capacitor série de reatância xc o denominador da expressão ele diminui porque agora a reatância série resultante será a subtração da reatância indutiva menos a reatância capacitiva dito isso podemos concluir o seguinte quando reduzimos a reatância série de uma linha de transmissão por exemplo inserindo banco de capacitor série nós aumentamos a capacidade de transmissão e

também o fluxo de potência na linha de transmissão vamos agora a um exemplo prático temos aqui uma linha de transmissão e um fluxo de potência entre os barramentos temos no primeiro barramento uma tensão de 235 kv e ângulo defasagem 40 graus e no segundo barramento uma tensão de 230kv com ângulo de defasagem de 10 graus e Vamos considerar como reatância série dessa linha 50 homens vamos calcular agora a potência transmitida sem nenhum capacitor série já Vimos a expressão anteriormente substituindo os valores chegaremos que essa linha nesta condição está transmitindo 540 megawatts e vamos agora inserir

um capacitor série com reatância capacitiva de 15 homens Observe que a reatância capacitiva ela tem sinal negativo em Oposição a redança indut vamos agora fazer o cálculo dessa transmissão de potência com capacitor série substituindo os valores e observe agora que no denominador da expressão temos a diferença da reatância indutiva menos a reatância capacitiva e o resultado será um aumento da potência transmitida resultado 770 megawatts Resumindo tivemos um aumento de 40% na transmissão de potência inserindo um banco de capacitor série percebemos aí de forma prática a grande utilidade desse capacitor série vamos agora listar as vantagens

de um capacito série numa linha de transmissão já vimos o seguinte ele aumenta a capacidade de transmissão da linha também permite o controle da potência ativa do fluxo de potência que passa pela linha e também aumenta a estabilidade do sistema elétrico porque porque ele reduz a distância elétrica hora sabemos que quanto maior o comprimento da linha de transmissão maior será a reatância indutiva série então quando inserimos o banco de capacito série estamos reduzindo essa série consequentemente é como se estivéssemos reduzindo o comprimento da linha de transmissão por isso que falamos de estabilidade dessa aproximação a

redução da distância elétrica entre subestações qual seria então o lugar apropriado para a inserção desse banco de capacitor série na linha de transmissão o melhor lugar seria no ponto médio no centro da linha de transmissão Mas isso é completamente inviável pois teríamos que colocar no meio de toda a linha de transmissão uma nova subestação para inserir então um banco de capacito série isso aumentaria demais os custos do sistema de transmissão como é feito na prática temos os bancos de capacitores em série na linha de transmissão conectados Nas extremidades Onde existem as subestações por exemplo temos

aqui nessa linha de transmissão numa das extremidades na subestação banco de capacito série um e o disjuntor um deste banco e na outra extremidade da linha transmissão temos também o banco de capacito Série 2 com disjuntor 2 agora temos uma linha de transmissão com dois bancos pastores série em cada uma das substações ou seja em suas extremidades E por que precisa do disjuntor Perceba o seguinte se os disjuntores estiverem fechados significa que o capacitor série está vai passado ou seja não passa por ele corrente elétrica mas no momento em que abrimos os disjuntores forçamos então

que o fluxo de potência passe pelo capacitor série então dizemos que o banco de capacitor série está inserido na linha de transmissão e perceba então graficamente que temos a passagem do fluxo de potência agora pelos bancos de capacitores série ou seja esses bancos eles estão em operação reduzindo a reatância série e aumentando a capacidade de transmissão de nossa linha nesse sistema de transmissão nós podemos ainda evoluir e considerar bancos de capacitores séries controlado por tires ou seja através dos terestores podemos fazer um controle automático do fluxo de potência porque essa capacitância essa reatância capacitiva Ela

será variável de acordo com o ângulo de disparo dos tiristores é o controle fino da potência da linha de transmissão nessa situação temos o que chamamos de facts que são dispositivos que fazem uso da eletrônica de potência para fornecer flexibilidade ao sistema de transmissão e a flexibilidade nesse caso é o controle automático do fluxo de potência através do banco de capacitor Vamos focar agora na configuração interna do banco de capacitor série vamos observar os elementos principais temos aqui uma linha de transmissão e o capacitor série o capacitor é o elemento principal é ele que vai

fornecer a reatância capacitiva série ora temos que também citar o nosso disjuntor cuja função é inserir o vai passar o capacitocere e esse capacitor quando é vai passar ele precisa ser descarregado Então precisamos de um circuito amortecedor ele é composto por resistor indutor e centelhador e o objetivo dele é amortecer ilimitar a corrente de descarga do capacitor não menos importante temos o nosso varistor o objetivo dele é proteger o capacitor da sobretensão nessa condição de sobretensão o varistor reduz bastante o valor da sua resistência oferecendo um caminho paralelo de menor impedância Protegendo o capacitor da

sobretensão E também temos o centelhador o objetivo dele é proteger o capacitor E também o varistor das correntes de curto-circuito externas Perceba o capacitor série ele está em série com a linha de transmissão então qualquer curto circuito nessa linha a corrente de curto passa pelo capacitor então para proteger o de sobre aquecimentos ou de alguma danificação o centelhador ele entra Então como um caminho paralelo oferecendo um caminho de menor resistência Protegendo o capacitor da corrente de curto-circuito Valeu pessoal Espero que tenham gostado do vídeo Um forte abraço e bons estudos