GERAÇÃO DISTRIBUÍDA NO PARANÁ: ANÁLISE DA OPERAÇÃO EM PARALELO COM O SISTEMA
AUTORES:
- Leo Mikami, ITAI/Power Solution Eng. Ltda.
- Júlio Henrique Dreher, ITAI
- Diógenes da Cunha Marques, COPEL
- Francisco J. A. de Oliveira, COPEL
GERAÇÃO DISTRIBUÍDA: ANÁLISE DA OPERAÇÃO EM PARALELO COM O SISTEMA
- INTRODUÇÃO
- CLASSIFICAÇÃO DAS FALHAS
- AJUSTES DAS PROTEÇÕES
- RESULTADOS E DISCUSSÃO
INTRODUÇÃO
- OPERAÇÃO EXPERIMENTAL NA GRANJA COLOMBARI (50kVA)
- PAINEL COMPOSTO DE CONTROLADOR WOODWARD GCP-32 E RELÉ 78 EXTERNO
- OPERAÇÃO EM PARALELO COM A CONCESSIONÁRIA -> GD
Y
Motor
RegVeloc
RegTensão
Cargalocal
Controlador Digitale
Proteção
do biodigestor
Contactor/disjuntordo gerador
Contactor/disjuntordo gerador lado da rede
PAINEL DE SUPERVISÃO, CONTROLE E PROTEÇÃO
Part
ida e
para
da
Conce
ssio
nári
a
220V ou 380V
freq
üên
cia
ref.
de f
req
üên
cia
T.
term
inal
ref.
de t
en
são
ARRANJO GERAL
46 32
27 59
25 51
81o 81u
kW
Y
YRede Copel
Consumidor
Cargas
Transf. Copel 34,5/0,22kV
KG
KC
78TX 78
Disj. Termomagnético
Contactor c/bob. comandoe contatos de status
0,22kV
Abertura e fechamento
Abertura e fechamento
Status contactor
Status contactor
relés externos
Relés do gerador
27 59 78 81o 81u
Relés da rede
CONTROLADOR DIGITAL
ESQUEMA DE PROTEÇÃO
Y
CARACTERÍSTICAS DA REDE DE DISTRIBUIÇÃO - ALIMENTADORES
- SISTEMA RADIAL
- FONTE DE CURTO-CIRCUITO: CONCESSIONÁRIA
- FONTE UNIDIRECIONAL
- RELIGADORES AUTOMÁTICOS
- RELIGADORES EM CASCATA
- CHAVES RELIGADORAS (REPETIDORAS)
COORDENAÇÃO DAS PROTEÇÕES
- QUANDO DE FALTA NO TRONCO DO ALIMENTADOR , O GERADOR DEVERÁ SER DESLIGADO ANTES DO RELIGAMENTO DO ALIMENTADOR. O GERADOR É DESCONETADO EM MENOS DE 150ms.
- SELETIVIDADE: POUCA
- DESLIGAMENTOS PARA CURTOS-CIRCUITOS EM OUTROS RAMAIS OU ALIMENTADORES
- OCASIONA ELEVADO NÚMERO DE DESLIGAMENTO DO GERADOR
- GD: OPERAÇÃO DE NATUREZA ENERGÉTICA SEM SUPORTE À OPERAÇÃO ELÉTRICA
TIPO DE GERADOR
- SÍNCRONO, CONEXÃO ESTRELA COM NEUTRO ATERRADO
- ASSÍNCRONO (INDUÇÃO): FORA DE ESCOPO
TIPO DE CONEXÃO DO TRANSFORMADOR ELEVADOR (ABAIXADOR)
- 220/13200V: ESTRELA ATERRADA NA BAIXA E DELTA NA ALTA TENSÃO
- 220/33000V: ESTRELA ATERRADA NA BAIXA E NA ALTA TENSÃO
- GERADOR: ESTRELA COM NEUTRO ATERRADO VIA HASTE (EM GERAL OS NEUTROS DO GERADOR E DO TRANSFORMADOR ELEVADOR SÃO CONECTADOS METALICAMENTE)
CORRENTES DE 3a. HARMÔNICA
- GERADORES CONSTRUÍDOS P/FABR. BRASILEIROS ANTES DE 2006: FATOR DE RANHURA: 5/6 -> FONTE DE TENSÃO DE 3a. HARMÔNICA
- PARA REDUZIR ESSE EFEITO: FATOR DE RANHURA 2/3
(f ile HARM03.pl4; x-v ar t) s1:IA s1:IB s1:IC 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10[s]
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
-500
-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
500
2.5 2.52 2.54 2.56 2.58 2.6
Ia, Ib, Ic (A)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
2.5 2.52 2.54 2.56 2.58 2.6
3Io (A)
FATOR DE RANHURA 5/6
Freqüência (Hz) Amplitude (A) Ângulo (°) %(60Hz) 0 0,01 0,00 0,04 60 26,55 0,00 100,00
120 0,03 14,88 0,10 180 5,00 80,64 18,82 240 0,02 104,17 0,08 300 0,49 -21,14 1,84
FATOR DE RANHURA 2/3
CHAVES (FUSÍVEIS) RELIGADORA/REPETIDORA
- TEMPO DE RELIGAMENTO ENTRE 0,4 A 1,0s (DADOS DE DOIS FABRICANTES NACIONAIS)
- TEMPO MÍNIMO DE RELIGAMENTO DE 0,4s – TESTES NO CEPEL DE ALGUMAS CHAVES RELIGADORAS
- O TEMPO MÍNIMO DEVERIA SER MAIOR QUE 0,2s
- ENTRETANTO, É PRUDENTE VERIFICAR SE A INFORMAÇÃO ACIMA SERVE PARA QUAISQUER CHAVES RELIGADORAS
CARACTERÍSTICA DO RELÉ 78
- DEFINIÇÃO ASA: Relé que atua em função de um ângulo de fase predeterminado entre duas tensões ou entre duas correntes ou entre uma corrente e uma tensão
- O RELÉ 78 É TAMBÉM CONHECIDO COMO SALTO DE VETOR, PHASE SHIFT, ETC
- POSSIBILITA RESTRIÇÃO DE TENSÃO
- PROBLEMA DE TECNOLOGIA: ZONA DE NÃO ATUAÇÃO/DETECÇÃO (ZND)
- HÁ TAMBÉM RELÉ 78 (78TX) BASEADO EM TAXA DE VARIAÇÃO DA FREQÜÊNCIA
- O 78TX POSSUI ZND MENOR QUE 78!
ZONA DE NÃO DETECÇÃO DE ILHAMENTO
- TODAS AS PROTEÇÕES INDICADAS POSSUEM ZONA DE NÃO DETECÇÃO
- O RELÉ 78 E 78TX POSSUEM OS MENORES ZND
P (kW)
Q (kVAr)
P – Diferença entre a potencia ativa total da carga e dos GD da área ilhadaQ – Idem para potência reativa
Zona de não detecção
Zona de detecção
SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA DE ZONA DE NÃO DETECÇÃO
- O TOTAL DE POTÊNCIA ATIVA DOS GDs (ÍNDICE DE PENETRAÇÃO) NÃO DEVERÁ ULTRAPASSAR 50% DA CARGA MÍNIMA DO SEGMENTO POSSÍVEL DE ILHAMENTO
- FATOR DE POTÊNCIA PRÓXIMO DA UNIDADE (CASO NÃO HAJA PROBLEMA DE PERFIL DE TENSÃO ELEVADO)
-HABILITAR/INCLUIR BLOQUEIO DE RELIGAMENTO AOS RELIGADORES DAS CONCESSIONÁRIAS EM CASO DE LINHA VIVA
CLASSIFICAÇÃO DAS FALHAS
- CURTO-CIRCUITO COM ABERTURA, COM E SEM RELIGAMENTO DO TRONCO
- CURTO-CIRCUITOS FORA DO TRONCO
- ABERTURA DO TRONCO SEM FALTA
- POTÊNCIA REVERSA
- DESBALANÇO DE CARGA
- OSCILAÇÃO DE POTÊNCIA
- CLASSE 0: ADVERTÊNCIA, SEM INTERRUPÇÃO DO GER, MSG NO PAINEL.
- CLASSE 1: IDEM CLASSE 0, ALARME SONORO, PARADA PARCIAL (GER À VAZIO)
- CLASSE 2: PARADA TOTAL ANTECEDIDO DE RESFRIAMENTO
- CLASSE 3: PARADA TOTAL E IMEDIATA
MODO DE FALHA INTERNO AO GCP-32
AJUSTES DAS PROTEÇÕES
Ajuste Proteções do gerador
Pick-up temporização Sobrecarga com gerador na rede 120% 10s Sobrecarga com gerador isolado 120% 8s Potência reversa (32) -10% 3,5s Desbalanço de corrente do estator (46) 20% 5,0s Sobre corrente nível 1 (51) 155% 10,0s Sobre corrente nível 2 (51) 200% 0,06s Sobrefreqüência (81Sob) 113% 0,3s Subfreqüência (81Sub) 90% 0,06s Sobretensão (59) 110% 0,3s Subtensão (27) 80% 0,06s
AJUSTES DAS PROTEÇÕES
Ajuste Proteções da rede
Pick -up temporizacao Monofásico:6 graus instantâneo Salto de vetor interno (78)
OBS: restrição de tensão de < 70% Trifásico:8graus instantâneo
Monofásico :6graus instantâneo Salto de vetor extern o (78) restrição de tensão 20% - -
Sobrefreqüência (81Sob) 101,6% 0,06s
Subfreqüência (81Sub) 92% 0,06s
Sobretensão (59) 110% 0,1s
Subtensão (27) 90% 0,06s
RESULTADOS E DISCUSSÃO
- CURTO-CIRCUITO NO TRONCO COM RELIGAMENTO RÁPIDO
- TRES DESLIGAMENTOS
- O GERADOR FOI DESLIGADO PELAS ATUAÇÕES DO 78 INTERNO E EXTERNO
- DESLIGAMENTO DO KC POR DROP-OUT
RESULTADOS E DISCUSSÃO
- CURTO-CIRCUITO NO TRONCO COM RELIGAMENTO RÁPIDO
RESULTADOS E DISCUSSÃO
- ABERTURA DO TRONCO SEM FALTA
- QUATRO ABERTURAS
- ATUAÇÃO DO RELÉ DE SOBRECORRENTE (I>200% & t > 60ms) APÓS AB. DO RELIGADOR
- ATUAÇÕES DOS SALTO DE VETORES INTERNO E EXTERNO
RESULTADOS E DISCUSSÃO
- ABERTURA DO TRONCO SEM FALTA
RESULTADOS E DISCUSSÃO
- ABERTURA DO TRONCO SEM FALTA (REGISTRO DE CURTA DURAÇÃO)
- DESEMPENHO DOS REGULADORES DE TENSÃO E DE VELOCIDADE
RESULTADOS E DISCUSSÃO
RESULTADOS E DISCUSSÃO
- CURTO-CIRCUITOS EM OUTROS ALIMENTADORES OU RAMAIS
- 129 DESLIGAMENTOS COM E SEM PARADA TOTAL
- ATUAÇÃO DOS RELÉS 51 E 78
RESULTADOS E DISCUSSÃO
- CURTO-CIRCUITOS EM OUTROS ALIMENTADORES OU RAMAIS
RESULTADOS E DISCUSSÃO
- CURTO-CIRCUITOS EM OUTROS ALIMENTADORES OU RAMAIS (CLASSE 1)
RESULTADOS E DISCUSSÃO
- DESLIGAMENTO DURANTE OSCILAÇÃO DE POTÊNCIA
- QUINZE DESLIGAMENTOS DO GERADOR
- ATUAÇÃO DO RELES 78 EXTERNO
- SUSPEITA DA SEÇÃO TRANSVERSAL DO TUBO DE ADUÇÃO
RESULTADOS E DISCUSSÃO
-POTÊNCIA REVERSA
- 47 DESLIGAMENTOS DO GERADOR
- ATUAÇÃO DO RELE 32
- UM DESLIGAMENTO DO GERADOR
- ATUAÇÃO DO RELE 46
RESULTADOS E DISCUSSÃO
- DESBALANÇO DE CARGA
CONCLUSÕES
- ATUAÇÃO COORDENADA DO GERADOR E RELIGADOR
- REDUNDÂNCIA DE PELO MENOS DOIS RELÉS
- FALTA DE SELETIVIDADE
- BAIXO NÍVEL DE 3a. HARMÔNICA PARA GERADORES COM FATOR DE PASSO 2/3
- PENDÊNCIAS: ELIMINAÇÃO DAS OSCILAÇÕES DE POTÊNCIA, POTÊNCIA REVERSA -> SERIA PROBLEMA DE QUALIDADE DE GÁS?
Top Related