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GERAÇÃO DISTRIBUÍDA NO PARANÁ: ANÁLISE DA OPERAÇÃO EM PARALELO COM O SISTEMA AUTORES: - Leo Mikami, ITAI/Power Solution Eng. Ltda. - Júlio Henrique Dreher,

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1 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

2 GERAÇÃO DISTRIBUÍDA: ANÁLISE DA OPERAÇÃO EM PARALELO COM O SISTEMA - INTRODUÇÃO - CLASSIFICAÇÃO DAS FALHAS - AJUSTES DAS PROTEÇÕES - RESULTADOS E DISCUSSÃO

3 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

4 Y Motor Reg Veloc Reg Tensão Carga local Controlador Digital e Proteção do biodigestor Contactor/disjuntor do gerador Contactor/disjuntor do gerador lado da rede PAINEL DE SUPERVISÃO, CONTROLE E PROTEÇÃO Partida e parada Concessionária 220V ou 380V freqüência ref. de freqüência T. terminal ref. de tensão ARRANJO GERAL

5 o 81u kW Y Y Rede Copel Consumidor Cargas Transf. Copel 34,5/0,22kV KG KC 78TX 78 Disj. Termomagnético Contactor c/bob. comando e contatos de status 0,22kV Abertura e fechamento Status contactor relés externos Relés do gerador o 81u Relés da rede CONTROLADOR DIGITAL ESQUEMA DE PROTEÇÃO Y

6 CARACTERÍSTICAS DA REDE DE DISTRIBUIÇÃO - ALIMENTADORES - SISTEMA RADIAL - FONTE DE CURTO-CIRCUITO: CONCESSIONÁRIA - FONTE UNIDIRECIONAL - RELIGADORES AUTOMÁTICOS - RELIGADORES EM CASCATA - CHAVES RELIGADORAS (REPETIDORAS)

7 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

8 TIPO DE GERADOR - SÍNCRONO, CONEXÃO ESTRELA COM NEUTRO ATERRADO - ASSÍNCRONO (INDUÇÃO): FORA DE ESCOPO

9 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)

10 CORRENTES DE 3 a. 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

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12 FATOR DE RANHURA 5/6

13 FATOR DE RANHURA 2/3

14 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

15 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!

16 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 ilhada Q – Idem para potência reativa Zona de não detecção Zona de detecção

17 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

18 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

19 - 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

20 AJUSTES DAS PROTEÇÕES

21 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 externo (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

22 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

23 RESULTADOS E DISCUSSÃO - CURTO-CIRCUITO NO TRONCO COM RELIGAMENTO RÁPIDO

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25 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

26 RESULTADOS E DISCUSSÃO - ABERTURA DO TRONCO SEM FALTA

27 RESULTADOS E DISCUSSÃO - ABERTURA DO TRONCO SEM FALTA (REGISTRO DE CURTA DURAÇÃO)

28 - DESEMPENHO DOS REGULADORES DE TENSÃO E DE VELOCIDADE RESULTADOS E DISCUSSÃO

29 - CURTO-CIRCUITOS EM OUTROS ALIMENTADORES OU RAMAIS DESLIGAMENTOS COM E SEM PARADA TOTAL - ATUAÇÃO DOS RELÉS 51 E 78

30 RESULTADOS E DISCUSSÃO - CURTO-CIRCUITOS EM OUTROS ALIMENTADORES OU RAMAIS

31 RESULTADOS E DISCUSSÃO - CURTO-CIRCUITOS EM OUTROS ALIMENTADORES OU RAMAIS (CLASSE 1)

32 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

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34 RESULTADOS E DISCUSSÃO -POTÊNCIA REVERSA - 47 DESLIGAMENTOS DO GERADOR - ATUAÇÃO DO RELE 32

35 - UM DESLIGAMENTO DO GERADOR - ATUAÇÃO DO RELE 46 RESULTADOS E DISCUSSÃO - DESBALANÇO DE CARGA

36 CONCLUSÕES - ATUAÇÃO COORDENADA DO GERADOR E RELIGADOR - REDUNDÂNCIA DE PELO MENOS DOIS RELÉS - FALTA DE SELETIVIDADE - BAIXO NÍVEL DE 3 a. HARMÔNICA PARA GERADORES COM FATOR DE PASSO 2/3 - PENDÊNCIAS: ELIMINAÇÃO DAS OSCILAÇÕES DE POTÊNCIA, POTÊNCIA REVERSA -> SERIA PROBLEMA DE QUALIDADE DE GÁS?


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