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Parte 2: Compensadores “Shunt”:

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1 Parte 2: Compensadores “Shunt”:
SVC: Static Var Compensator Statcom: Static Synchronous Compensator prof. Porfirio Cabaleiro Cortizo Grupo de Eletrônica de Potência -GEP Depto. Engenharia Eletrônica - DELT-UFMG Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

2 Características ideais dos compensadores ativos
Do ponto de vista da rede elétrica: Corrente absorvida da rede elétrica com baixa distorção harmônica total; Fator de potência de entrada unitário Do ponto de vista da carga: Tensão na carga regulada; Tensão sobre a carga com baixa distorção harmônica total Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

3 Conversores empregados nos compensadores ativos
TCR – “Thyristor Controlled Reactor” TSR – “Thyristor Switched Reactor” TSC – “Thyristor Switched Capacitor” SVG – “Static Var Generator” SVC – “Static Var Compensator” STATCOM – “Static Synchronous Compensator” Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

4 Princípio de funcionamento do filtro ativo paralelo.
Gerador – rede c.a. Carga não Linear Compensador estático de reativos Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

5 TCR – “Thyristor Controlled Reactor” (I)
VTCR VL ITCR Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

6 TCR – “Thyristor Controlled Reactor” (II)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

7 TCR – “Thyristor Controlled Reactor” (III)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

8 TCR – “Thyristor Controlled Reactor” (IV)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

9 TCR – “Thyristor Controlled Reactor” (V)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

10 TCR – “Thyristor Controlled Reactor” (VI)
A corrente no indutor do TCR é não senoidal e a análise de Fourier é usada para encontrar a componente fundamental da corrente: Onde b1=0 devido a simetria de onda par e os harmônicos pares não existem devido a simetria de meia onda. Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

11 TCR – “Thyristor Controlled Reactor” (VII)
A susceptância do TCR pode ser variada continuamente desde um máximo (BTCR=V/wL) em a=p/2 até um mínimo (BTCR=0 ) em a=180 Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

12 TCR – “Thyristor Controlled Reactor” (VIII)
A análise de Fourier mostra que não há harmônicos pares presentes na corrente do TCR: Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

13 TCR – “Thyristor Controlled Reactor” (IX)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

14 TCR – “Thyristor Controlled Reactor” - Trifásico (X)
TCR a 6 pulsos Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

15 TCR – “Thyristor Controlled Reactor” - Trifásico (XI)
TCR a 6 pulsos Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

16 TCR – “Thyristor Controlled Reactor” - Trifásico (XII) TCR a 12 pulsos
Redução dos harmônicos da corrente na rede alternada Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

17 TCR – “Thyristor Controlled Reactor” (XIII) Características dos TCR
Perdas dependentes do fator de Qualidade do indutor: O fator de Qualidade (Q) varia entre 40 e 100; Limitação da capacidade de sobrecarga devido a construção dos indutores com núcleo de ar; Tempo de resposta da ordem de 1,5 a 3 ciclos Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

18 TCR – “Thyristor Controlled Reactor” (XIV)
IL Vca BL máximo para a = 90o BL mínimo = 0 para a = 180o XL variável e dependente de a Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

19 TSC – “Thyristor Switched Capacitor” (I)
ITSC VTSC VC Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

20 TSC – “Thyristor Switched Capacitor” (II)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

21 TSC – “Thyristor Switched Capacitor” (III)
Vca BC fixo IC Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

22 SVC – “Static Var Compensator ” (I)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

23 SVC – “Static Var Compensator ” (II)
IL Vca a = 90o IC BL BC ILmax ICmax a = 180o Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

24 SVC – “Static Var Compensator ” (III)
Tiristor disparado por pulso elétrico Tiristor disparado por Luz Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

25 SVC – “Static Var Compensator” (IV)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

26 SVC – “Static Var Compensator ” (V)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

27 SVC – “Static Var Compensator ” (VI)
Filtros sintonizados e passa-altas Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

28 SVC – “Static Var Compensator” (VII)
Vt = Vca - XLIq Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

29 SVC – “Static Var Compensator” (VIII)
Sem Compensação IL Vt IC ILmax ICmax Linha de carga 3 VT=Vref Linha de carga 1 IL2 Com Compensação Linha de carga 2 IC2 Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

30 SVC – “Static Var Compensator ” (IX)
V=Vref – XSL.ISVC XSL varia de 0 a 5% Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

31 SVC – “Static Var Compensator ” (X)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

32 SVC – “Static Var Compensator” (XI)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

33 SVC – “Static Var Compensator ” (XII)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

34 SVC – “Static Var Compensator ” (XIII)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

35 SVC – “Static Var Compensator” (XIV)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

36 SVC – “Static Var Compensator” (XV)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

37 SVC – “Static Var Compensator ” (XVI)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

38 SVC – “Static Var Compensator ” (XVII)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

39 SVC – “Static Var Compensator” (XVIII)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

40 Compensador Statcom (I)
Four Legs Capacitor Split Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

41 Compensador Statcom (II)
Ia Ib Ic a,b,c a,b,0 d,q Ia* Ib* Ic* icomp Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

42 Compensador Statcom (III)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

43 Carga desequilibrada e Tensão de rede equilibrada.
As correntes na rede elétrica são senoidais e equilibradas e o fator de potência é unitário. Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

44 Carga e Tensão de rede desequilibradas.
As corrente na rede elétrica são senoidais e equilibradas e o fator de potência é unitário. Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

45 Carga e Tensão de rede desequilibradas + Harmônicos
As corrente na rede elétrica são senoidais e equilibradas e o fator de potência é unitário. Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

46 Carga e Tensão de rede desequilibradas + Harmônicos
Carga e Tensão de rede desequilibradas + Harmônicos. Limitação da freqüência de chaveamento do inversor. Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

47 Compensador Statcom (IV)
Sem Compensação IL Vt IC ILmax ICmax Linha de carga 3 VT=Vref Linha de carga 1 IL2 Com Compensação Linha de carga 2 IC2 Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

48 Compensador Statcom (V)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

49 Compensador Statcom (VI)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

50 Compensador Statcom (VII)
Controle da tensão no capacitor no barramento cc Tensão no barramento cc deve ser maior que o valor de pico da tensão fase-neutro da entrada; Compensador deve absorver uma potência ativa para compensar perdas e controlar tensão no barramento cc. Injeção de corrente ativa : Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

51 Compensador Statcom (VIII)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo

52 Compensador Statcom (IX)
Vantagens Filtragem seletiva de harmônicos; Sintonia em tempo real; Não introduz ressonâncias adicionais; Possibilidade de equilibrar a carga do ponto de vista da concessionária; Capaz de compensar desbalanços tanto da carga quanto da rede elétrica. Desvantagens Equipamento de eletrônica de potência sofisticado e caro; Limitação de potência. Dificuldades Tecnológicas atual Tempo de processamento do elevado, limita a banda passante do filtro ativo, provocando “spikes” na forma de onda da corrente na rede elétrica. Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo


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