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

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

ESQUEMA DE PROTEÇÃO Y Rede Copel Transf. Copel 34,5/0,22kV Consumidor kW Disj. Termomagnético Contactor c/bob. comando e contatos de status Cargas Abertura e fechamento KC Status contactor relés externos 78TX 78 0,22kV KG 25 32 46 51 Status contactor Relés do gerador 27 59 81o 81u Relés da rede 27 59 78 81o 81u Y CONTROLADOR DIGITAL Abertura e fechamento

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

FATOR DE RANHURA 5/6

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) Zona de detecção Zona de não detecção Q (kVAr) P – Diferença entre a potencia ativa total da carga e dos GD da área ilhada Q – Idem para potência reativa

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

MODO DE FALHA INTERNO AO GCP-32 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

AJUSTES DAS PROTEÇÕES

AJUSTES DAS PROTEÇÕES Ajuste Proteções da rede Pick - up temporizacao Salto de vetor interno (78) Monofásico:6 graus instantâneo OBS: restrição de tensão de < 70% Trifásico:8graus instantâneo Salto de vetor extern o (78) Monofásico :6graus instantâneo restrição de tensão  20% - - Sobrefreqüência (81Sob) 101,6% 0,06s 92% 0,06s Subfreqüência (81Sub) Sobretensão (59) 110% 0,1s 90% 0,06s Subtensão (27)

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)

RESULTADOS E DISCUSSÃO DESEMPENHO DOS REGULADORES DE TENSÃO E DE VELOCIDADE

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

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

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?