Cigré/Brasil CE B5 – Proteção e Automação Seminário Interno de Preparação para a Bienal 2006 Rio de Janeiro, setembro/06

Dados do Artigo Número  B5-207 Título  Maintaning System Integrity to Prevent Cascading Blackout Autoria  Ding Zhong Meng País  Hong Kong - China

Objetivo Analisar as causas comuns, antes e durante as ocorrências, de 7 grandes Desligamentos em Cascata ocorridos entre 1965 e 2003; Propor medidas para evitar estas ocorrências e limitar suas conseqüências.

Destaques  Causas anteriores aos desligamentos: Temperaturas ambientes e cargas elevadas; Faltas em barramentos e linhas;  Causas após o início dos desligamentos: Operação das proteções por sobrecarga (pricipalmente reativa), na presença de baixa tensão no sistema; Trips das linhas são as causas mais freqüentes do início dos Desligamentos em Cascata; Após o desligamento da 1ª linha, ocorre a transferência de cargas para circuitos paralelos, podendo causar outros desligamentos, degradando ainda mais o sistema: –Desligamento de outras linhas por sobrecarga; –Queda adicional de tensão; –Oscilações de potência devido à tranferência súbita de carga e aumento da impedância de tranferência do Sistema; –Atuação da Z1 dos relés 21, devido ao mal funcionamento da função OSB, levando aos Desligamentos em Cascata. Trip de muitos geradores devido à perda de sincronismo e atuação das funções 81 e 27, causados por ajustes muito sensíveis ou descoordenados.

Medidas para mitigar os Desligamentos em Cascata  Re- Sincronização: Tipos de instabilidade transitória: –Sem controle  blackout; –Re-sincronização  normalização rápida (melhor solução); –Ilhamentos em pontos específicos (pré-definidos) do sistema. Load Shedding de Subestações próximas aos centros de oscilação, com restabelecimento entre 30~40 min, após re- sincronização; Redução rápida de Pot. Mecânica dos hidrogeradores durante o verão (despacho Máx), ajudam na re-sincronização do sistema; Recomendação para bloquear trip das proteções não apenas quando das oscilações estáveis mas também para as perdas de sincronismo. O NERC (IEEE) permite trip quando de perda de sincronismo;  Ajuste das proteções de perda de sincronismo dos Geradores: Centro elétrico da oscilação passando nas linhas  Bloqueio das Proteções dos Geradores; Centro elétrico da oscilação passando pelo Trafo Elevador  Trip temporizado dos Geradores; Centro elétrico da oscilação passando pelo Gerador:  Trip instantâneo dos Geradores.

Medidas para mitigar os Desligamentos em Cascata  De acordo com a filosofia adotada na China, os geradores não são danificados por perda de sincronismo no sistema;  Todos os sistemas de proteção de geradores e linhas devem evitar trip devido a sobrecargas ou perda de sincronismo, exceto em pontos particulares de ilhamento do sistema;  Utilizar relés 21 com carcterística quadrilateral ou mho com blinders;  Dificuldade para implementar a função de bloqueio por oscilação de potência (OSB) para um cíclo de oscilação da ordem de 0,2 a 0,3 seg;  Melhoria da função OSB através de lógica adicional: O esquema de bloqueio seria extendedido após a detecção da 1ª oscilação, até se atingir a estabilidade do sistema, detectada pelo critério de I<1,2 x Imax;  Prover suficiente suporte de reativo nos centros de carga, possibilitando assim aos geradores operarem com baixa excitação, disponibilizando uma reserva de reativo durante as emergências;  Implementação de Under-voltage-load-shedding (UVLS) é uma medida eficaz para se evitar grandes Desligamentos em Cascata;  Pré-arranjar ilhas no sistema, de forma se ter o menor fluxo de potência nos pontos de separação;  Implementar o Religamento Automático na linhas.

Respostas às questões do REP Questões do REP  1) A integridade do sistema pode ser mantida ou não?  2) Como prevenir a atuação indevida dos relés 21 por sobrecarga ou perda de sincronismo?  3) Como coordenar a proteção dos geradores para manter a integridade do sistema?  4) Como evitar o colaprso/queda de tensão?  5) Como forçar o arranjo prévio do ilhamento do sistema?  6) Quais devem ser os requisitos de desempenho para eliminação de defeitos e religamento com sucesso para se obter a integridade do sistema? Respostas: