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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
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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
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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
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Princípio de funcionamento do filtro ativo paralelo.
Gerador – rede c.a. Carga não Linear Compensador estático de reativos Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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TCR – “Thyristor Controlled Reactor” (I)
VTCR VL ITCR Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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TCR – “Thyristor Controlled Reactor” (II)
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TCR – “Thyristor Controlled Reactor” (III)
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TCR – “Thyristor Controlled Reactor” (IV)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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TCR – “Thyristor Controlled Reactor” (V)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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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
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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
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TCR – “Thyristor Controlled Reactor” (VIII)
A análise de Fourier mostra que não há harmônicos pares presentes na corrente do TCR: Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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TCR – “Thyristor Controlled Reactor” (IX)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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TCR – “Thyristor Controlled Reactor” - Trifásico (X)
TCR a 6 pulsos Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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TCR – “Thyristor Controlled Reactor” - Trifásico (XI)
TCR a 6 pulsos Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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TCR – “Thyristor Controlled Reactor” - Trifásico (XII) TCR a 12 pulsos
Redução dos harmônicos da corrente na rede alternada Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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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
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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
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TSC – “Thyristor Switched Capacitor” (I)
ITSC VTSC VC Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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TSC – “Thyristor Switched Capacitor” (II)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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TSC – “Thyristor Switched Capacitor” (III)
Vca BC fixo IC Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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SVC – “Static Var Compensator ” (I)
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SVC – “Static Var Compensator ” (II)
IL Vca a = 90o IC BL BC ILmax ICmax a = 180o Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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SVC – “Static Var Compensator ” (III)
Tiristor disparado por pulso elétrico Tiristor disparado por Luz Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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SVC – “Static Var Compensator” (IV)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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SVC – “Static Var Compensator ” (V)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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SVC – “Static Var Compensator ” (VI)
Filtros sintonizados e passa-altas Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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SVC – “Static Var Compensator” (VII)
Vt = Vca - XLIq Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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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
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SVC – “Static Var Compensator ” (IX)
V=Vref – XSL.ISVC XSL varia de 0 a 5% Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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SVC – “Static Var Compensator ” (X)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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SVC – “Static Var Compensator” (XI)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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SVC – “Static Var Compensator ” (XII)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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SVC – “Static Var Compensator ” (XIII)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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SVC – “Static Var Compensator” (XIV)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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SVC – “Static Var Compensator” (XV)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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SVC – “Static Var Compensator ” (XVI)
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SVC – “Static Var Compensator ” (XVII)
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SVC – “Static Var Compensator” (XVIII)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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Compensador Statcom (I)
Four Legs Capacitor Split Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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Compensador Statcom (II)
Ia Ib Ic a,b,c a,b,0 d,q Ia* Ib* Ic* icomp Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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Compensador Statcom (III)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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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
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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
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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
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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
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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
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Compensador Statcom (V)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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Compensador Statcom (VI)
Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo
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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
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Compensador Statcom (VIII)
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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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