INTRODUÇÃO A SISTEMAS DE ENERGIA ELÉTRICA

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- Eq. 1[pic 4]

Os resultados obtidos para a tensão de linha e a regulação para o lado de alta tensão podem ser observados na Figura 3.

[pic 5]

Figura 3: Gráficos da tensão no lado de alta do transformador e da regulação, variando o FP para cada caso. Fonte: Autoras.

3.2 ATIVIDADE 2: Valores por unidade em transformadores

Para a realização da atividade 2, foi proposto o seguinte caso base (Figura 4):

[pic 6]

Figura 4: Caso base para a atividade 2. Fonte: Prática 5, Adriano Batista.

Primeiramente foi feito o diagrama das impedâncias com o sistema em por unidade, na tabela abaixo serão representadas as bases de cada parte do circuito, os resultados obtidos podem ser observados na Tabela 1:

Tabela 1: Resultados dos elementos de base para o sistema apresentado. Fonte: Autoras.

Elemento

Gerador

Linha

Carga

Potência

100 MVA

100 MVA

100 MVA

Tensão

20kV

230kV

12,86kV

Impedância

4Ω

32Ω

1,65Ω

Corrente

5kA

0,43kA

7,78kA

A partir desses resultados foi possível obter o diagrama de impedâncias em por unidade, que pode ser observado na Figura 5.

[pic 7]

Figura 5: Diagrama de impedâncias do sistema em por unidade. Fonte: Autora.

Para a segunda etapa desta atividade, foi solucionado o caso base considerando que o motor M1 está com 120 MVA, fator de potência 0,8 em atraso, e o motor M2 com 60 MVA, fator de potência 0,85 em avanço, determinar a tensão na barra na qual está ligado o gerador e as FEMs internas dos motores. A tensão na barra onde estão ligados os motores é mantida em 12,8 kV. Utilizando as equações para transformadores trifásicos propostas pela referência [1] no capítulo 3, obteve-se os resultados que podem ser observados na Tabela 2.

Tabela 2: Resultados do exercício proposto na atividade 2. Fonte: Autoras.

Tensão na barra do Gerador

1,069,60° pu[pic 8]

FEM Motor 1

0,92-6,29° pu[pic 9]

FEM Motor 2

1,07-5,80° pu[pic 10]

Para a terceira etapa, o circuito trifásico pode ser observado abaixo na Figura 6.

[pic 11]

Figura 6: Circuito trifásico do sistema da atividade 2. Fonte: Autoras.

A partir do circuito trifásico desse sistema podemos obter as seguintes relações para as correntes:

, , , [pic 12][pic 13][pic 14][pic 15]

Substituindo as relações, temos que:

[pic 16]

Assim,

[pic 17]

Ou seja, a corrente na carga é a corrente do gerador multiplicada pelas relações de transformação dos dois transformadores. Em relação às potências, temos que a potência se mantém a mesma em todo o circuito.

3.3 ATIVIDADE 3: Transformadores reguladores

Foi estudado o caso de dois transformadores de 1000 MVA atendendo a uma carga, com tensão no lado de baixa constante e relação de transformação fora da nominal de um dos transformadores.

Para a análise, decidimos comparar o caso em que ambos transformadores tem relação de transformação nominal, Ta=Tb=1, com um caso no qual foi aumentado o modulo de Tb, e outro onde foi modificado o ângulo do mesmo. Os resultados obtidos podem ser observados na tabela 3.

Tabela 3 - Valores de tensões e potências obtidos nos diferentes casos de estudo

Caso nominal:

Ta=1∠0 e Tb=1∠0

Caso 1:

Ta=1∠0 e Tb=1.06∠0

Caso 2:

Ta=1∠0 e Tb=1∠6

V1

1.000 ∠ 0.00º p.u

1.000 ∠ 0.00º p.u

1.000 ∠ 0.00º p.u

V2

0.978 ∠ -2.80º p.u

1.004 ∠ -2.96º p.u

0.977 ∠ 0.20º p.u

P2

956.43 MW

1008.51 MW

953.81 MW

Q2

407.44 Mvar

429.62 Mvar

406.32 Mvar

Transformador Ta:

Pa2

478.22 MW

518.94 MW

-33.61 MW

Qa2

203.72