ESTUDOS E IMPLEMENTAÃÃES DE TOPOLOGIAS DE ...

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LISTA DE FIGURAS FIGURA 1 – TERMOS TÉCNICOS ASSOCIADAS À QUALIDADE DE ENERGIA............................... 6 FIGURA 2 – REGULADORES DE TENSÃO: (A) COM COMUTADORES MECÂNICOS DE TAPS E (B) COM COMUTADORES ELETRÔNICOS DE TAPS A TIRISTOR. .................................. 13 FIGURA 3 – REGULAÇÃO DE TENSÃO ATRAVÉS DE BANCOS DE CAPACITORES.................... 14 FIGURA 4 – TOPOLOGIA DE UM UPS (UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY)............................ 15 FIGURA 5 – TOPOLOGIA DO STATCOM (STATIC SYNCHRONOUS COMPENSATOR)................ 15 FIGURA 6 – COMPENSADOR SÉRIE RDT ASSOCIADO A UMA FONTE ALTERNATIVA DE ENERGIA. .......................................................................................................................................... 16 FIGURA 7 – REGULADOR SÉRIE DE TENSÃO: TOPOLOGIA DE UM RDT.................................... 17 FIGURA 8 – TOPOLOGIAS DE COMPENSADORES SÉRIE UTILIZANDO PONTE COMPLETA A DIODOS COMO FONTE DE SUPRIMENTO DE ENERGIA ATIVA: (A) RDT E (B) RDTI. .............. 19 FIGURA 9 – RETIFICADOR TRIFÁSICO EM PONTE NÃO CONTROLADO..................................... 20 FIGURA 10 – INVERSOR TRIFÁSICO EM PONTE. .......................................................................... 21 FIGURA 11 – TOPOLOGIA DO FILTRO RLC PASSA - BAIXAS. ...................................................... 23 FIGURA 12 – MODELAGEM DO TRANSFORMADOR SÉRIE. ......................................................... 24 FIGURA 13 – OPERAÇÃO DE UM RDT EM UM SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO FRENTE A UMA FALTA. ...................................................................................................................................... 25 FIGURA 14 – DIAGRAMA FASORIAL DO FUNCIONAMENTO DO RDT. ......................................... 26 FIGURA 15 – DIAGRAMA DO CIRCUITO DE POTÊNCIA COM OS BLOCOS DE MEDIÇÃO E CONTROLE DO RDT. ........................................................................................................................ 27 FIGURA 16 – CIRCULAÇÃO DE POTÊNCIA NO RDT E NO RDTI. .................................................. 28 FIGURA 17– CIRCULAÇÃO INTERNA DE POTÊNCIA ATIVA E REATIVA NO RDTI. ...................... 29 FIGURA 18 – DIAGRAMA DO ALGORITMO DE CONTROLE IMPLEMENTADO INICIALMENTE................................................................................................................................... 33 FIGURA 19 – DIAGRAMA DETALHADO DOS BLOCOS DO ALGORITMO INICIAL DE CONTROLE........................................................................................................................................ 35 FIGURA 20 – DIAGRAMA BÁSICO DO PLL. ..................................................................................... 35 FIGURA 21 – ALGORITMO DO PLL BASEADO NA TEORIA PQ...................................................... 36 FIGURA 22 – FORMAS DE ONDA DA TENSÃO DE ENTRADA E A REFERÊNCIA DE SAÍDA DO PLL............................................................................................................................................... 37 FIGURA 23 – ALGORITMO DO DETECTOR DE SEQÜÊNCIA POSITIVA........................................ 38 FIGURA 24 – ALGORITMO DO PLL TRIFÁSICO. ............................................................................. 40 FIGURA 25 – ALGORITMO DE CONTROLE SIMPLIFICADO PROPOSTO. ..................................... 41 FIGURA 26 – DIAGRAMA DO CIRCUITO DE POTÊNCIA SIMULADO: RDT E RDTI. ...................... 43 FIGURA 27 – DIAGRAMA TRIFILAR DOS EQUIPAMENTOS: (A) RDT E (B) RDTI.......................... 45 FIGURA 28 – DIAGRAMA DE MEDIÇÃO E NORMALIZAÇÃO DAS GRANDEZAS ELÉTRICAS: (A) TENSÕES DA BARRA DE ENTRADA E (B) TENSÕES DA BARRA REGULADA. ...................... 46 FIGURA 29 – DIAGRAMA DE SINCRONISMO E CÁLCULO DA TENSÃO DE REFERÊNCIA.......... 47 FIGURA 30 – DIAGRAMA DE CONTROLE: CÁLCULO DAS TENSÕES DE REFERÊNCIA PARA O CHAVEAMENTO.................................................................................................................. 48 FIGURA 31 – TENSÃO DE ENTRADA V ABC_IN , TENSÃO DE REFERÊNCIA DE COMPENSAÇÃO V REF_COMP E TENSÃO APLICADA NO TRANSFORMADOR SÉRIE V ABC_TRAFO : (A) RDT E (B) RDTI.......................................................................................................... 49 FIGURA 32 – TENSÃO DE ENTRADA V ABC_IN E A TENSÃO REGULADA NA CARGA V ABC_REG : (A) RDT E (B) RDTI. ........................................................................................................................... 50 FIGURA 33 – TENSÃO DE ENTRADA V ABC_IN , TENSÃO DE REFERÊNCIA DE COMPENSAÇÃO V REF_COMP E TENSÃO APLICADA NO TRANSFORMADOR SÉRIE V ABC_TRAFO : (A) RDT E (B) RDTI.......................................................................................................... 52 FIGURA 34 TENSÃO DE ENTRADA V ABC_IN E A TENSÃO REGULADA NA CARGA V ABC_REG : (A) RDT E (B) RDTI. ........................................................................................................................... 53 FIGURA 35 – TENSÃO DE ENTRADA V ABC_IN , TENSÃO DE REFERÊNCIA DE COMPENSAÇÃO V REF_COMP E TENSÃO APLICADA NO TRANSFORMADOR SÉRIE V ABC_TRAFO : (A) RDT E (B) RDTI.......................................................................................................... 55 viii
FIGURA 36 – TENSÃO DE ENTRADA V ABC_IN, E TENSÃO REGULADA NA CARGA V ABC_REG : (A) RDT E (B) RDTI. ........................................................................................................................... 56 FIGURA 37 – TENSÕES DE LINHA NA ENTRADA E NA CARGA, ALÉM DA TENSÃO CC, SOB UM AFUNDAMENTO DE 60% NA TENSÃO DA REDE............................................................. 57 FIGURA 38 – CONFIGURAÇÃO BÁSICA DO RDTSS....................................................................... 59 FIGURA 39 – DIAGRAMA TRIFILAR DO RDTSS. ............................................................................. 60 FIGURA 40 – DIAGRAMA VETORIAL DA OPERAÇÃO DE UM RDTSS CONTRA AFUNDAMENTOS.............................................................................................................................. 61 FIGURA 41 – DIAGRAMA FASORIAL DO FUNCIONAMENTO DO RDTSS: (A) UMA CARGA TEÓRICA PURAMENTE RESISTIVA E (B) UMA CARGA CAPACITIVA. .......................................... 62 FIGURA 42 – CONTROLE: CÁLCULO DA TENSÃO DE REFERÊNCIA A PARTIR DA SAÍDA DO PLL E DO ÂNGULO DELTA DE REGULAÇÃO CC. .................................................................... 63 FIGURA 43 – CONTROLE: REGULAÇÃO DO CAPACITOR CC. ...................................................... 64 FIGURA 44 – ALGORITMO DE CONTROLE DO CHAVEAMENTO DO RDTSS. .............................. 65 FIGURA 45 – DIAGRAMA DO CIRCUITO IMPLEMENTADO NO PSCAD......................................... 66 FIGURA 46 – TENSÃO DE ENTRADA V ABC_IN , TENSÃO DE REFERÊNCIA DE COMPENSAÇÃO V REF_COMP E TENSÃO APLICADA NO TRANSFORMADOR SÉRIE V ABC_TRAFO . .......................................................................................................................................... 67 FIGURA 47 – TENSÃO DE ENTRADA V ABC_IN E A TENSÃO REGULADA NA CARGA V ABC_REG. ...... 67 FIGURA 48 – TENSÃO DE ENTRADA V A_IN , TENSÃO REGULADA NA CARGA V A_REG , TENSÃO NO TRANSFORMADOR V A_TRAFO E TENSÃO DO CAPACITOR CC V CC . .......................... 68 FIGURA 49 – TENSÃO DE ENTRADA V ABC_IN , TENSÃO DE REFERÊNCIA DE COMPENSAÇÃO V REF_COMP E TENSÃO APLICADA NO TRANSFORMADOR SÉRIE V ABC_TRAFO. ........................................................................................................................................... 69 FIGURA 50 TENSÃO DE ENTRADA V ABC_IN E A TENSÃO REGULADA NA CARGA V ABC_REG. ......... 69 FIGURA 51 – TENSÃO DE ENTRADA V A_IN , TENSÃO REGULADA NA CARGA V A_REG , TENSÃO NO TRANSFORMADOR V A_TRAFO E TENSÃO DO CAPACITOR V CC . ................................ 70 FIGURA 52 – TENSÃO DE ENTRADA V ABC_IN , TENSÃO DE REFERÊNCIA DE COMPENSAÇÃO V REF_COMP E TENSÃO APLICADA NO TRANSFORMADOR SÉRIE V ABC_TRAFO. ........................................................................................................................................... 71 FIGURA 53 – TENSÃO DE ENTRADA V ABC_IN E A TENSÃO REGULADA NA CARGA V ABC_REG. ...... 71 FIGURA 54 – TENSÃO DE ENTRADA V A_IN , TENSÃO REGULADA NA CARGA V A_REG , TENSÃO NO TRANSFORMADOR V A_TRAFO E TENSÃO DO CAPACITOR CC V CC . .......................... 72 FIGURA 55 – TENSÃO DE ENTRADA V ABC_IN , TENSÃO DE REFERÊNCIA DE COMPENSAÇÃO V REF_COMP E TENSÃO APLICADA NO TRANSFORMADOR SÉRIE V ABC_TRAFO. ........................................................................................................................................... 73 FIGURA 56 – TENSÃO DE ENTRADA V ABC_IN, E TENSÃO REGULADA NA CARGA V ABC_REG . ........ 74 FIGURA 57 – TENSÃO DE ENTRADA V A_IN , TENSÃO REGULADA NA CARGA V A_REG , TENSÃO NO TRANSFORMADOR V A_TRAFO E TENSÃO DO CAPACITOR CC V CC . .......................... 74 FIGURA 58 – PROTÓTIPO DE COMPENSADOR SÉRIE DE TENSÃO DESENVOLVIDO NO ELEPOT. ............................................................................................................................................ 76 FIGURA 59 – DIAGRAMA UNIFILAR DOS PROTÓTIPOS DESENVOLVIDOS NO LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA. .......................................................................... 78 FIGURA 60 – FORMAS DE ONDA NA BARRA DE ENTRADA E REGULADA APÓS A OCORRÊNCIA DE UM VTCD E A COMPENSAÇÃO DO RDT. ......................................................... 80 FIGURA 61 – TENSÕES DE COMPENSAÇÃO APLICADAS NO TRANSFORMADOR SÉRIE DO RDT.............................................................................................................................................. 81 FIGURA 62 – TENSÕES DE LINHA NA ENTRADA E NA BARRA REGULADA COM A COMPENSAÇÃO DO RDT EM SITUAÇÃO DE SOBRE–TENSÃO.................................................... 82 FIGURA 63 – TENSÕES DE LINHA NA ENTRADA E NA BARRA REGULADA COM A COMPENSAÇÃO DO RDT EM SITUAÇÃO DE SOBRE–TENSÃO.................................................... 83 FIGURA 64 – TENSÕES DE LINHA NA ENTRADA E NA CARGA, A TENSÃO DE COMPENSAÇÃO NA FASE ‘A’ E TENSÃO NO ELO CC DURANTE UM AFUNDAMENTO A 0,6 P.U.. ................................................................................................................................................... 84 FIGURA 65 – FORMAS DE ONDA NA BARRA DE ENTRADA E REGULADA APÓS A OCORRÊNCIA DE UM VTCD E A COMPENSAÇÃO DO RDTI. ........................................................ 85 FIGURA 66 – TENSÕES DE COMPENSAÇÃO APLICADAS NO TRANSFORMADOR SÉRIE DO RDTI............................................................................................................................................. 86 FIGURA 67 – TENSÕES DE LINHA NA ENTRADA E NA BARRA REGULADA EM SITUAÇÃO DE DESBALANÇO. ............................................................................................................................ 87 ix
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