PRIMERAS JORNADAS REGIONALES DE CALIDAD DE ENERGÍA
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1. pr pria em paralelo com o sistema el trico Ser o abordadas solu es adotadas quando da conex o de geradores em paralelo com o sistema INTRODU O O atendimento de cargas de forma radial e isolada n o se torna atrativa devido baixa confiabilidade dessa configura o operativa quando comparada a um sistema interligado Os requisitos para opera o em paralelo de uma maneira geral s o definidos segundo o n vel de tens o em que se dar o paralelismo na distribui o onde as tens es nominais de opera o das redes podem ser de 15 25 kV ou no n vel de subtransmiss o onde as tens es nominais de opera o das linhas podem ser 138 88 69 kV A defini o do n vel de tens o se far no ponto de interliga o entre os sistemas da concession ria e do autoprodutor em fun o da demanda de exporta o e tamb m do menor custo global do empreendimento Os requisitos t cnicos de prote o visam garantir a integridade dos sistemas el tricos e equipamentos da concession ria e do autoprodutor na ocorr ncia de defeitos Embora superficialmente dado o enfoque principal do presente trabalho podem se mencionar os principais aspectos abordados no estabelecimento daqueles requisitos e forma de liga o dos transformadores de acoplamento dos turbogeradores rede el trica e capacidade m xima de curto circuito num ponto qualquer da rede de distribui o estando os sistemas em paralelo e dispon2. Ele estar conectado por TP 69 ou 88 ou 138 kV e ser instalado na sa da do disjuntor do ramal cuja fun o ser verificar constantemente a tens o e o sincronismo no circuito No caso de um curto circuito havendo tens o no ramal fato que significa que o cogerador est no circuito sustentando as cargas fora do sincronismo o rel n o permitir o religamento do disjuntor Por outro lado se n o houver tens o cogerador est fora do circuito o religamento completado normalmente sem problemas para o autoprodutor para o qual posteriormente o paralelo poder ser feito pelo disjuntor de interliga o do autoprodutor Dependendo da pot ncia do gerador a ser conectado no sistema el trico o mesmo pode provocar um in feed grande no sistema para sistema em anel fazendo com que para um curto circuito na linha de subtransmiss o os rel s da CPA e ou mesmo os rel s da LT n o atuem corretamente para o defeito Neste caso necess rio o uso da teleprote o A mais comumente utilizada pela CPFL a transfer ncia de disparo direto associado com a transfer ncia de disparo permissivo por sobrealcance POTT CONCLUS ES Com a ado o dos crit rios apresentados h condi o de se manter qualidade de fornecimento de energia aos consumidores atendidos pelo mesmo alimentador em que est o conectados autoprodutores com seguran a ao pr prio sistema el trico e ao pessoal de opera o e manuten o dos s
3. equipamentos de prote o a concession ria necessita restabelecer o fornecimento de energia o mais rapidamente poss vel e esse esfor o muito complicado tendo geradores de cogeradores ilhados atendendo cargas da concession ria O Religamento autom tico que universalmente o primeiro m todo adotado para restabelecer o atendimento aos consumidores o mais r pido poss vel torna se delicado pois havendo geradores no modo ilhado h s rios riscos de se ter o fechamento sem sincroniza o entre os geradores com carga ilhada e a fonte da concession ria 2 Qualidade da Energia El trica N o h garantia da manuten o de n veis adequados de tens o e fregi ncia pelos cogeradores quando operando em modo ilhado Assim podem ocorrer danos em equipamentos de consumidores da concession ria que estejam sendo supridos nessa condi o 3 Seguran a Com o paralelismo h riscos t cnicos ou de seguran a para outros consumidores bem como ao pr prio sistema el trico e ao pessoal de opera o e manuten o quando n o s o tomadas as precau es necess rias CONEX O DE PARALELO GERADORES EM Ser o abordadas agora solu es adotadas com o objetivo de manter o fornecimento de energia el trica os consumidores dentro de n veis adequados de qualidade e determinados pela ANEEL al m de manter os indicadores de Qualidade para o atendimento dos consumidores levando se sempre em considera o que a topol
4. s suas instala es 3 Esquemas de Prote o do Autoprodutor Na figura 1 observamos o esquema de prote o usado pelo autoprodutor conectado na rede de distribui o 15 25 kV Interliga Figura 1 Prote o do Autoprodutor para cogera o C Adapta es Necess rias na Subesta o de Distribui o da CPFL Certas adapta es nas subesta es de distribui o s o fundamentais figura 2 pois as prote es do gerador em paralelo disjuntor de interliga o n o s o sensibilizadas por curto circuito na Linha de Subtransmiss o Assim as adapta es necess rias na subesta o da CPFL visam complementar a prote o do autoprodutor com o seguinte objetivo e No caso de falta no sistema de subtransmiss o prote es adicionais para desconectar o disjuntor do alimentador onde seria conectado o autoprodutor em paralelo e Verifica o de tens o na sa da de alimentador 15 25 kV onde seria conectado o autoprodutor em paralelo 1 Prote es adicionais implementado um esquema de prote o de modo que para qualquer tipo de falta que possa ocorrer seja na linha de subtransmiss o ou no barramento que alimenta a subesta o seja na pr pria SE da concession ria o disjuntor do alimentador onde ser conecta
5. PRIMERAS JORNADAS REGIONALES DE CALIDAD DE ENERG A 2006 8 y 9 de Setiembre de 2006 Uruguai CONEX O DE GERADORES COM O SISTEMA EL TRICO DE DISTRIBUI O Senne E F CPFL Energia flausino O cpfl com br telefone 55 16 36056574 Scarassati P C CPFL Energia pcscaQ cpfl com br telefone 55 19 37568425 Dr Silveira P M Universidade Federal de Itajub pmsilveira Qunifei edu br telefone 55 35 36291254 PhD Mohallem C A G Universidade Federal de Itajub mohallem Ounifei edu br telefone 55 35 36291393 CPFL Energia Companhia Paulista de For a e Luz Campinas SP Brasil UNIFEI Universidade Federal de Itajub Itajub MG Brasil PALAVRAS CHAVE Gera o Distribu da Distribui o e Prote o RESUMO O artigo tem como objetivo mostrar os m todos utilizados para conex o de autoprodutores com vendas de excedentes ou n o e produtores independentes em paralelo com o sistema de distribui o da CPFL sob os aspectos de prote o da interconex o qualidade de fornecimento opera o e a utiliza o de religadores em redes rurais de distribui o para sistemas de gera o distribu da 15 25 kV podendo ser utilizado o procedimento para outras concession rias dependendo da configura o A opera o de usinas de um modo geral e principalmente no sistema de distribui o apresenta particularidades que podem vir a ser problemas de grandes propor es para produtores que pretendem operar com gera o
6. a CPFL Brasil 2005 SENNE Evaldo F MOHALLEM Carlos A G SCARASSATI Paulo C DIAS Evaldo B amp ABBOUD Ricardo L Prote o da Interconex o de Cogeradores e Utiliza o de Religadores em Paralelo com o Sistema de Distribui o da CPFL VIII Power Gen Latin Am rica S o Paulo 2003 MAEZONO Paulo Koiti Conceitos e Princ pios de Prote o de Rel s Virtus Consultoria e Servi os Ltda S o Paulo 2005 ELNEWEIHI A F Useful Applications for Negative Sequence Overcurrent Relaying 22nd Annual Western Protective Relay Conference Spokane Washington October 24 26 1995 SENNE Evaldo Flausino Interconex o de Autoprodutores com o Sistema de Distribui o Uma Abordagem pela tica da Prote o Monografia para Universidade Federal de Itajub Especializa o em Engenharia El trica Itajub Minas Gerais 2003
7. besta o da concession ria tronco e ramais visando preserva o de suas pr prias instala es O esquema de prote o do autoprodutor dever ser suficientemente r pido de forma a n o prejudicar a opera o do religamento autom tico de alta velocidade dos circuitos alimentadores do sistema el trico Esta medida tem a finalidade de evitar que o sistema feche o paralelo fora de sincronismo podendo danificar o gerador do autoprodutor assim como minimizar o tempo de interrup o para os demais consumidores A capacidade de gera o do autoprodutor deve ser dimensionada para que nas condi es el tricas mais desfavor veis haja garantia de que tens es e correntes de curto circuito no sentido dos geradores para o sistema da concession ria atinjam valores m nimos necess rios para que as prote es instaladas nos pontos de interliga o possam operar com seguran a Os geradores do autoprodutor devem ser removidos do paralelo atrav s de disjuntores acionados por rel s secund rios sempre que ocorrer uma anomalia curto circuito queda de tens o anormal ou varia o de frequ ncia acentuada falta de fases ou fase etc no sistema el trico da concession ria ou na pr pria instala o do autoprodutor quando for imposs vel isolar o defeito por outros meios 2 Requisitos Espec ficos A seguir s o apresentados alguns requisitos espec ficos conforme figura 1 adotados pela concession ria para a conex
8. condi es de fornecimento de energia el trica da concession ria para os demais consumidores e aumento dos n veis de curto circuito no sistema el trico e altera o do alcance de algumas prote es e altera o das condi es de opera o do sistema el trico e defeitos ou falhas no sistema de subtransmiss o e invers o do fluxo da energia de exporta o para o sistema de subtransmiss o Os rel s a serem implementados nas depend ncias do autoprodutor n o garantem a sa da de paralelo quando houver faltas ou defeitos na subesta o de distribui o e tamb m no sistema de subtransmiss o n o garantindo assim a seguran a requerida Diante do exposto s o solicitadas as adapta es adequadas tanto nas subesta es do autoprodutor como na concession ria visando a continuidade de fornecimento e tamb m proporcionando a seguran a aos geradores a serem conectados e aos que ir o operar os ativos da concession ria B Requisitos para o Paralelismo 1 Condi es Gerais Com a conex o de geradores em paralelo com o sistema de distribui o o autoprodutor dever se preocupar com as prote es a serem instaladas no disjuntor de interliga o e demais equipamentos que fa am o paralelismo de modo que o desfa a e o bloqueie prontamente sempre que ocorrer quaisquer dist rbios curto circuito fase aberta varia o acentuada de tens o e ou frequ ncia etc ao longo do alimentador at a su
9. de Tens o no Alimentador implementada uma l gica de religamento para que quando da abertura do disjuntor do alimentador que estiver em paralelo com o cogerador evitar o religamento do sistema sobre o gerador caso este ainda estiver conectado Para isso solicitado o rel de subtens o 27CA que estar conectado aos TP s instalados na sa da do disjuntor do alimentador que estiver em paralelo com o autoprodutor verificando constantemente a tens o no circuito No caso de um curto circuito havendo tens o no alimentador fato que significa que o cogerador est no circuito sustentando cargas do alimentador o disjuntor n o religa e n o havendo tens o cogerador est fora do circuito o religamento completado normalmente Depois de normalidade o paralelo ser feito pelo cogerador atrav s do disjuntor de interliga o do autoprodutor D Adapta es Necess rias no Sistema de Subtransmiss o da CPFL Para uma situa o na qual a subesta o de distribui o da CPFL esteja sendo alimentada por um ramal proveniente de uma Subesta o de subtransmiss o radial normalmente necess ria a implementa o de um esquema de prote o para a verifica o de tens o no ramal de subtransmiss o para que quando da abertura do disjuntor em que o cogerador em paralelo estiver conectado se evite o religamento sobre o gerador caso este ainda estiver conectado Para isso o rel de sincronismo necess rio
10. do o autoprodutor em paralelo seja desconectado Dessa forma tem se condi o de proceder ao religamento normal no sistema de Subtransmiss o e dar se continuidade de fornecimento nos casos de defeitos transit rios Este esquema constitu do por rel s direcionais 67 ou dist ncia 21 que pode ser aplicado como op o ou complemento ao rel 67 dependendo da an lise de demanda de exporta o e contribui o de curto circuito por rel s de sobretens o de sequ ncia zero 59N e por rel s de tens o nula de corrente cont nua 27 0 que est o acondicionados em uma Cabine de Prote o de Autoprodutor CPA acoplada pr ximo estrutura de 15 25kV O rel de tens o nula de corrente cont nua 27 0 atuar se houver falta de corrente cont nua na CPA e tamb m ir desligar automaticamente o disjuntor do alimentador que est em paralelo com o autoprodutor Para curto circuito dentro da Subesta o da CPFL as prote es atuar o nas suas respectivas filosofias adotadas e tamb m abrir o disjuntor do alimentador que est em paralelo com o autoprodutor assim como para anomalias ao longo do pr prio alimentador 2 Esquemas de Prote o da Subesta o de Distribui o da CPFL Figura 2 Adequa o da Prote o na SE para co gera o 3 Verifica o
11. ibilidade m nima para que os rel s garantam as v rias fun es necess rias supervis o dos sistemas operando em paralelo e periodicidade m nima para realiza o de manuten es preventivas com rotina de emiss o de relat rio por parte do autoprodutor e obrigatoriedade de observ ncia s instru es operativas espec ficas que constam do contrato de compra de excedentes onde s o regulamentados os procedimentos de manobra em condi es normais e de emerg ncia crit rios de comunica o etc PONTOS DE ATEN O COM CONEX O DE GERADORES EM PARALELO Existem algumas particularidades que dever o ser consideradas para a defini o da prote o da interconex o de autoprodutores em paralelo no sistema de distribui o e subtransmiss o da concession ria conforme se mostra a seguir A Autoprodutores Os autoprodutores necessitam proteger os geradores n o somente contra curtos circuitos mas tamb m para outras condi es de opera o anormal que s o superexcita o sobretens o correntes desbalanceadas fregii ncias anormais e stress no eixo do gerador devido ao religamento autom tico dos disjuntores das concession rias caso o gerador ainda estiver no sistema Quando sujeitas a estas condi es podem ocorrer em alguns segundos perdas e ou falhas no gerador e estes danos devem ser a maior preocupa o dos cogeradores B Concession ria 1 Religamentos Quando ocorre atua o de seus
12. istemas de distribui o Com rela o s adapta es adicionais necess rias na prote o nas subesta es no sistema de subtransmiss o da concession ria e tamb m nos alimentadores de distribui o verifica se o aporte de benef cios ao pr prio acessante que consiste na garantia de desconex o o mais rapidamente poss vel al m de se evitar o religamento dos disjuntores nos geradores caso os mesmos n o tenham sido desconectados do sistema Espera se assim que seja mantida tamb m a integridade dos sistemas el tricos e de equipamentos da Concession ria em situa es de defeitos REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS MOZINA C J Protecci n de Interconexiones de Generadores de IPP Usando Tecnolog a Digital Reunion de Verano de Potencia Acapulco M xico 1999 SENNE E F P C Scarassati M Suzuki e H Iwamoto Crit rios de Conex o em Paralelo com o Sistema de Distribui o da CPFL XV SENDI Bahia Brasil 2002 SENNE E F C A G Mohallem P C Scarassati N J Salles H Iwamotto e M Suzuki Crit rios de Prote o de Prote o e Manobra Condicionada para a Conex o de Autoprodutores em Paralelo com o Sistema de Distribui o da CPFL VII STPC Rio de Janeiro 2003 Norma T cnica CPFL Liga o de Autoprodutores em Paralelo com o Sistema de Distribui o da CPFL Brasil 2005 Norma T cnica CPFL Liga o de Autoprodutores em Paralelo com o Sistema de Transmiss o d
13. o de autoprodutores em paralelo com o seu sistema de distribui o e Exist ncia de um disjuntor de interliga o localizado entre a instala o do autoprodutor e a concession ria e Os disjuntores e ou qualquer equipamento de manobra que permita o paralelismo sem supervis o do rel de sincronismo dever o possuir intertravamento de forma a evitar o fechamento do paralelo por meio destes e A seguran a do sistema depender das a es corretas de toda a estrutura organizacional do autoprodutor e O autoprodutor dever dotar o seu sistema el trico de um eficiente esquema de rejei o das cargas n o priorit rias e de abertura do s disjuntor es de paralelismo a fim de que dist rbios de tens o fregii ncia e oscila es provenientes do sistema el trico n o afetem as suas cargas priorit rias e os seus geradores e O paralelismo dever ser feito com geradores trif sicos 60 Hz e Todos os geradores do autoprodutor dever o estar ligados rede prim ria atrav s de transformador de acoplamento e Utiliza o de prote es convencionais 67 50 51 50 51N 27 59 59N 32 81 25 e ou substitui o ou aplica o de prote o adicional em fun o da an lise de demanda de exporta o e contribui o de curto circuito 67 51V ou 21 de tal maneira que faltas falhas surtos atmosf ricos correntes de segii ncia negativa excessivas ou outras perturba es na rede da concession ria n o causem danos
14. ogia do sistema el trico de distribui o foi inicialmente concebida para o atendimento exclusivamente a cargas e que a conex o de pequenos geradores embutidos altera significativamente as configura es da regi o geo el trica considerada A Prote o e Religamentos Como a filosofia de prote o do sistema foi desenvolvido para a distribui o de energia el trica e necessita restabelecer rapidamente o sistema visando garantir a qualidade do fornecimento de energia utilizam se religamentos autom ticos nos disjuntores dos alimentadores religadores instalados ao longo dos alimentadores e das linhas de subtransmiss o Com a conex o em paralelo de geradores de autoprodutores no sistema de distribui o existe a preocupa o com as seguintes possibilidades religamento dos disjuntores de distribui o e de subtransmiss o ou religadores instalados ao longo dos alimentadores da concession ria sobre o gerador do acessante caso o mesmo n o tenha ainda se desconectado do sistema Este religamento poder ocasionar stress ou mesmo danificar o gerador permanentemente dependendo da condi o que se encontra o sistema no momento do religamento manter n veis aceit veis de confiabilidade continuidade e qualidade de energia seguran a aos demais consumidores e ao pessoal de opera o e manuten o da concession ria quando ocorridos problemas nas instala es do acessante e equipamentos n o ocorra preju zo nas
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