Concessionária CERILUZ

A concessionária de distribuição de energia elétrica CERILUZ atende consumidores da área rural do município de Ijuí/RS, abrangendo ainda outros municípios. O segundo seg- mento de rede elétrica selecionado para esta pesquisa, pertence ao alimentador AL − 02 da subestação SE − 02 desta concessionária, com tensão de 13, 8kV , o qual está localizado no município de Santo Augusto/RS, e está conectado a uma carga residencial rural. A LT possui um comprimento total de 12, 151km, cujo segmento (sem ramicações) é denominado nesta pesquisa de B1B2, e compreende a distância entre a saída da subestação (ponto B1)

e a primeira carga (ponto B2). Na Figura 4.3 é apresentada a localização geográca do

segmento B1B2 da concessionária CERILUZ.

Figura 4.3: Segmento da rede elétrica da CERILUZ [23].

Assim como o sistema elétrico da concessionária DEMEI, a rede da CERILUZ é trifásica com conguração delta. Os principais parâmetros relacionados à conguração geométrica do sistema da CERILUZ são apresentados na Tabela 4.4, e também representados na Figura 4.4.

Tabela 4.4: Conguração geométrica do sistema da CERILUZ.

Parâmetro Valor

Comprimento (km) 12, 151

Altura em relação ao solo (m) 10, 00 Espaçamento horizontal entre condutores (m) 1, 05

Espaçamento vertical entre condutores (m) 0, 10

Figura 4.4: Conguração geométrica do sistema da CERILUZ.

4.3.1 Parâmetros do Cabo - Segmento B

B

O cabo utilizado neste segmento da rede elétrica (B1B2) é fabricado em alumínio com

alma de aço, código Linnet 336, 4, cujos principais parâmetros são apresentados na Tabela 4.5.

Tabela 4.5: Parâmetros do cabo - segmento B1B2.

Parâmetro Valor

Raio (m) 0,009155

Resistência (Ω/km) 0,16925 Indutância (H/km) 1,0046e-3 Capacitância (F/km) 1,15469e-8

Capítulo 4. Caracterização do Sistema Elétrico 48

4.3.2 Aquisição de Dados - Segmento B

B

Neste segmento as grandezas foram aquisitadas de modo análogo ao segmento anterior, considerando medições simultâneas na entrada (ponto B1) e na saída (ponto B2) do sistema.

Para a medição no ponto B1 foi utilizado um relé digital tipo F 6 (religador microprocessado

Form 6 ), com alta precisão e taxa de amostragem de 64 amostras por ciclo, sendo que os TCs utilizados na medição apresentam precisão máxima de 5, 0%, enquanto os TPs operam na classe de 0, 3%. No ponto B2, os dados foram obtidos a partir da instalação de um

analisador de energia modelo MARH − MT da RMS, o qual apresenta precisão de 2, 0%, com taxa de amostragem de 64 amostras por ciclo, e com TCs e TPs com precisão de 0, 5%. Quanto às grandezas utilizadas na modelagem matemática e para a validação dos mode- los, é considerado o mesmo intervalo de medição para os dois segmentos. Assim, as medições no segmento B1B2 também ocorreram no período de 16/10/2018 a 17/10/2018 (24 horas,

a cada 5 minutos, totalizando 288 dados). Na Tabela 4.6 é apresentada uma amostra dos principais dados coletados referentes a fase B do sistema, organizados conforme o horário do dia, onde: VS e IS são respectivamente a tensão (V ) e a corrente (A) de entrada do

sistema (no ponto B1), VR é a tensão (V ) de saída (ponto B2), P é a potência ativa (kW ),

e QL é a potência reativa indutiva (kV ar) (medidas no ponto B2).

Tabela 4.6: Amostra dos dados medidos da rede elétrica - segmento B1B2.

Hora VS IS VR P QL 00:00 13288,00 15,81 13000,26 172,64 136,88 00:05 13281,80 15,59 12987,59 168,53 134,31 00:10 13310,90 15,37 12995,58 165,17 133,31 ... ... ... ... ... ... 11:55 13337,40 22,80 12977,06 249,76 180,18 12:00 13352,50 22,69 12986,61 249,83 181,78 12:05 13361,00 22,48 13005,72 246,88 178,84 ... ... ... ... ... ... 23:45 13311,20 15,27 13003,77 163,00 134,59 23:50 13318,70 15,38 12996,36 169,23 132,28 23:55 13312,90 15,81 13000,85 179,32 135,84 Média 13327,83 21,48 13037,47 236,33 177,42

Desse modo, a metodologia adotada para a aquisição dos dados, assim como o dia da semana e o intervalo de medição, foram os mesmos para as redes elétricas das duas concessionárias de distribuição de energia, o que possibilita a utilização desses dados para a simulação e validação, e assim, para a análise comparativa dos resultados.

4.4 Resumo do Capítulo

Neste capítulo foram apresentados e caracterizados os dois segmentos da rede elétrica que serão modelados nesta dissertação (segmentos A1A2e B1B2, das concessionárias DEMEI

e CERILUZ, respectivamente), os quais conguram-se como LTs curtas de MT (13, 8kV ). Foi realizado o mapeamento da rede, e a descrição da conguração geométrica dos sistemas trifásicos, com a denição dos principais parâmetros (resistência, indutância e capacitância) dos cabos condutores utilizados. Também foi apresentado o processo de aquisição de dados nas redes elétricas das duas concessionárias, a partir de medições simultâneas na entrada e saída dos sistemas, em que são obtidas grandezas como tensão, corrente e potências. No próximo capítulo, é apresentado um estudo acerca do equilíbrio de tensão entre as fases do sistema, visando caracterizar os dois segmentos e, assim, denir se a modelagem matemática das LTs pode ser realizada considerando a simulação e validação de apenas uma das fases, isto é, a partir da modelagem monofásica.

Capítulo 5

Equilíbrio de Tensão

5.1 Introdução

Os dois sistemas elétricos apresentados no Capítulo 4 e modelados nesta pesquisa são trifásicos, no entanto, conforme a literatura, se o sistema for equilibrado, pode-se proceder com a modelagem matemática monofásica, isto é, considerar apenas uma fase na simulação e validação dos modelos [27]. Para que um sistema elétrico seja considerado equilibrado, é necessário que as tensões das três fases apresentem mesma amplitude (valor ecaz) e/ou estejam defasadas entre si em 120 graus (sejam simétricas). Esse aspecto é determinante para a QEE, que envolve o conjunto de indicadores que afetam e/ou comprometem o for- necimento de energia, tais como a ocorrência de interrupções e de fenômenos transitórios (variações de tensão, distorções de onda, etc.) [5,11].

A crescente instalação de unidades de GD e a tendência de transformação dos sistemas elétricos em redes inteligentes, com a inserção de novos equipamentos e tecnologias na rede, ampliam os desaos relacionados à QEE, visto que há diversos fatores que podem provocar o desequilíbrio de tensão em um sistema trifásico. Dentre eles, destacam-se: interrupções, sobretensões, descargas atmosféricas, curtos-circuitos, transitórios, distribuição irregular de cargas monofásicas/bifásicas entre as fases, cargas não lineares, fraudes, etc. Dentre as prin- cipais consequências da alimentação trifásica desequilibrada é possível citar, a degradação da potência útil e o comprometimento do desempenho de equipamentos elétricos (princi- palmente de motores e geradores), e as perdas elétricas do sistema, que contribuem para o desperdício de energia [11,43].

Desse modo, objetivando analisar a viabilidade da modelagem matemática monofásica das LTs e também aspectos relacionados à QEE, neste capítulo é apresentado um estudo acerca do equilíbrio de tensão nos dois segmentos da rede elétrica que serão modelados,

considerando três métodos da literatura, sendo eles os métodos IEEE, NEMA e CIGRÉ. Nesse contexto, na Seção 5.2 são descritos os três métodos utilizados para o cálculo do Fator de Desequilíbrio de Tensão (FDT). Na Seção 5.3 são apresentados os resultados obtidos e a análise dos mesmos, considerando os dados reais medidos da rede de distribuição de energia elétrica. Na Seção 5.4 é realizado um resumo do capítulo.