Neste capítulo foi apresentado um estudo de caso, utilizando-se como caso teste o sistema elétrico de suprimento do Estado de Mato Grosso, com o objetivo de comparar resultados de simulações de afundamentos de tensão entre os programas ATP e ANAFAS.
Foram realizadas diversas simulações considerando faltas FT, FF, FFT e FFF, levando-se em conta algumas variáveis de interesse, tais como: localização, tipo e impedância da falta, modelagem de geradores e de regulador de tensão.
Os resultados das simulações foram monitorados através de doze pontos escolhidos estrategicamente em função da topologia da rede e importância da carga, estando estes localizados em subestações do sistema nos níveis de tensão de 230 kV, 138 kV, 13.8 kV e 34.5 kV.
Dos resultados das simulações, conclui-se:
• A média das divergências das intensidades dos afundamentos de tensão calculadas pelos dois programas em todos os casos simulados, foi inferior a 5%, valor este considerado satisfatório para efeito de comparação de resultados de afundamentos de tensão.
• A maior divergência média ocorreu nos casos de faltas FFT com impedância de 25 ohms (4,43%). Os outros tipos de faltas apresentaram as seguintes divergências médias em ordem decrescente: 3,9% para faltas FF, 3,88% para faltas FT com impedância de 25 ohms, 3,77% para faltas FFF, 3,74% para faltas FFT sólidas e 2,5% para faltas FT sólidas.
• As divergências, em torno de 10%, poderiam ser reduzidas caso não houvesse diferenças nas tensões pré-falta entre os dois programas. Nota-se, também, que em apenas 3 eventos com faltas FF, ocorreram divergências acima de 15% em pontos localizados na subestação de Rondonópolis. Foram realizadas diversas análises e investigações, mas não foram identificados erros nos bancos de dados e nas simulações que justificassem tais divergências.
• Geralmente, os afundamentos de tensão médios calculados pelo ATP são mais severos do que o ANAFAS. Isto pode ser verificado pelo valor negativo das médias das divergências de intensidade em todos os conjuntos de casos simulados. No entanto, quando alguns pontos de monitoração são observados isoladamente, esta tendência não é mantida, ou seja, por vezes o ANAFAS calcula afundamentos mais severos. Este comportamento pode estar relacionado com as diferenças nas tensões pré-falta, com o tipo de falta e com a amostra dos valores de tensão utilizadas para o cálculo dos valores médios por ponto de monitoração. Devido ao fato do ATP e o ANAFAS contabilizarem quantidades diferentes de afundamentos de tensão, as amostras para o cálculo dos valores médios das tensões também serão diferentes.
• Normalmente o ATP contabiliza maior quantidade de afundamentos de tensão que o ANAFAS. Esse comportamento pode ser verificado em todos os conjuntos de casos simulados. Esperava-se este resultado, uma vez que o ATP geralmente calcula afundamentos mais severos.
• As intensidades dos afundamentos de tensão estão diretamente relacionadas a algumas variáveis de influência, tais como: topologia da
que devido à topologia da rede atual, a subestação de Sinop, atendida por linha de transmissão extensa e radial, está susceptível a afundamentos de tensão mais severos, originários de curto-circuito no sistema tronco.
• A inclusão da impedância de falta para a terra aumenta a média das intensidades dos afundamentos de tensão e, conseqüentemente, reduz a sua contabilização. Esse comportamento pode ser observado quando comparam-se os casos de faltas FT e FFT com e sem a impedância de falta. Dessa forma, pode-se dizer que desprezar a impedância de falta significa calcular afundamentos mais severos. Observa-se ainda que a inclusão da impedância de falta também aumenta a divergência entre os resultados das simulações.
• Verifica-se nos histogramas, com a distribuição das divergências, a maior concentração de valores no lado esquerdo das figuras (lado negativo), principalmente na faixa de –5% a 0%. Assim ficam demonstradas as pequenas divergências nos resultados dos dois programas, mas com a tendência do ATP calcular afundamentos de tensão com maior severidade. Nota-se, também, que nos casos de faltas FT e FFT, a inclusão da impedância de falta aumenta a divergência nos resultados. Para os casos de faltas FT com 25 ohms, 21,3% das ocorrências apresentam divergências entre – 10% a –5%, o mesmo acontece para os casos de faltas FFT com 25 ohms, que apresentam 31,5% das ocorrências nesta mesma faixa.
• As alterações de modelagem de algumas importantes fontes de geração do sistema, com a substituição no arquivo do ATP do modelo 59 pelo modelo 14 nos geradores da UTE Cuiabá, UH Manso e UH Juba não
apresentaram variações significativas nos resultados das simulações. As intensidades dos afundamentos de tensão calculados com o modelo 14 ficaram ligeiramente superiores aos calculados com o modelo 59. No entanto, as diferenças encontradas não são representativas do ponto de vista prático estando na faixa de 0,9% a 1,2%.
• A inclusão do modelo dos reguladores de tensão nos geradores da UTE Cuiabá não proporcionou diferenças consideráveis nos resultados das simulações. A maior diferença observada nos valores das intensidades dos afundamentos de tensão entre os casos simulados com e sem o regulador de tensão foi de 1,2%.
• A carga foi representada no ATP através do modelo de impedância constante. Apesar da proposta de metodologia sugerir a simulação do sistema considerando diversos tipos de representação de carga, tal procedimento não foi possível devido as dificuldades na obtenção de dados para a determinação da composição da carga em um sistema complexo como o do caso teste.
• O desvio padrão e a média das intensidades dos afundamentos de tensão por ponto de monitoração, utilizando-se os resultados obtidos dos casos aleatórios do item 6.5, apresentam o mesmo comportamento estatístico em todos os pontos, evidenciando a forte aderência dos resultados.
• Finalmente, com base nos resultados obtidos nas simulações, pode-se dizer que as divergências verificadas entre os dois programas estão dentro de limites bastante razoáveis para os diversos tipos de falta, podendo ser considerados satisfatórios em termos de cálculos de