Para se propor um esquema de controle utilizando os conceitos do subitem 2.2, é necessário conhecer quais objetivos o ECE atual se propõe com suas ações de controle. Esses objetivos são bem representados pelos critérios de simulação adotados na determinação no montante de alívio de cada ação de controle.
Na avaliação do impacto das contingências no tronco de 765 kV e definição das ações de controle do seu Sistema Especial de Proteção, são adotados índices de desempenho dinâmico frente a distúrbios conhecidos, de onde se determina o montante de ação de controle tal que caracterize uma região de segurança operativa com mínimo risco da ocorrência de fenômenos de extrema gravidade.
Capítulo 4 – Esquema de Controle de Emergência do tronco de 765kV 41
Estes critérios são fundamentados nas determinações dos Procedimentos de Rede do Operador Nacional do Sistema, em especial o sub-módulo 23.03 “Diretrizes e Critérios para Estudos Elétricos”, de onde se destacam especificamente os tópicos:
5.3.1) “... o nível de tensão fase-fase em corrente alternada, para a tensão base de 765 kV deve corresponder à no mínimo 688 kV (0,9 p.u.) e no máximo a 800 kV (1,046 p.u.) em regime permanente”.
6.3) “...os estudos de curto-circuito servem como subsídio para estudos dinâmicos, sendo realizados utilizando os parâmetros de rede do regime subtransitório”.
8.3.4. c) “a amplitude máxima de oscilações de tensão eficaz pico a pico deve ser de 2%, em valor absoluto, 10 (dez) segundosapós a eliminação do distúrbio”.
8.3.10) “...os tempos de eliminação do defeito pela abertura do disjuntor no 750 kV são iguais a 80 ms (sem falha no disjuntor) e 200 ms (com falha no disjuntor)”.
8.3.11 a) “Em qualquer condição de carga, o sistema deverá ser estável para curto- circuitos monofásicos, sem religamento, considerada a perda de um1 de seus elementos.
Além de estável, o desempenho do sistema não deverá implicar riscos de sobrecarga inadmissíveis em equipamentos nem tampouco desligamentos adicionais incontroláveis e indesejáveis”.
Para o atendimento integral de todos os critérios acima citados, em especial do último acima , as simulações de contingências no tronco de 765 kV e ajuste do montante de alívio de geração do ECE atual, é necessário respeitar simultaneamente as seguintes condições:
• As tensões nas subestações de Itaipu 60 Hz e do tronco de 765 kV devem apresentar um comportamento dinâmico pós-perturbação tal que:
o A primeira oscilação pós-perturbação de qualquer tensão não deve ser inferior a 0,6 p.u na primeira oscilação e 0,80 p.u. nas demais.
o O valor de regime permanente de qualquer tensão deve diferir em, no máximo, 10 % do valor inicial de regime pré-perturbação, e deve atender os limites de regime, iguais a 90 %, no mínimo, e 104,6 %, no máximo.
o a amplitude máxima de oscilações de tensão eficaz pico a pico deve ser de 2%, em valor absoluto, 10 (dez) segundos após a eliminação do distúrbio;
1 No caso do ECE do tronco de 765kV, são considerados, adicionalmente, contingências com perdas duplas de circuitos (N-2), onde tais critérios podem ser flexibilizados. No entanto, a diretriz para este tipo de distúrbio é constituída pelos itens postulados, os quais procuram ser cumpridos.
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A Figura 4.9 ilustra os limites das tensões, definidos a partir deste critério, originando o invólucro indicado em preto para corresponder a um caso com desempenho satisfatório. 0 1 2 3 4 5 6 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1 1.05 1.1 Tempo [s] Te ns ao [p. u.]
Involucro de tensao que define os critérios dinâmicos de tensao
Tensao em Foz do Iguacu [kV] Tensao em Ivaipora [kV]
1,046 [p.u.]
0,9 [p.u.]
0,8 p.u.
Figura 4.9 – Desempenho dinâmico de tensão esperado nas subestações do tronco de 765 kV
• Os parâmetros do circuito de excitação/campo devem apresentar um comportamento dinâmico pós-perturbação tal que:
o O valor de regime permanente da corrente de campo não deve ser superior a 2,05 p.u. em regime pré-perturbação e 2,1 p.u em regime pós pertução. Este limite é ilustrado na Figura 4.10, que mostra a corrente de campo nas máquinas de Itaipu após perturbação com abertura de linha do tronco, e foi incluído como um critério de simulação sabendo-se que se estas condições forem verificadas a atuação do limitador de corrente de excitação das UGs de Itaipu causa o afundamento da tensão no tronco de 765 kV.
0 1 2 3 4 5 6 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 Tempo [s] Co rre nte [p. u.]
Involucro que define os critérios de regime de corrente de excitacao
Corrente de excitacao nas UGs de Itaipu 60Hz [p.u.]
2,1 [p.u.]
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o Não deve haver atuação do limitador de corrente de excitação por tempo igual ou superior a 300 ms. O momento qual ocorre a atuação do limitador é indicado pelo não seguimento do sinal de controle da tensão de excitação pelo sinal da tensão do regulador de tensão, como ilustrado na Figura 4.11.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 Tempo [s] S in al d e co nt ro le [ p. u. ]
Nao seguimento do sinal de controle por atuacao do regulador de tensao
Sinal para tensao de campo (Referência) [p.u.] Sinal do regulador de tensao [p.u.]
Figura 4.11 – Exemplo de atuação do limitador temporizado de corrente de excitação
E, adicionalmente, as oscilações de potência originadas por tais contingências devem ser tais que não causem atuação das Proteções de Perda de Sincronismo (PPS) instaladas no tronco de 765 kV e na interligação Nordeste-Centro-Oeste-Sudeste.
A avaliação da atuação é realizada pela excursão da impedância aparente dos circuitos que possuem instalada essa proteção, exemplificada na Figura 4.12.
-0.9 -0.8 -0.7 -0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
Excursao da impedancia S.Mesa-Gurupi 1 após abertura dupla FI-IV
Resistência [p.u.] R ea ta nc ia [ p. u. ]
Figura 4.12 – Exemplo de excursão da Impedância da LT Imperatriz-Colinas C1, no caso de perturbação com abertura de linha no tronco de 765 kV
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Destes critérios, percebe-se que a proposição de uma alternativa para o ECE do tronco de 765 kV deve considerar fenômenos tais como os afundamentos de tensão neste corredor, assim como as oscilações de potência na interligação Nordeste-Centro-Oeste- Sudeste, apresentados em seguida.