129 internacionais, permitiram verificar um desempenho satisfatório do sistema de excitação

implementado.

Uma vez que o sistema de excitação modelado é dotado de malhas de controle com limitadores de fluxo, de subexcitação e sobrexcitação, enxergou-se a necessidade de investigar a interação desses limites com o sistema de proteção do sistema de potência teste, de acordo com os problemas encontrados na literatura. Dessa forma, avaliou-se a coordenação desses limitadores com suas proteções associadas em regime de operação da máquina subexcitada e sobrexcitada.

Com relação a operação da máquina subexcitada, avaliou-se a proteção contra perda de excitação de uma das unidades geradoras do sistema teste. Um relé de proteção numérico específico para proteção de geradores foi conectado em malha fechada para avaliar diversas características de proteção contra perda de excitação e sua interação em tempo real com o sistema de excitação simulado. A partir dos resultados obtidos, constatou-se que a filosofia de proteção mho duplo com offset positivo na segunda zona com elemento direcional foi mais eficaz do que as características de Mason [17] e Berdy [18], uma vez que foi a única que detectou perda parcial de excitação, assim como também atuou devidamente para perda total de excitação. Contudo, vale ressaltar que os limites do gerador (UEL e SSSL) foram devidamente coordenados com a proteção 40, para que não houvesse conflito de competências entre os mesmos. Prova disso, foi o bom desempenho do limitador de subexcitação do AVR quando a proteção do gerador investigado foi avaliada para rejeições das máquinas vizinhas e também quando a excitação desses geradores foi retirada. Nesses casos não foi observado atuação da proteção 40, como é de se esperar.

Para a análise da proteção 40 quando da ocorrência de eventos externos a sua zona de proteção principal, a mesma enxergou esses defeitos como oscilações estáveis e, nos casos de não eliminação dessas faltas, as funções de proteção 27 e 21 realizaram a devida cobertura para os ajustes realizados, mostrando um bom desempenho como proteções de retaguarda.

Já com relação a avaliação do desempenho da máquina sobrexcitada, atestou-se a robustez dos limitadores de sobrexcitação e de sobrefluxo do AVR quando expostos a cenários de corte carga, uma vez que não foi observada a atuação das proteções associadas (24, 59 e 81). Ao passo que esses limitadores eram desativados, simulando uma falha dos mesmos, verificou-se a correta operação destas mesmas proteções, não deixando a máquina exposta às variações, que ultrapassam os valores aceitáveis, oriundas destes eventos.

CAPÍTULO 6 130

6.2 Contribuições

A partir dos resultados supracitados, este trabalho apresenta como contribuições:

 A implementação de um novo modelo de sistema de controle de excitação de máquinas síncronas para a biblioteca do RTDS, dotado de malhas de controle que permitem verificar sua interação com funções de proteção de geradores;

 A disponibilização, em uma ferramenta de simulação computacional, de um ambiente que permita ao usuário realizar, de forma integrada, a simulação dinâmica e em tempo real do sistema de geração e de seus controles, e testar a interação destes com funções de proteção de um relé numérico físico conectado em malha fechada com o sistema;

 A disponibilização de subsídios para os ajustes da função contra perda de excitação (ANSI 40) com os limites de operação definidos pelos sistemas de controle das unidades geradoras (UEL e SSSL), para que atuem de forma coordenada e adequada para condições de perda parcial e total de excitação, assim como subsídios para os ajustes das funções de proteção contra a operação sobrexcitada da máquina e a interação das mesmas com os controles das máquinas;

6.2.1 Publicações

Como frutos deste trabalho de tese foram publicados os seguintes trabalhos:

 1 Periódico Internacional: Qualis Capes A1(Engenharias IV)

A.L.M. Coelho; C. E. B. Carrer, C. A. V. Guerrero, P. M. Silveira, "Loss-of- Excitation Protection and Underexcitation Controls Correlation for Synchronous Generators in a Real-Time Digital Simulator" IEEE

Transactions on Industry Applications, vol.51, no.5, pp.3579-3590, Sept.-

CAPÍTULO 6 131

 2 Anais de Conferências Internacionais:

A. L. M. Coelho, C. E. B. Carrer, C. A. V. Guerrero and P. M da Silveira, “Loss-of-Excitation Protection and Underexcitation Controls Correlation for Synchronous Generators in a Real Time Digital Simulator”, 49th IEEE

Annual IAS Meeting, Vancouver, October-2014.

C. A. V. Guerrero, A. L. M. Coelho, P. M. Silveira, R. Miquelino, P. A. G. Lopes, Modeling and Performance tests of ALSTOM Alspa® Controgen V3 Excitation System in Real Time Digital Simulation Environment, in: Latin-

American Congress on Electricity Generation and Transmission, CLAGTEE, Viña del Mar, Outubro-2013.

 1 Seminário Técnico Nacional:

A. L. M. Coelho, C. E. B. Carrer, C. A. V. Guerrero, P. M da Silveira, “Avaliação da Proteção e Controle de Subexcitação de Geradores Síncronos em um Ambiente de Simulação em Tempo Real”, XII Seminário Técnico de

Proteção e Controle (STPC), Novembro-2014, Rio de Janeiro. 6.2.2 Orientações

Ao longo deste trabalho de tese, trabalhos relacionados ao tema foram orientados pelo autor:

 C. E. B. Carrer, “Considerações de Proteção de Geradores Síncronos Utilizando Simulação em Tempo Real”, Trabalho Final de Graduação, 2013.

 P. I. Dantas, “Localização de faltas no estator à terra de geradores, utilizando tensão diferencial de terceiro harmônico”, Trabalho Final de Graduação, 2015.

 D. P. F. Fraga e I. B. M. Rocha, “Simulação de distúrbios em um sistema de potência para teste e avaliação da proteção de geradores síncronos”, Trabalho Final de Graduação, 2016 (andamento).

CAPÍTULO 6 132

6.3 Limitações, Melhorias e Trabalhos Futuros

Por não dispor de recursos imediatos para a realização de testes em malha fechada envolvendo o modelo físico do AVR, entende-se que a continuação deste trabalho possa ser desenvolvida em um trabalho futuro a fim de validar os resultados do desempenho dinâmico do sistema de excitação obtidos via simulação em tempo real.

Com relação à proteção das máquinas e sua interação com os limites definidos no sistema de excitação modelado, a plataforma de simulação permite ainda explorar outros casos. Segundo a linha de pesquisa desenvolvida neste trabalho, ficam algumas sugestões de desenvolvimentos futuros:

 Testar outros esquemas de proteção contra de perda de excitação apresentados na literatura ou implementar novos esquemas de proteção não baseados no círculo mho e compará-los quanto ao tempo de atuação;

 Avaliar a proteção contra perda de excitação para curtos-circuitos no enrolamento de campo;

 Incluir a avaliação da interação dos limites do sistema de excitação modelado com outras funções de proteção de geradores não estudadas aqui, tal como a função de perda de sincronismo (ANSI 25);

 Verificar com maior riqueza de detalhes a influência dos ajustes do regulador de velocidade nas variáveis do gerador em resposta a eventos de rejeição de carga.