Testes Utilizando a Bobina de Petersen

Para testar a proposta utilizando a Bobina de Petersen foram ajustados os valores de RGF N =5,77 Ω e XGF N = 230,94 Ω. Neste caso, a Bobina de Petersen está na barra

S e na barra R apenas nos neutros do lado de alta tensão (800 kV). O neutro no lado de baixa (500 kV) está solidamente aterrado.

Nas Figuras 6.1.4 e 6.1.5 são apresentadas as tensões e correntes de cada fase, ao longo da linha, depois da abertura do disjuntor de aterramento para uma falta monofásica em 50% da linha, 1300 km.

Figura 6.1.4 – Tensões ao longo LT para falta na fase A com resistência de 1 Ω para o ponto de falta em 1300 km – Linha de 2600 km com Bobina de Petersen. As medições apresentadas acima mostram que não haverá mais variações importantes nas fases sãs ocasionadas pela abertura da fase com defeito como no caso das linhas MCO sem nenhum método de mitigação da corrente de arco secundário. São apresentadas nas Tabelas 6.1.1, 6.1.2 e 6.1.3 os valores das tensões de cada fase ao longo da linha para cada ponto de falta. Com a inserção da Bobina de Petersen durante o defeito secundário serão evitadas sobretensões nas fases sãs. Os valores das tensões nas fases sãs são próximos de 1 pu para o carregamento de 1 SIL, como no caso de linhas convencionais.

Figura 6.1.5 – Correntes ao longo LT para falta na fase A com resistência de 1 Ω para o ponto de falta em 1300 km – Linha de 2600 km com Bobina de Petersen. Na Figura6.1.6são apresentadas as correntes nos neutros dos transformadores nas extremidades da linha de transmissão.

Figura 6.1.6 – InS e InR para faltas ao longo da linha com resistência de 1 Ω – Linha de 2600 km com Bobina de Petersen.

Capítulo 6. Soluções Para o Religamento Monopolar em Linhas MCO 93

Tabela 6.1.1 – Nível de tensão na fase A ao longo da linha para falta monofásica na fase A ao longo da linha – Linha de 2600 km com Bobina de Petersen.

Tabela 6.1.2 – Nível de tensão na fase B ao longo da linha para falta monofásica na fase A ao longo da linha – Linha de 2600 km com Bobina de Petersen.

Capítulo 6. Soluções Para o Religamento Monopolar em Linhas MCO 95

Tabela 6.1.3 – Nível de tensão na fase C ao longo da linha para falta monofásica na fase A ao longo da linha – Linha de 2600 km com Bobina de Petersen.

Já na Figura 6.1.7 são apresentadas as tensões nos neutros devido à inserção da Bobina de Petersen.

Figura 6.1.7 – VnS e VnR para faltas ao longo da linha com resistência de 1Ω – Linha de 2600 km com Bobina de Petersen.

Nas Figuras6.1.8e6.1.9são apresentados os valores da corrente de arco secundário e da TRT utilizando o esquema de mitigação proposto. Na Figura6.1.10são apresentados os pares corrente de arco secundário x tensão de restabelecimento transitório traçados na região de provável extinção do arco.

Figura 6.1.8 – Isec para faltas ao longo da linha com resistência de falta de 1Ω – Linha de 2600 km com Bobina de Petersen.

Capítulo 6. Soluções Para o Religamento Monopolar em Linhas MCO 97

Figura 6.1.9 – TRT para os casos analisados – Linha de 2600 km com Bobina de Petersen.

Figura 6.1.10 – TRT x Isec para os casos analisados – Linha de 2600 km com Bobina de Petersen.

Neste primeiro caso foi verificado que as correntes nos neutros dos transformadores (InS e InR, Figura 6.1.6) decaíram como desejado. O decaimento dessas duas correntes reflete na redução da corrente de arco secundário.

Utilizando as bobinas nas duas extremidades da linha de transmissão foi possível proporcionar a auto-extinção da corrente de arco secundário, já que para a maioria das faltas simuladas os valores estão dentro da zona de provável extinção, Figura 6.1.10. Pode-se observar que algumas falhas produzirão valores de corrente acima de 55 A, porém

o critério apresentado foi gerado para tensão de linha de 400 kV. Entende-se que linhas MCO sejam linhas UHV, para as quais um limiar de extinção mais elevado deve ser aceito. Se necessário, é possível reduzir ainda mais o valor da corrente de arco secundário aumentando o valor da Bobina de Petersen.

As tensões nos neutros (VnS e VnR, Figura 6.1.7) apresentaram valores elevados com a inserção dos reatores. As tensões nos neutros dos transformadores chegaram a valores próximos de 250 kV em regime permanente. A tensão na Bobina de Petersen é similar a da tensão no neutro, levando-se em consideração a relação de transformação. Como resultado haverá necessidade de isolar os neutros dos transformadores para esses níveis de tensões. Como o transformador não estará solidamente aterrado por apenas um pequeno período de tempo (menor do que o tempo morto), não previmos nenhum impacto importante associado à sobretensão temporária durante operações não balanceadas.

Realizaram-se mais dois testes: um utilizando apenas uma bobina na barra S e o outro com a bobina nos três neutros (S, R do lado de alta e o no R do lado de baixa (R1)).

Para o caso utilizando apenas uma bobina na barra S foi verificado que somente a corrente no neutro do transformador da barra S decaiu como desejado, porém, como a corrente no neutro na barra R permaneceu elevada, o valor da corrente de falta permaneceu elevado. A tensão no neutro (VnS) apresentou valores elevados com a inserção do reator. As tensões e correntes nas extremidades da linha apresentaram comportamento similares ao caso com a meia onda pura. Neste caso fica evidente que não é possível utilizar a bobina apenas em uma das extremidades da linha de transmissão e manter o outro lado aterrado.

No último caso, inserindo a bobina nos três neutros, foi notado o mesmo comportamento apresentado utilizando a bobina nos neutros S e R. A diferença está nas tensões nos neutros na barra R. Com os dois neutros aterrados, R e R1, surgem em ambos os neutros tensões elevadas, porém, os valores são menores, uma vez que a corrente irá se dividir pelos dois caminhos. A desvantagem deste caso é a inserção de mais equipamentos no sistema.

Pode-se afirmar que com a inserção da Bobina de Petersen os valores tanto de corrente de arco secundário como da tensão de restabelecimento transitório são moderados, indicando uma alta probabilidade de auto-extinção da falta para linhas de meio comprimento de onda.

Capítulo 6. Soluções Para o Religamento Monopolar em Linhas MCO 99