Má qu in a s d e Co rre n te
Alt
d
Alte rn a d a
( EN E0 5 2 )
2.5 Operação Paralela de G.S.
Prof. Abilio Manuel Variz
E n g e n h a r i a E l é t r i c a
E n g e n h a r i a E l é t r i c a
U n i v e r s i d a d e F e d e r a l d e J u i z d e F o r a
Necessidades / Vantagens
/
g
Vá i G S
d
i
j
t
i
2
Vários G.S. podem suprir juntos cargas maiores;
A
d C
fi bilid d
Aumento de Confiabilidade
Perda de uma máquina não compromete o sistema todo
Facilidade de Manutenção
Operação Eficiente
Condições necessárias para o paralelismo
ç
p
p
3
Os Geradores deverão operar com:
1. Mesma tensão terminal (RMS) 2. Mesma Seqüência de Fase
3. Mesmos Ângulos de Fase
M F üê i Elé i
Procedimento para conectar G.S. em paralelo
p
p
O G S (G
t
)
i
t
i t
é
4
O G.S. (Generator 2) que vai entrar no sistema é
Procedimento para conectar G.S. em paralelo
p
p
Aj t I
V
j i
l
d i t
5
1.
Ajustar I
Fpara que V
Trmsseja igual ao do sistema;
G
i S üê i d F
i
l d
i
2.
Garantir Seqüência de Fases igual do sistema;
Testar com pequeno motor de indução que deverá rodar para
o mesmo sentido conectado em G2 e no sistema o mesmo sentido conectado em G2 e no sistema.
Procedimento para conectar G.S. em paralelo
p
p
3
Garantir mesmo Ângulo de Fase do sistema
6
3.
Garantir mesmo Ângulo de Fase do sistema.
Uso de Sincronoscópio Teste das 3 lâmpadas Teste das 3 lâmpadas.
4
Regular máquina motriz para que a freqüência seja
4.
Regular máquina motriz para que a freqüência seja
Teste das 3 lâmpadas
3
p
7
Obs.:
Em sistemas de
grande porte, o processo de
processo de
Relação Freqüência x Potência Ativa (F x P)
ç
q
(
)
T d d
d
i f
8
Todo gerador operando a vazio sofre uma
diminuição de velocidade ao alimentar uma carga.
E t d d l id d (SD) é t d
Esta queda de velocidade (SD) é representada por:
nl fl
n
n
Onde:
100%
nl fl flSD
n
Onde: SD = Speed Droop;
nnlnl = Velocidade a vazio (no load);( );
nfl = Velocidade a Plena Carga (full load).
Ob A i i d á i t SD d % %
Relação Freqüência x Potência Ativa (F x P)
ç
q
(
)
C
9
Como:
Então:
n
nln
fl100%
SD
100%
fl
nl fl
n
f
f
Relação Freqüência x Potência Ativa (F x P)
ç
q
(
)
11
p
nl
sys
P
s
f
f
Onde:
P = Potência Ativa de Saída; P = Potência Ativa de Saída;
fnl = Freqüência a vazio (“Set point” da máquina motriz); fsysy = Freqüência do Sistema;
Relação Tensão x Potência Reativa (V x Q)
ç
(
Q)
E i t
f t
l ã t
( ód l
d )
t
ã
12
Existe uma forte relação entre (módulo da) tensão
(V) e potência reativa (Q), onde:
q
nl
sys
Q
s V
V
Onde:
Q = Potência Reativa de
íd Saída;
Vnl = Tensão a Vazio;
Exercício 2.5.1
5
S j i t
d fi
b i
d G S
i
13
Seja o sistema da figura abaixo, onde o G.S. supri a
carga 1. Uma carga 2 é conectada em paralelo com a
1 Este G S possui freqüência a vazio de 61Hz e Sp de
1. Este G.S. possui freqüência a vazio de 61Hz e Sp de
1MW/ Hz. A carga 1 consome 10 0 0 kW com FP=0 ,80
atrasado e a carga 2 80 0 kW com FP=0 70 7
Exercício 2.5.1
5
D t
i
14
Determine:
a) Antes de fechar a chave, qual a freqüência do sistema?
D i d f h d h l f üê i d i t ?
b) Depois de fechado a chave, qual a freqüência do sistema?
c) Com ambas as cargas conectadas, qual o valor de “set point”
G.S. conectado em Barra Infinita
C
it d B
I fi it
15
Conceito de Barra Infinita:
Te n s ã o co n s ta n te e Fre q ü ê n cia co n s ta n te
Si t d d t
Sistema de grande porte
S d l l i d d
G.S. conectado em Barra Infinita
16
Ob
Obs.:
Para o G.S. suprir
potência ativa o seu potência ativa, o seu “set point” (fn l)
G.S. conectado em Barra Infinita
17
Ob
Obs.:
Se o “set point” (fnl) do
G.S. conectado em Barra Infinita
18
Obs :
Obs.:
Conforme se aumenta
o “set point” (fnl) do
o set point (fnl) do
G.S. mais potência ativa (P) a máquina i á i
G.S. conectado em Barra Infinita
19
Obs.:
Elevação do “set
point” (fnl) do G.S.
implica em aumento implica em aumento do torque no eixo.
f
f
p nl sys
G.S. conectado em Barra Infinita
20
Conforme se aumenta a tensão a vazio (V
Conforme se aumenta a tensão a vazio (V
n ll) do G.S.
) do G.S.
mais potência reativa (Q) a máquina irá suprir.
Q
s V
V
Elevação da tensão a vazio (Vnl) do G.S. implica em aumento da
q nl sys
Q
s V
V
G.S. conectado em Barra Infinita
Conclusões:
21
Conclusões:
A freqüência e a tensão do G.S. são determinados pelo sistema; O “set point” da maquina motriz define a quantidade de O se po da aqu a o de e a qua dade de
potência ativa suprida pelo G.S.
A corrente de campo do G.S. define a quantidade de potência
Geradores Síncronos em Paralelo (G.S. x G.S.)
(
)
Geradores de mesmo porte em paralelo:
22
Geradores de mesmo porte em paralelo:
P
tot= P
load= P
G1+ P
G2Geradores Síncronos em Paralelo
O “set point” e o sp
23
O set point e o sp
de
cada
G.S.
definem o quanto
p nl sys
P
s
f
f
definem o quanto
de potência ativa
(P) cada gerador
(P) cada gerador
despachará
e
a
Geradores Síncronos em Paralelo
24
O que ocorre se
t
aumentarmos a
“set point” de um
gerador?
gerador?
Novo despacho de P; Nova freqüência do Nova freqüência do
Geradores Síncronos em Paralelo
Alt
d
h
difi
f
üê i
25
Geradores Síncronos em Paralelo
Alt
f
üê i
difi
d
h
26
Geradores Síncronos em Paralelo
Obs.:
27
Obs.:
Evitar Sp muito plana, senão pequena variação de velocidade
Geradores Síncronos em Paralelo
28
O
q nl sys
Q
s V
V
O que ocorre se
aumentarmos a
tensão a vazio
tensão a vazio
(V
n l) de um
gerador?
gerador?
Novo despacho
de Q; de Q;
Nova tensão do
Exercício 2.5.2
5
Sejam 2 G.S. (G1 / / G2) suprindo uma carga, onde:
29
Sejam 2 G.S. (G1 / / G2) suprindo uma carga, onde:
G1 tem freqüência a vazio de 61,5Hz e Sp de 1MW/ Hz; G2 tem freqüência a vazio de 61,0 Hz e Sp de 1MW/ Hz;G e eqüê c a a a o de 6 ,0 e Sp de / ; A carga demanda 2,5MW com FP=0 ,80 atrasado.
Calcule (através de diagramas P x F):
Calcule (através de diagramas P x F):
a) Qual a freqüência de operação do sistema e o despacho de
cada G.S.;
b) Suponha que uma carga adicional de 1MW é conectada à rede,
qual a nova freqüência de operação do sistema e o despacho de cada G S ;
de cada G.S.;
c) Na condição b), se o set point de G2 for elevada em 0 ,50 Hz,
Exercícios Propostos
p
E
í i
30
Exercício 2.5.1
Informações
ç
A l
31
Pro as
Aulas:
Presença obrigatória
Início: 0 9-ago-20 10
Provas:
TVC1: 22-set-20 10 (qua) TVC2: 18-out-20 10 (seg)
Início: 0 9 ago 20 10 Término: 10 -dez-20 10
TVC2: 18 out 20 10 (seg)
TVC3: 29-nov-20 10 (seg)
2ª Chamada/ Substitutiva:
Dúvidas:
E-mail: prof.variz@gmail.com
0 6-dez-20 10 (seg)
Atendimento pessoal: Galpão do PPEE, 2º Andar.
Quartas de 0 8:0 0 até as 10 :0 0 Quintas de 10 :0 0 até as 12:0 0 Quintas de 10 :0 0 até as 12:0 0