Regulador De Tensao

ENGENHARIA ELÉTRICA

Análise e Previsão de Desempenho de Sistemas Elétricos

Compensação em Linhas de Transmissão

Fabricio dos Santos Cruz

Matrícula: 200901337539

Professor: Clayton Mata

Rio de Janeiro, 29 de Agosto de 2014

 

Os sistemas de transmissão e de distribuição de energia elétrica, bem como a maioria das cargas das unidades consumidoras, como motores, lâmpadas de descarga, fornos de indução, etc. consomem energia reativa. A potência aparente [VA] é constituída de dois tipos:

• Potência Ativa [W]. Está é a potência que efetivamente realiza trabalho, gerando calor, luz, movimento, etc.

• Potência reativa [Var]. Esta potência é usada para criar e manter os campos eletromagnéticos.

Assim, enquanto a potência ativa é sempre consumida na execução de trabalho, a potência reativa, além de não produzir trabalho, circula entre a carga e a fonte de alimentação, ocupando um “espaço” no sistema elétrico, que poderia ser utilizado para fornecer energia ativa.

O fator de potência indica qual porcentagem da potência total fornecida (kVA) é efetivamente utilizada como potência ativa (kW). Assim, o fator de potência indica o grau de eficiência do uso dos sistemas elétricos.

Baixos FP’s resultam em aumento na corrente total que circula nas redes de distribuição de energia elétrica da concessionária e das unidades consumidoras. Isso pode sobrecarregar as subestações bem como as linhas de transmissão e distribuição, prejudicando os níveis de tensão, a estabilidade e as condições de aproveitamento dos sistemas elétricos.

Nos sistemas elétricos de transmissão e de distribuição, o controle de reativo, em geral, é feito com a ajuda de dispositivos conectados em paralelo e que tenham a característica de gerar e/ou absorver reativos.

O termo compensação de linha está relacionado à propriedade natural das linhas de transmissão, que requerem energia reativa em maior ou menor quantidade, para efetivarem o transporte da potência ativa. A condição ideal de transporte de energia através de uma linha é aquela em que ela transporta uma potência ativa de valor correspondente à sua Potência Natural, P0.

Quando a linha transporta potências ativas inferiores a “P0”, a mesma estará gerando mais reativo do que ela realmente necessita para efetuar o transporte da potência ativa. Esse reativo adicional (que é gerado pela linha) cresce com o nível de tensão e o comprimento da linha. Se esse reativo excedente não for absorvido por algum banco de reatores em derivação, máquina síncrona ou mesmo pelo sistema, então a tensão ao longo da linha irá aumentar (“Efeito Ferranti”), podendo até atingir níveis proibitivos.

Por outro lado, se a linha estiver transmitindo potência ativa superior a “P0”, isto indica que a linha terá necessidade de receber reativo adicional àquele que ela gera (o qual seria suficiente apenas para o transporte de “P0”). Se isso não ocorrer, a tensão ao longo da linha irá decrescer. Esse reativo adicional, em geral, é proporcionado por bancos de capacitores em derivação.

De uma maneira geral, diz-se que uma linha de transmissão recebeu uma compensação em derivação quando algum banco de reatores ou de capacitores nela foi instalado com a finalidade de absorver ou gerar reativo adicional àquele que as capacitâncias shunt (entre condutores e entre condutores e o solo) da linha gera.

Existem problemas também relacionados com a reatância indutiva série de uma linha. Seja, por exemplo, uma linha longa que esteja operando com ângulos de potência grandes,

que estejam comprometendo a estabilidade estática da transmissão. Esse problema, via de regra, é uma consequência da alta reatância indutiva série da linha. Para decrescê-la, uma boa alternativa é a inserção de bancos de capacitores em série. Assim, uma linha de transmissão que tiver um banco de capacitores assim instalado, terá recebido uma compensação série.

De uma maneira