INSTITUTO DE ENGENHARIA
Divisão de Engenharia Elétrica
Divisão de Sistemas Prediais
Divisão de Eletrônica
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ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ENGENHEIROS ELETRICISTAS

Temos a satisfação de convida-lo para a Palestra:

OPERAÇÃO EM TENSÃO VARIÁVEL DE LINHAS DE TRANSMISSÃO DE CORRENTE ALTERNADA

Apresentador : Engenheiro Dimetri Ivanoff.

  • Engenheiro mecânico e eletricista, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, (EPUSP), 1953.

  • Foi, até sua aposentadoria em 1987, professor titular do Departamento de Eletricidade da EPUSP.


  • Vice-Presidente do Grêmio Politécnico em 1953, na gestão de Ruy Exel.


  • Criador, no inicio dos anos '80, da "Bolsa de Estudos para Alunos Carentes da AAAEPUSP" e por longo tempo seu Coordenador.


  • Em 1983 foi professor convidado na École Nationale d'Ingénieurs Electriciens de Grenoble (ENSIEG), na França.


  • Continua atuando profissionalmente como livre-docente da USP, membro das Divisões de Eletricidade e de Eletrônica do Instituto de Engenharia  e como engenheiro consultor.


  • Além do seu interesse por reguladores de tensão alternada e suas aplicações, colaborou recentemente em projetos de injeção de argônio por eletrodos de fornos a arco (IPT-ACESITA), modelagem de motores lineares para tração metroviária (IPT-FAPESP) e na aplicação de técnicas de gestão de conhecimento para a melhoria da qualidade no projeto, implantação e reforma de instalações elétricas industriais, comerciais e domiciliares (Fundacão Carlos Alberto Vanzolini, ALCABYT, Information Liner).


Abordagem:

  • A tecnologia da transmissão da energia elétrica por linhas de alta tensão alternada existe, basicamente inalterada, já há cerca de um século. Até que ponto progressos recentes na tecnologia de semicondutores  de potência podem modificar tal situação?
  • Várias idéias neste sentido foram sugeridas e algumas até implementadas, dentro do âmbito da tecnologia de sistemas de Transmissão Flexível de Corrente Alternada (sistemas TFCA ou, em inglês, Flexible Alternating Current Transmission Systems, FACTS).
  • Pretende-se discutir, na palestra, mais uma possibilidade neste sentido, que aparentemente não foi ainda considerada: a da Operação com Tensão Variável (OTV), entre limites amplos, de Linhas de Transmissão de Corrente Alternada (LTCA).
  • Entre outras soluções possíveis para a implementação da OTV, será tomada como base a que utiliza transformadores com seletores de derivações estáticos.
  • As principais vantagens da OTV-LTCA são o melhor aproveitamento de margens de segurança na isolação das linhas e de folgas habituais na capacidade de condução de corrente em linhas com condutores múltiplos. Há também maiores facilidades no controle do fluxo de reativos na rede e das tensões nos pontos de utilização.
  • No confronto com outras idéias TFCA, a solução OTV-LTCA pode ser ora competitiva ora complementar. Limitações intrínsecas e dificuldades a serem vencidas para a sua efetiva implementação serão examinadas.


Obs:  Veja, ao final, "Resumo da Palestra"


Inscrições: Confirmar presença pelo tel. 574.7766 r.215/220, fax no r.219 ou e-mail: ie@uol.com.br.

Data:    15.06.2000 (5a. feira) -       Horário:    20:00

Local: INSTITUTO DE ENGENHARIA    -    Av. Dr. Dante Pazzanese, 120 - V. Mariana

Estacionamento próprio gratuito
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OPERAÇÃO EM TENSÃO VARIÁVEL DE LINHAS DE TRANSMISSÃO DE CORRENTE ALTERNADA

Resumo da palestra a ser apresentada no dia 15 de junho de 2000, 5a feira, às 20 horas, na Divisão de Engenharia Elétrica do Instituto de Engenharia,  pelo Engenheiro Dimetri Ivanoff.

Serão discutidas as vantagens e eventuais dificuldades de implementação de uma nova tecnologia de transmissão de energia elétrica por linhas de corrente alternada trifásica. A faixa de tensões considerada é de 220 a 750 kV, característica de redes interligadas regionais. No entanto, as idéias são também aplicáveis para a transmissão ponto a ponto em tensões mais altas.
As vantagens principais esperadas com a Operação em Tensão Variável (OTV) de Linhas de Transmissão de Corrente Alternada (LTCA) da forma aqui proposta, são:

  • Aumento substancial da capacidade de transmissão das linhas existentes. Para linhas novas, ou em casos de recapacitação, poderá haver redução de investimentos para uma dada capacidade de transmissão;
  • Melhores condições de controle dos fluxos de reativos devidos à capacitância e à indutância das linhas;
  • Possibilidades adicionais de controle do sistema em regime quasi-estacionário (redirecionamento de fluxos de potência) e durante perturbações eletro-mecânicas.

A tecnologia pressupõe o uso de reguladores de tensão rápidos com semicondutores de potência e pode ser considerada como fazendo parte do conjunto de soluções para a Transmissão Flexível em Corrente Alternada (TFCA), conforme idéia geral proposta por HINGORANI em 1988. Em inglês, tal conceito tornou-se conhecido pela sigla FACTS ("Flexible Alternating Current Transmission Systems").
A variação da tensão de operação tem em vista o melhor aproveitamento de amplas margens de segurança normalmente disponíveis na isolação das linhas. Tais margens, apesar de variáveis com as condições climáticas, estão presentes a maior parte do tempo, tipicamente em 99% do tempo total.
A tecnologia permite, também, utilizar melhor folgas habituais na capacidade de condução de corrente de linhas de tensão mais alta, construídas com condutores múltiplos.
Não se tem conhecimento, até agora, quer de implementações quer de publicações sobre a tecnologia OTV-LTCA. Isto não deixa de ser estranho, tendo em vista suas vantagens. Parece justificável, nestas condições, abrir o debate sobre o assunto.
A OTVLTCA aplica-se a linhas de transmissão tomadas individualmente e consiste no acréscimo de reguladores de tensão sincronizados nas duas extremidades da linha, dentro do pressuposto de que as subestações, com todos os seus equipamentos, exceto os reguladores e os pára-raios de linha, continuem operando na tensão nominal.
Os reguladores - que podem ser realizados na forma de transformadores ou auto-transformadores com seletores de derivações estáticos - devem permitir a variação da tensão de transmissão entre limites amplos (70 a 120%? 50 a 150% ?) conforme as condições de carga, de clima e conforme o regime de operação, normal ou de emergência, do sistema.
A variação da tensão da linha deverá ocorrer pela mudança simultânea das derivações nas duas extremidades da linha. Deste modo, as relações de transformação dos dois transformadores, mesmo variando entre limites amplos, permanecerão sempre próximas ou iguais entre si.
Os reguladores devem ainda incorporar os circuitos necessários para as operações de ligação, desligação e interrupção de curto circuitos da linha.
A redução da tensão em períodos de pouca carga, principalmente à noite, permite diminuir a carga capacitiva do sistema e controlar melhor a tendência à elevação da tensão da rede, dispensando a instalação de indutores. Como vantagem adicional, há uma redução significativa de perdas por descargas parciais nos períodos de chuva.
A aplicação da OTV é mais fácil de ser justificada nos casos em que seja também desejado o aumento da capacidade de transmissão, por meio da elevação da tensão acima da nominal. Tal procedimento permitiria eliminar gargalos em situações de carga pesada no sistema.
A possibilidade de operação com tensão acima da nominal dependerá necessariamente do sucesso de providências para a eliminação de sobretensões de manobra e de rejeição de carga. Será comentada, na palestra, a possibilidade de solução deste problema no contexto da utilização de seletores de derivações estáticos pelo uso de chaves com dois estágios, com resistores auxiliares.
Uma outra objeção que pode ser levantada contra a OTV-LTCA está nos inconvenientes da reatância indutiva adicional dos transformadores ou auto-transformadores colocados nas extremidades. Este problema pode ser resolvido pelo uso de compensação série da linha com capacitores, fato que deve ser, evidentemente, levado em conta nos estudos de viabilidade.
Ao se procurarem soluções para problemas com uma rede de transmissão, a aplicação da OTV a linhas de corrente alternada existentes constitue antes de mais nada uma alternativa à construção de elos de Corrente Contínua em Alta Tensão (CCAT). Em outros casos (acréscimo de linhas novas, recapacitação de linhas existentes, implantação de algumas soluções já conhecidas de TFCA, ...) ela pode ser considerada seja como alternativa, seja como solução complementar.

Cabe assinalar que a OTVLTCA pode também, sem maiores dificuldades, ser combinada com várias das formas de controle direto de potência ativa transmitida, propostas recentemente (WATANABE, 1998). Por outro lado, merecem destaque soluções integrando transformadores dotados de seletores de derivações com alguns tipos de reguladores por modulação de fluxo (IVANOFF, 1996). Em conclusão, não parecem existir dificuldades técnicas mais sérias para a implementação da OTV-LTCA. As oportunidades mais interessantes para sua aplicação talvez ocorram em sistemas existentes, onde um aumento substancial da capacidade de transmissão de troncos principais poderá ser conseguido sem a construção de novas linhas.

Referências:

  • HINGORANI, N. Power electronics in electric utilities: role of power electronics in future power sistems. Proc. IEEE, v.76, n.4, p.481-2, Apr. 1988.
  • IVANOFF, D. Uma classe especial de reguladores de tensão alternada estáticos por modulação de fluxo. Resenha do PEA, Departamento de Engenharia de Energia e Automação Eletricas, EPUSP, 2 fev. 1996.
  • WATANABE, E. H. et al. Tecnologia FACTS – tutorial. SBA Controle e Automação, v.9, n.1, p.39-55, jan.-abr. 1998.

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