Publicação: Propostas de metodologias para a determinação das contribuições sobre os desequilíbrios em sistemas elétricos trifásicos
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
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Resumo
Os desequilíbrios são fenômenos tipicamente manifestados nas instalações elétricas
trifásicas, os quais estão relacionados às assimetrias existentes nas redes, englobando os
sistemas de geração, transmissão, distribuição e os centros de consumo. Uma vez reconhecidos
os diversos efeitos nocivos que os distúrbios podem provocar no sistema como um todo, sejam
eles manifestados em termos das tensões ou correntes assimétricas, os desequilíbrios devem ser
limitados de acordo com os níveis recomendados pelos padrões vigentes. Dessa forma, caso os
limites sejam extrapolados, estratégias de mitigação são recomendadas para a compatibilização
dos indicadores de conformidade de acordo com os padrões de fornecimento tidos como
aceitáveis. Neste contexto, há uma grande variedade de estratégias de compensação de
desequilíbrios, as quais são empregadas de acordo com a natureza e fonte do problema. Por
conseguinte, haja vista que a implementação de soluções pode envolver custos elevados,
pondera-se a relevância do processo de determinação (ou compartilhamento) das contribuições
sobre os desequilíbrios entre as partes envolvidas. Esta temática surge da necessidade de se
determinar as parcelas de contribuição individuais oriundas de diferentes fontes de perturbação
sobre o desequilíbrio global manifestado no barramento comum entre tais fontes, as quais são
aqui denominadas por supridor e consumidor. Na literatura, há uma série de trabalhos voltados
para esta problemática. Todavia, por se tratar de um assunto de tamanha complexidade, na
atualidade, não há procedimento que se mostre consistente nos campos teórico e prático de
forma simultânea. À luz dessas constatações, além de contribuir com a apresentação atualizada
do estado da arte sobre o tema e avaliar os principais procedimentos existentes na literatura,
este trabalho tem como objetivo propor duas estratégias inovadoras para a determinação das
contribuições sobre os desequilíbrios: uma de cunho teórico e fundamentada em princípios
clássicos de circuitos elétricos; e outra de caráter prático, visando estabelecer meios para que o
processo possa ser executado em campo. Ambas as propostas se complementam e podem ser
utilizadas conjuntamente. Com o intuito de avaliar a resposta das metodologias pormenorizadas
ao longo do trabalho, são realizados estudos computacionais e laboratoriais utilizando um
sistema elétrico hipotético e com forte característica motriz, visto que isto tem se apresentado
como fator de influência relevante em estudos qualitativos.
Abstract
Imbalances are common phenomena on three-phase electric power systems. These
anomalies may come at the expense of asymmetries inherent to networks, comprising the
generation, transmission and distribution systems as well as the consumption centres. Since
they can cause harmful effects upon electric power system components and operation, whether
they are manifested in terms of asymmetric voltages and/or currents, imbalances must be
limited according to power quality national standards. In this way, whether the limits are
exceeded, mitigating approaches must be provided accordingly in order to make the levels
compatible with the standard requirements. In fact, there are several imbalance compensation
strategies available, which shall be used according to the nature and source of the problem.
Therefore, as it may involve considerable costs, the matter of determining (or sharing) the
imbalance contributions among the parts involved shows itself as relevant. This topic emerges
from the need to determine the individual contributions of different disturbance sources
regarding the global voltage imbalance at a given busbar. It should be noted that these sources
are here defined as supplier and consumer agents. In the literature there are a number of
researches focused on this matter. However, due to its complexity, as it currently stands, there
is no procedure that has proved to be trustworthy simultaneously in both theoretical and
practical aspects. For this reason, in addition to the updated state of the art concerning
imbalance responsibility sharing, which includes pointing out and assess the most popular
procedures existing in the literature, this work aims to propose two innovative strategies to
address this matter. The first one is a theoretical-based principle that lies in common knowledge
of electrical circuits. The second one is a practical-based approach that aims to establish means
for determining voltage imbalance contributions in the field. Both propositions support each
other and they may be used together. Furthermore, in order to assess the proposed methods and
others, computational and laboratory studies are carried out on an electric hypothetical system
with a strong motor load. In fact, this characteristic seems to be a relevant influence factor in
qualitative studies.
Palavras-chave
Avaliação das emissões de desequilíbrios, Determinação das contribuições sobre os desequilíbrios, Identificação das fontes de desequilíbrios, Método da Mudança de Estado Controlada, Método da Superposição, Controlled State-Change method, Determining imbalance contributions, Imbalance source identification, Superposition method, Unbalance emission assessment
Citação
GREGORY, Raquel Cristina Filiagi. Propostas de metodologias para a determinação das contribuições sobre os desequilíbrios em sistemas elétricos trifásicos. 2020. 134 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.725.
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