Analise de Defeitos em Sistemas de PotenciaTrabalhos

Antonio Carlos Siqueira de Lima

Poli/UFRJ

ADESP

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Introducao

1 Introducao

2 Configuracao 1

3 Configuracao 2

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Introducao

Introducao

Sao apresentados tres configuracoes de rede eletrica onde o objetivo eanalisar, inicialmente usando ferramentas analıticas, e depois umamodelagem computacional o desempenho da estabilidade do sistemaface a perturubacoes como curto-circuitos monofasicos, bifasicos etrifasicos

Programas computacionais como ANAREDE, PSCAD, ATP, PSS,MATLAB podem ser usados

Todos os trabalhos devem ser apresentados ate o dia 31 de marco

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Configuracao 1

Configuracao da rede

A maquina sıncrona e conectada na barra M e no ponto P ocorrem oscurto-circuitos

V∞

P MTZ1

Z3

Z2 Z4

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Configuracao 1

Dados da Rede

Tensao operacional 380 kV (eficaz, fase-fase), 50 Hz. A fonte dabarra infinita pode ser considerada com tensao nominal e angulo de-20.414 graus

Transformador T – potencia 1300 MVA, tensao 240√

3/24 kV, ladode baixa em delta, alta em Y aterrado, impedancias das unidadesmonofasicas em Ω, L lado de baixa, H lado de alta

RL = 1.17 ·10−3 XL = 65.13 ·10−3 RH = 0.135 XH = 6.513

Impedancias em Ω: Z1 = 0.4+ j0.4, Z2 = 2.08+ j20.80,Z3 = 1.872+ J18.72, Z4 = 0.208+ j2.080

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Configuracao 1

Dados da Maquina

Tensao nominal 24 kV, Potencia 1300 MVA, 50 Hz, 4 polos, correntede campo 3.33 kA, estator em estrela

Inerica 52883.2 kg.m2

Circuito equivalente da parte eletrica em pu

Ra = 0.00473 La = 0.2455065Lmd = 1.44256 Lmq = 1.37801R f = 0.0011038 L f = 0.11226Rkd = 0.035014 Lkd = 0.037169Rkq = 0.1520054 Lkq = 0.1112705Rg = 0.0042376 Lg = 0.3224369R0 = 0.00473 L0 = 0.150

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Configuracao 1

Circuito Equivalente de eixo direto

Ra La

Lmd

R fL f

Rkd

Lkd+−Vf

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Configuracao 1

Circuito Equivalente de eixo quadratura

Ra La

Lmq

Rkq

Lkq

Rg

Lg

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Configuracao 2

Configuracao 2

Esse caso consiste na simulacao do First IEEEE SubsynchronousResonance Benchmark Model, cujo unifilar e mostrado abaixo4. Modeling of Synchronous Machine 73

GenA B

Gen

LP2 LP1 IP

HPK12 K23 K34 K45 K56

Exc

!r Rf

XlRl Xsys

Xf

CTransformer

Infinite bus

Figure 4.3: IEEE first benchmark system for subsynchronous resonance studies.

4.4.1 First Benchmark Case for Subsynchronous ResonanceStudies

The first benchmark case for subsynchronous resonance studies [57] was preparedas a standard test case for computer programs to simulate subsynchronous reso-nance phenomena. This test system is illustrated by means of the one-line dia-gram of Figure 4.3. It consists of a 892.4 MVA, 24 kV turbine generator sup-plying power through a series capacitor-compensated transmission system to aninfinite bus. The infinite bus is represented by a voltage source behind a sourceimpedance. The rotor shaft system of the turbine generator is represented througha multi-mass torsional shaft model, and it comprises six turbine sections: a high-pressure stage ( HP), an intermediate stage (IP), two low-pressure stages (LP1and LP2), a generator rotor (Gen), and an exciter rotor (Exc). Parameters of thegenerator, rotor spring masses, and electrical network are listed in Appendix C.

In FAST simulation, the synchronous machine was represented through the pro-posed multi-scale PD machine model. Other elements such as transformer, induc-tors, and capacitor were represented through the multi-scale models as reportedin Chapter 2.3. For the purpose of comparison, this system was also simulatedusing the EMTDC program, which is representative of the family of EMTP-typeprograms [3]. In this test, a three-phase-to-ground fault was applied at bus B att = 0.5 s. Since there is provision for inclusion of a filter, Rf and Xf are used torepresent the fault impedance. After 0.075 s, the fault was cleared.

The results obtained with FAST simulation are depicted on the top of Figure 4.4

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Configuracao 2

Dados da simulacao

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