Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Prof. Mauricio Aredes, Dr.-Ing.
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Apresentação
Fundado em 2006, o Laboratório de Eletrônica de Potência e
Média Tensão – LEMT originou-se a partir do grupo de
Eletrônica de Potência – ELEPOT da COPPE/UFRJ. Sua
criação foi motivada pela ampliação das instalações, com o
intuito de disponibilizar um centro de pesquisa amplo e seguro
para o desenvolvimento de metodologias e protótipos.
Atualmente, o LEMT busca constantemente o
aprimoramento de novas tecnologias com aplicações em
sistemas de geração, transmissão e distribuição, visando à
qualidade e uso eficiente da energia elétrica.
O LEMT vem ao longo dos últimos anos realizando diversas
parcerias com empresas do setor elétrico para a realização de
projetos de P&D. São algumas dessas parcerias: Ampla,
Adelco, Bandeirante Energia, Elektro, Enel, Energisa, Furnas
Centrais Elétricas, Light, Novatrans, Adelco, ITB.
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Equipe
A equipe do LEMT é formada por profissionais altamente
qualificados como mestres e doutores, juntamente com alunos de
iniciação científica, mestrandos e doutorandos, somando cerca de
50 pessoas.
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Desenvolvimento de um Compensador Série para Compensação de
Quedas de Tensão Temporárias• Protótipo de um DVR para sistemas de distribuição, capaz de evitar que
afundamentos momentâneos de tensão provenientes da rede atinjam uma
carga crítica, diminuindo assim os desligamentos indesejáveis.
Projetos - Finalizados
Desbalançosde Tensão
Faltas / Partidas MotoresVTCD
Harmônicosde Tensão
CargasNão Protegidas
Carga Protegida
Carga SensívelEx: Gráficas
RDT
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Metodologia para Segurança de Operação dos Filtros Harmônicos
nas SE’s de Fronteiras do Sistema Furnas• Desenvolvimento de uma metodologia para análise de problemas
relacionados com a propagação e sobrecargas harmônicas.
• Modelo digital do sistema da rede CA interligada a SE de Ibiúna, elo de
corrente continua (HVDC) com nível de detalhamento adequado para
estudos de 1º/3º/5º harmônicos.
Projetos - Finalizados
CS
Interlagos T.Preto Guarulhos
Banco deCapacitores Bipolo 1 Bipolo 2
500 kV
Bateias Campinas
345 kV
FiltrosPassivos
3º/5º
FiltrosPassivos
(HP)
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Projetos - Finalizados
Rede de Transmissão AC/DC Ip3A
Ep3A
Ip3B
Ep3B
Ip3C
Ep3C
Pp3A
Pp3B
Pp3C
Ep3C
Ep3B
Ep3A
Pp3A
Pp3B
Pp3C
0.03508
+
0.03508
+
0.005051
0.005051
0.005051
A
B
C
1000
00.0
1000
00.0
1000
00.0
0.00
3
0.00
3
IpdAB
IpdBC
IpdCA
IcdAB
IcdBC
IcdCA
0.00
3
0.00
3
0.00
3
0.00
3
0.00
3
0.00
3
BRKpo
100000.0
100000.0
0.003
0.003
0.003
A
B
C
A B C
A B C
0.00
3
0.005051
0.005051
Pp3
IpdCA
dc
IpdBC
dc
IpdAB
dcIcdA
Bdc
IcdBC
dc
IcdCA
dc
114.
85
114.
85
0.005051
114.
85
PP
oAr
0.03508
+
1000
00.0
1000
00.0
0.00
3
0.00
3
1000
00.0
0.717Caso 1: Tap sec. 1.097
0.00
3
*
*
100000.0
QP
oAr
0.717Caso 1: Tap sec. 1.097
1.01Poços de Caldas Tap no secundário
It3dAB
It3dBC
It3dCA
It3dBC
dc
It3dAB
dc
PC
a53
QC
a53
Power
A
B
P
Q
Pow
er
AB
PQA
B
C
A
B
C
A B C
560.0 [MVA]
345.0 525.0 [kV] 13.8
#1 #3
Tap
1.02Campinas Tap no secundário
0.69Tap no secundário
X12=0.099975 p.u. de acordo
com AGO03R1.sav em vez de
0.11687 p.u. de acordo com
ATP de FURNAS
Smoothing
Time
Constant
20 ms
Tensão Sec.
500kV com
tap em 0.654
Smoothing
Time
Constant
20 ms
P=1,17 MW
AGO03R1.sav
ONS
Ibiuna
Tijuco Preto
B
+
D +
F
+
45
76
47
63
53
5 73
5 73
5 732
24
67
5
2 6
621
1 6
4
4
41
2
32
1
1 1
ABC
ABC
AB
C
1500.0 [MV
A]
500.0500.0 [kV
]13.8
#1#3
Tap
Iib35a
Iib35b
Iib35c
Iib35a3
Iib35a5
Iib35a7
Iib35b3
Iib35b5
Iib35b7
Iib35c3
Iib35c5
Iib35c7
Aib
35a7
Aib
35a5
Aib
35a3
Aib
35b3
Aib
35b5
Aib
35c3
Aib
35c5
It3dCA
dc
X1
X2
X3
Ph1
Ph2
Ph3
Mag1 Mag2 Mag3
(7)
(7)
(7)
(7) (7) (7)
dc1 dc2 dc3
F F T
F = 60.0 [Hz]
X1
X2
X3
Ph1
Ph2
Ph3
Mag1 Mag2 Mag3
(7)
(7)
(7)
(7) (7) (7)
dc1 dc2 dc3
F F T
F = 60.0 [Hz]
X1
X2
X3
Ph1
Ph2
Ph3
Mag1 Mag2 Mag3
(7)
(7)
(7)
(7) (7) (7)
dc1 dc2 dc3
F F T
F = 60.0 [Hz]
X1
X2
X3
Ph1
Ph2
Ph3
Mag1 Mag2 Mag3
(7)
(7)
(7)
(7) (7) (7)
dc1 dc2 dc3
F F T
F = 60.0 [Hz]
A
B
C
A
B
C
A B C
560.0 [MVA]
345.0 525.0 [kV] 13.8
#1 #3
Tap
A
B
C
A
B
C
ABC
1650.0 [MVA]
765.0765.0 [kV]69.0
#1#3
Tap
A
B
C
A
B
C
ABC
1650.0 [MVA]
765.0765.0 [kV]69.0
#1#3
Tap
*
BRKpo
Ip31A
Ip31B
Ip31C
A
B
C
BR
Kpo
A B C
BRKtp
TimedBreaker
LogicOpen@t0
TimedBreaker
LogicClosed@t0
BRKtp
A
B
C
Redede
500 kV
Compensador
Ibiuna
C B A
Síncrono
Ibiuna
Fonte I
Filtros
A
B
C
PropagaçãoHarmônica
Graphs
corrente
cc
GraphsMaquinasSincronas
Rede
de
750 kV
5A
5B
5C
3A
3B
3C
GraphsFluxo
Redede
345 kV
Rede de 750 kV
Rede de 345 kV
Compensadores Síncronos
Sistema HVDC
Rede de 500 kV
2200 Nós Elétricos
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Projetos - Finalizados
Eti7b
Iti7a
Iti7b
Iti7c
It7a
It7b
Eti7c
ABC
A
B
C
0.4630.463
0.00
3
0.00
3
0.00
3
100000.0
100000.0
100000.0
0.003
0.003
0.003
BRKC
8.91437
8.91437
X1
X2
X3
Ph1
Ph2
Ph3
Mag1 Mag2 Mag3
(7)
(7)
(7)
(7) (7) (7)
dc1 dc2 dc3
F F T
F = 60.0 [Hz]
Ti500A
BRKtj
1.568
Eti7a
Eti7a
Eti7b
Eti7c
Eti7c
Eti3c
Eti3b
Eti3b Eti3cEti3a
Eti7a Eti7b Eti7c
It7c
ABC
Eti7a
A
B
C
G71_mi2_3
1
G71_33
1
G71_15b
1
Eti7b
QTiIb
PTiIb
PTiPa
QTiPa
It5dAB
It5dBC
It5dCA
It5dCA
dc
It5dBC
dc
It5dAC
dc
It4dAB
It4dBC
It4dCAIt4dC
Adc
It4dBC
dc
It4dAB
dc
It4dAB
UTi3rms
G1 + sT UTi3rms
A1 B1 C1
A2 B2 C2
PhaseDifference
Power
A
B
P
Q
Pow
er
AB
PQ
G1 + sT angTi73
Eti3a
Modelo Auto-trafo pelo tap.
Tensão Sec. é 345 kV com
tap no 0.451
Caso1:
tap sec 1.026
Smoothing
Time
Constant
20 ms
Un = 765 kV
Fonte: Revista Furnas
Ql = 330 Mvar / linha
3 linhas em paralelo
Fonte: ONS
(ano 2003)
Smoothing
Time
Constant
20 ms
45
47
6
53
5 73
5 73
5 732
24
2 6
62
1 6
4
4
41
2
32
1
1 1
67
67
Itp3b
Itp3c
Itp3b3
Itp3b5
Itp3c3
Itp3c5
Atp
3a5
Atp
3b5
Atp
3c5
Ti345BTi345CTijuco Preto Ti500CTi500B
2 de 9 bancos de
Capacitores de 200 Mvar
Fonte: ONS (ano 2003)
8.91437
X1
X2
X3
Ph1
Ph2
Ph3
Mag1 Mag2 Mag3
(7)
(7)
(7)
(7) (7) (7)
dc1 dc2 dc3
F F T
F = 60.0 [Hz]
Itp3a
It7b
It7c
5
Itp3a5
Itp3a3
3
53
It7a
It7a3
It7a5 53 It7b3
It7b5 53
53
1
At7
b5
53
Atp
3a3
1.568
1.568
X1
X2
X3
Ph1
Ph2
Ph3
Mag1 Mag2 Mag3
(7)
(7)
(7)
(7) (7) (7)
dc1 dc2 dc3
F F T
F = 60.0 [Hz]
53
53
53
5Iti7a
Iti7b
Iti7c
Ati7
a5
X1
X2
X3
Ph1
Ph2
Ph3
Mag1 Mag2 Mag3
(7)
(7)
(7)
(7) (7) (7)
dc1 dc2 dc3
F F T
F = 60.0 [Hz]
Iti7a3 Iti7b3
Iti7b5
Iti7c3
Iti7c5
It7c3
It7c5
3
At7
a3
At7
a5
5
53
53
53
5X1
X2
X3
Ph1
Ph2
Ph3
Mag1 Mag2 Mag3
(7)
(7)
(7)
(7) (7) (7)
dc1 dc2 dc3
F F T
F = 60.0 [Hz]
At7
c5
X1
X2
X3
Ph1
Ph2
Ph3
Mag1 Mag2 Mag3
(7)
(7)
(7)
(7) (7) (7)
dc1 dc2 dc3
F F T
F = 60.0 [Hz]
Ila
Ilb
Ilc
Ila3 Ilb3
Ilb5
Ilc3
Ilc5
Ala
5
Iti7a5
Ila5
53
53
53
5
53
53
53
5
53
53
53
5
Ilt1b5 Ilt1c5
X1
X2
X3
Ph1
Ph2
Ph3
Mag1 Mag2 Mag3
(7)
(7)
(7)
(7) (7) (7)
dc1 dc2 dc3
F F T
F = 60.0 [Hz]
Ilt1b
Ilt1c
Ilt2b
X1
X2
X3
Ph1
Ph2
Ph3
Mag1 Mag2 Mag3
(7)
(7)
(7)
(7) (7) (7)
dc1 dc2 dc3
F F T
F = 60.0 [Hz]Ilt2c
Ilt3aX1
X2
X3
Ph1
Ph2
Ph3
Mag1 Mag2 Mag3
(7)
(7)
(7)
(7) (7) (7)
dc1 dc2 dc3
F F T
F = 60.0 [Hz]
Ilt3b
Ilt3c
Ilt1a
Ilt1a5
Alt1
a5
Ilt2a
Ilt2a5 Ilt2b5 Ilt2c5
Alt2
a5
Alt3
a5
Ilt3c5Ilt3b5Ilt3a5
Ti345A
T=0,02s
T=0,02s
A
B
C
A
B
C
A B C
1500.0 [MVA]
765.0 765.0 [kV] 20.0
#1 #3
Tap
BRKC
A
B
C
TimedBreaker
LogicOpen@t0
TimedBreaker
LogicClosed@t0
BRKtj
Iti7a
Iti7b
Iti7c
A
B
C
A
B
C
A
B
C
A B C
3000.0 [MVA]
765.0 765.0 [kV] 20.0
#1 #3
Tap
BRKtj
Ilt1a
Ilt1b
Ilt1c
A
B
C
BRKtj
Ilt2a
Ilt2b
Ilt2c
A
B
C
BRKtj
Ilt3a
Ilt3b
Ilt3c
A
B
C
BRKtj
Ila
Ilb
Ilc
A
B
C
BR
Ktj
Itp3a
Itp3b
Itp3c
A B C
BR
Ktj
It7a
It7b
It7c
ABC
Figuras-
Harmônicas
A
B
C
Compensador
TijucoSincrono
Itaberá
Tijuco Preto I-
Parte do Sistema de Transmissão de 750 kV
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Projetos - Finalizados
Parte do Sistema de Transmissão de 500 kV
A51ArCa0
1
Paul-Taub5
1
Ti500cTi500b
IarB
IarC
IpaA
IarA
A51ArCa3
1
4.876
4.876
4.876
9.084
9.084
9.084
IpaB
IpaC
A51ArPo0
1
TPreto-Taub
1
Paul-Taub0
1
4.876
4.876
PaItaj0
1
ItajPo0
1
ItajPo3
1
A51ArPo3
1
PaItaj3
1
Po500a
Po500c
2492.3
2492.3
2492.3
0.244
0.244
0.244Ti500a
A B C
A B C
A B C
A B C
A B C
BRKta
Pta
Qta
Ppa
Qpa
Qar
Par
A51PaCa3b
1
Eti5
b
4.876
Epo5a
Epo5b
Epo5c
Po500b
A B C
Power
A
B
P
Q
Power
A
B
P
Q
Power
A
B
P
Q
Ib500a
Eib
5a
Eib5a Eib5b Eib5c
Uib5rms
Eti5a Eti5b Eti5c
Uca5rms
Eca5aEca5bEca5c
Upo5rms
Epo5bEpo5cEpo5a
Uti5rmsUib5rms
G1 + sT
G1 + sTUca5rms
G1 + sT
G1 + sT
Uti5rms
G1 + sT
Eca5c
Ca500b
Ca500a
Eca5b
Eca5a
A53_aco7_3CaIb
1
TPreto-TaubTPreto-Taub
1
7.696
7.696
BaIb0
1
Pow
er AB
PQ
A
B
C
Pbac1Qbac1
Qibba Pibba
A
B
C
A
B
C
7.696
7.696
7.696
7.696
A
B
C
4.542
51.63
51.63
51.63
51.63
51.63
51.63
Smoothing
Time
Constant
20 ms
Un = 500 kV
Ql = 136 Mvar
Fonte: ONS
(ano 2003)
Un = 500 kV
Ql = 73 Mvar
Fonte: ONS
(ano 2003)
Smoothing
Time
Constant
20 ms
T=0,02sT=0,02s
Campinas
Smoothing
Time
Constant
20 ms
G1 + sT
Ca500c
Cach. Paulista
-
Campinas
Araraquara
-
Campinas
Cach. Paulista
-
Taubaté
C. Paulista-
Itajubá-
Poços de Caldas
Itajubá Araraquara
-
Poços de Caldas
Upo5rms
Itajubá (1503) U=1,067 p.u.
Caso 1a=Caso1ajustado
114,2 MW e -26,2 Mvar
T=0,02sT=0,02s
Eti5
c
Eti5
a
Ear
b
Ear
c
Ear
a
Eara Earb Earc
Ear
b
Eara Earb Earc
Eara Earb Earc
A1 B1 C1
A2 B2 C2
PhaseDifference
A1 B1 C1
A2 B2 C2
PhaseDifference
A1 B1 C1
A2 B2 C2
PhaseDifference
angibar
angcaar
angtiar
angpoar
A51PaCa0a
1
A53_aco7_0PaTi
1
Tijuco Preto
Eib
5b
Eib
5c
Ib500c
Qbac2
A53_aco7_3PaTi
1
Pbac2
Smoothing
Time
Constant
20 ms
Pow
er
AB
PQ
A
B
C
Ibiuna
1.0E-006
1.0E-006
1.0E-006
A
B
C
Campinas
-
Ibiuna
A53_aco7_0CaIb
1A
B
C
A
B
C
Ib500b
Earb
Earc
Eara
Iibcaa
Iibcab
Iibcac
3x35 Mvar em 550 kV
para cada linha
Fonte:Reje2b.dat e ONS
95 Mvar em 525 kV
para cada linha
Fonte: Anarede de ONS
Iibbaa
Iibbab
Iibbac
YC1 = 19531 uS/fase. Fonte: Reje2b.dat
XC1 = -1.864% que resulta em um valor de C = 51.63 uF.
Fonte: AGO03R1.sav (ONS/FURNAS)
Cach. Paulista
-
Tijuco Preto
Araraquara (101/area 1)
U=1.067 p.u.
Caso1: Âng=-28,3 graus
Caso1ajustado: Âng=-28.4 graus
Ramp 0,1 seg.
Cach. Paulista (104/area 1)
Fase -40.2 graus
U=1.059 p.u.
Caso 1a:
2994,6 MW e 107,7 Mvar
Caso1a ajustado:
2994 MW e 107,2 Mvar
93.64
93.64
93.641.014
1.014
1.014
Un = 500 kV
Ql = 136 Mvar
Fonte: ONS
(ano 2003)
Pow
er AB
PQ
Smoothing
Time
Constant
20 ms
G1 + sT
G1 + sT
4.542
Un=500kV Ql=145Mvar
(73Mvar+72Mvar)
diagrama ONS(8/03)
Caso 1: Ql=2x73Mvar=146Mvar
Fonte: AGO03R1.sav
Poços
de Caldas
Taubate 500 (598)
U=1.054 p.u.
Caso1: Âng=-34.4 graus
Caso1ajustado: Âng=-34.5 graus
Ramp 0,1 seg.
A1 B1 C1
A2 B2 C2
PhaseDifference
Ear
a
Ear
c
Smoothing
Time
Constant
20 ms
TimedBreaker
LogicClosed@t0
BR
Kta
A B C
BR
Kta
IarA
IarB
IarC
A B C
A B C
R=0
BRKta
A
B
C
BRKta
A
B
C
BRKta
Iibbaa
Iibbab
Iibbac
A
B
C
BRKta
Iibcaa
Iibcab
Iibcac
A
B
C
4.542
BR
Kta
IpaA
IpaB
IpaC
A B C
Cach. Paulista
A B C
R=0
ResultadosPotênciaCorrente
Bateias-
IbiunaeB
eC
eA
bB bCbA
cA cB cC
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Projetos - Finalizados
Parte do Sistema de Transmissão de 350 kV
Ca345a
446.5
446.5
31.96
31.96
Eib3a Eib3b Eib3c
Epob EpocEpoa
A
B
C
A
B
C
Epob EpocEpoa
angmopo3
Emoa Emob Emoc
Ca345b
Uib3rms
UPo3rms UPo3rms
Uib3rms
Eib3c
Ca345c
Ti345c
Pib
gu
Qib
gu
Smoothing
Time Constant
20 ms
Epob EpocEpoa
A33_3GuIb
1A
B
C
31.96
A31_0CaPo
1A1_3GuPoI
1
A1_3GuPoII
1
A1_0GuPoI
1
446.5
A33_0GuIb
1
Pow
erA B
P Q
1.0E-006
1.0E-006
1.0E-006
Eib3b
Ib345c
Ibiuna
(86)Ib345b
Ib345a
A
B
C
Ti345b
Ti345a
A
B
C
Ptiib Qtiib
A
B
CA31_0IbTi
1
A
B
C
A
B
C
Qita
p
Pita
p
Eib3a
Smoothing
Time
Constant
20 ms
Pow
erA B
P Q
Pow
erA B
P Q
Itiiba
Itiibb
Itiibc
Po345c
Po345a
Po345b
Epoa
Epob
Epoc
BRK345
BRK345
Iibgua
Iibgub
Iibguc
A
B
C
TiIp1
1
TiIp1
1
Tijuco Preto
345
T=0,02sG1 + sT
45
76
47
63
53
53
5 73
5 732
24
6
5
2
621
1 6
4
4
41
2
32
1
1 17
Iitapb
Iitapc
6 7X1
X2
X3
Ph1
Ph2
Ph3
Mag1 Mag2 Mag3
(7)
(7)
(7)
(7) (7) (7)
dc1 dc2 dc3
F F T
F = 60.0 [Hz]
45
76
47
63
53
53
5 73
5 732
24
6
5
2
621
1 6
4
4
41
2
32
1
1 17
Iibgua1
Iibgua3
Iibgua5
Iibgua7
Iibgub1
Iibgub3
Iibgub5
Iibgub7
Iibguc3
Iibguc5
Iibguc7
Iibguc1
Aib
gua1
Aib
gua5
Aib
gub3
Aib
gub5
Aib
gub7
Aib
guc3
Aib
guc5
Aib
guc7
Aib
gua7
6 7
Iibgua
Iibgub
Iibguc
X1
X2
X3
Ph1
Ph2
Ph3
Mag1 Mag2 Mag3
(7)
(7)
(7)
(7) (7) (7)
dc1 dc2 dc3
F F T
F = 60.0 [Hz]
Iitapa
Iitapa3
Iitapa5
Iitapa7
Iitapb3
Iitapb5
Iitapb7
Iitapc3
Iitapc5
Iitapc7
Aita
pa5
Aita
pa7
Aita
pb3
Aita
pb5
Aita
pc3
Aita
pc5
A1_0GuPoII
1
TiIp2
1
Pow
er AB
PQ
Guarul_TermNE
1
Smoothing
Time
Constant
20 ms
Smoothing Time
Constant 50 ms
Carga do Norte
262,4 MW e 9,8 Mvar
com tensão 0.996 p.u.
Caso1
Guarulhos
Guarulhos
-
Poços de Caldas II
Campinas
Campinas
(123)
Emob
Emoa
Emoc
COUPLED
SECTION
A
B
C
A
B
C
PI
A31_3IbTi
1
-Tijuco
Preto I e II
Ibiúna
Guarulhos
-
Ibiuna I e II
45
47
63
53
57 3
57 3 2
24
5
6 2 1
16
4
4
2
32
1
11
67
67
Iibtic
Iibtib
Iibtia
Iibtia1
Iibtia3
Iibtia5
Iibtia7
Iibtib1
Iibtib3
Iibtib5
Iibtib7
Iibtic1
Iibtic3
Iibtic5
Iibtic7
Aibtib1
Aibtib3
Aibtib5
Aibtib7
Aibtic1
Aibtic3
Aibtic5
Aibtic7
BRK345
Iibtia
Iibtib
Iibtic
A
B
C
X1
X2
X3
Ph1
Ph2
Ph3
Mag1Mag2Mag3
(7)
(7)
(7)
(7)(7)(7)
dc1dc2dc3
F F T
F = 60.0 [Hz]
1234567
Aibtia7
Aibtia5
Aibtia3
Aibtia1
5 73
5 732
621
1 6
4
4
1 2 3 4 5 6 7
53
24
16
7
45
32
17
6
47
63
52
1
X1
X2
X3
Ph1
Ph2
Ph3
Mag1 Mag2 Mag3
(7)
(7)
(7)
(7) (7) (7)
dc1 dc2 dc3
F F T
F = 60.0 [Hz]
Itiita
Itiitb
Itiitc
Itiitc1
Itiitc3
Itiitc5
Itiitc7
Itiitb1
Itiitb3
Itiitb5
Itiitb7
Itiita1
Itiita3
Itiita5
Itiita7
Atii
ta1
Atii
ta3
Atii
ta5
Atii
ta7
Atii
tb5
Atii
tc5
TiIp1
TiIp2
1
Aib
gua3
Aita
pa3
Guarulhos
(126/area 1)382.8
382.8
382.8
61.8
61.8
61.8
Pib
ti
Qib
ti
Guarulhos
(126/area 1)
A1 B1 C1
A2 B2 C2
PhaseDifference
G1 + sT angibpo3
T=0,02s
A1 B1 C1
A2 B2 C2
PhaseDifference
T=0,02s
G1 + sT
T=0,02s
Umorms
T=0,02s
Umorms
G1 + sT
A31CaGu0
1
G1 + sT
TimedBreaker
LogicClosed@t0
BRK345
Iitapa
Iitapb
Iitapc
A
B
C
BRK345
Itiita
Itiitb
Itiitc
A
B
C
BRK345
Itiiba
Itiibb
Itiibc
A
B
C
Guarulhos
-
Poços de Caldas I
Itapeti (449/area 4)
Fase -27.2 graus
U=0.999 p.u.
Carga Itapeti 230 e
Sto Ângelo
Caso1:
329,1 MW e 3,3 Mvar
Caso1ajustado:
310,3 MW e 5,1 Mvar
TiIp2
Potência
Tensões
Para Raio
CampinasGuarulhos
Poços de Caldas
A
B
C
A B C
Poços de Caldas
mA mB mC
pA
pB
pCMogi
Nordeste
T.Preto-
Leste
B
C
A
T. Preto
Ibiuna
A
B
C
A
B
C
BaixadaEmbu-Guaçu
Interlagos
deharmônicas
tA
tB
tC
Medidor
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Projetos - Finalizados
Propagação harmônica nas vizinhanças de estações conversoras
HVDC e estudos de viabilidade de aplicação de filtros ativos• Desenvolvimento de duas topologias de filtros híbridos (série e paralela)
capazes de solucionar o problema de sobrecarga harmônica nos filtros
passivos da SE de Ibiúna A
tivo
Pas
sivo
Filtro Híbrido Série
CS
Interlagos T.Preto Guarulhos
Banco deCapacitores Bipolo 1 Bipolo 2
500 kV
Bateias Campinas
345 kV
FiltrosPassivos
3º/5º
FiltrosPassivos
(HP)
IoverInom
VF5 = K.IF5
-RF5
Inom + Iover< Inom
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Projetos - Finalizados
Propagação harmônica nas vizinhanças de estações conversoras
HVDC e estudos de viabilidade de aplicação de filtros ativos• Desenvolvimento de duas topologias de filtros híbridos (série e paralela)
capazes de solucionar o problema de sobrecarga harmônica nos filtros
passivos da SE de Ibiúna
CS
Interlagos T.Preto Guarulhos
Banco deCapacitores Bipolo 1 Bipolo 2
500 kV
Bateias Campinas
345 kV
FiltrosPassivos
3º/5º
FiltrosPassivos
(HP)
Ativ
o
Pas
sivo
Filtro Híbrido Paralelo
<Iover
Iover
Inom + Iover Inom
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Projetos - Finalizados
Novo Conversor Estático para Alimentar o Sistema Auxiliar de SEs sem
Transformadores de Potência
• Concepção de duas topologias de conversores de potência para alimentar o
sistema auxiliar de uma SE sem utilização de transformadores de potência.
a b c
Retificador Inversor
SistemaAuxiliar
Conversor sérieConversor paralelo
a b c
Retificador Inversor
SistemaAuxiliar
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Desenvolvimento de modelos digitais para o estudo dos impactos na MT e BT devido a equip. eletro-eletrônicos e cargas não-lineares.• Surgimento expressivo de cargas não-lineares - Reprodução inviável dos
circuitos originais• Modelagem de cargas lineares e não-lineares através de fontes de correntes
harmônicas (ZIP)• Modelo baseado na norma IEEE 519 e IEC 6000
Projetos - Finalizados
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Projetos - Finalizados
Circuito real - Alto grau de complexidade
...
Circuito modelado - Fontes de correntes harmônicas
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Conversores estáticos monofásicos para trifásicos aplicados em
acionamento e eletrificação rural
• 12 milhões de habitantes sem energia – 10 milhões no campo
• Cargas baixa demanda distantes uma das outras
• Longas redes radiais – Problemas de afundamento de tensão
• Predominantemente monofásicas – 50% do valor de uma rede trifásica
Projetos - Finalizados
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
ABCN
FILTROPASSA-BAIXAS
Protótipo cabeça-de-série• 220V / 15kVA
Projetos - Finalizados
Conversor Monofásico – Trifásico (4Fios)
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Desenvolvimento de Protótipo de um Compensador Estático para
Aplicação em Redes de Distribuição
• Protótipo de um D-STATCOM (220V / 20 kvar) para sistemas de distribuição
promovendo uma regulação contínua da tensão do barramento controlado, ou
ainda a compensação do fator de potência da carga compensada.
Projetos - Finalizados
v
iC
STATCOM
iDC
C vDC
vAC
vT
iC (qC < 0)
vT
vAC
v
corrente capacitiva
v
vT
iC (qC > 0)
vAC
corrente indutiva
Drenando energia do capacitor
d
v
vAC
vT
iC (pC < 0)
Fornecendo energia para o capacitor
d
v
vAC
vT iC (pC > 0)
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Investigação da Operação dos TCSCs de Serra da Mesa e Imperatriz
com a Interligação Norte-Sul III• Permitir um estudo mais aprofundado dos modos de operação dos TCSCs frente
a mudanças na topologia da rede.
Circuito III
Σ Σ
GE (Novatrans) GE (Novatrans)
Siemens (FURNAS) ABB (Eletronorte)
Ctrl 1
Ctrl 2
Ctrl 3
Ctrl 2
P(t)
Ctrl Global Ctrl Global
Imperatriz Colinas Miracema Gurupi Serra da Mesa
Projetos - Andamento
Modelo Digital dos TCSCs da Interligação Norte/Sul com Análise do
Comportamento Harmônico
• Modelo digital detalhado da interligação Norte-Sul contendo os controles dos
TCSCs e uma analise do comportamento harmônico dos TCSCs.
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
STATCOM Avançado com Funcionalidades Adicionais para Permitir a Extinção do Arco Secundário e o Religamento Monopolar em Linhas de Transmissão Longas• Desenvolvimento do protótipo do E-STATCOM com capacidade de extinguir os
arcos secundários nas LTs longas para obtenção do religamento monopolar.
Análise de um Compensador Estático para Obtenção de Religamento Monopolar e Aumento de Estabilidade em LTs Longas• Concepção de um equipamento para a redução de problemas típicos das LTs
longas em regime (STATCOM Convencional) e extinção do arco secundário para obtenção do religamento monopolar nas situações de faltas (E-STATCOM).
r
r
r
STATCOM Convencional
STATCOM Convencional• Tensão • Fator de Potência• Potência• Estabilidade• Efeito Ferranti
E-STATCOM• Eliminação do arco secundário• Religamento monopolar
E-STATCOM
Retificador Inversor
Arco secundário Religamento Monopolar
Projetos - Andamento
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Implementação de novas estratégias de controle do SVC de BJL• Amortecimento do modo de oscilação eletromecânico Norte/Sul na faixa de 0,25 a
0,40 Hz e atenuação de propagações harmônicas nas interligações Norte/Sul e
Sudeste/Nordeste.
• Entrada adicional de controle
Projetos - Andamento
SVC
S. Mesa B.J. da Lapa IIR. Éguas Ibicoara Sapeaçu
Har
môn
icos
e
Inte
rhar
môn
icos
Osc
ilaçõ
es
Ele
trom
ecân
icas
100 101 10210-1 103
120 Hz60 Hz
Modo Norte/Sul 0,35Hz
CTRL
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Desenvolvimento de um Regulador de Tensão com Comutador Eletrônico de Tap (RECET)• Concepção de uma topologia eletromagnética que permite a comutação
direta entre quaisquer taps, evitando a comutação seqüencial;• Otimização do desempenho do regulador na correção de Variações de
Tensão de Curta Duração (VTCDs), por meio da comutação direta;• Desenvolvimento em parceria com a ITB do protótipo do RECET, baseado
em unidades monofásicas, operando em baixa tensão (220V)
Projetos - Andamento
Auto-trafode potência
ComutaçãoMecânica
Convencional
Alim
enta
dor
Carga
Auto-trafode potência
Chavesemicondutora
RECET
Alim
enta
dor
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Projetos - Andamento
Lógicade
Controle
1s2s
5s
12s
vs is
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Gk
Vo
12Vi = Vo+1s Protótipo Demonstrativo
• BT (220 V)
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Projetos - Andamento
Desenvolvimento de Um Condicionador Universal de Potência
(UPQC - Universal Power Quality Conditioner)• Desenvolvimento de um protótipo de bancada de um condicionador
universal de potência para qualidade de energia
Funcionalidades:• Harmônicos de tensão e corrente
• Desbalanços de tensão e corrente
• Fator de Potência
VS ILVL
IS
UPQC
VS
ILIS
VL
VC
IC
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Experimentos de Campo com um Protótipo Industrial do UPQC• Desenvolvimento de um protótipo cabeça-de-série em parceria com o
fabricante nacional ADELCO de um condicionador universal de potência
Projetos - Andamento
Serie
Paralelo
Paralelo
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Projetos - Andamento
ParaleloSérie
Protótipo cabeça-de-série• 220V / 90kVA
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Reformulação de Diretrizes para Modernização de PCHs em Operação visando sua Repotenciação• Prover metodologias para otimizar o aproveitamento energético dos recursos
hídricos, especialmente voltadas para repotenciação e recapacitação de PCHs em Operação.
Projetos - Andamento
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Investigação de cinco grandes temas visando a modernização e repotenciação de PCH’s em operação:• Tomada D’água (limpeza de sedimentos e sujeiras);• Barragem (assoreamentos e erosões, comportas e vertedouros);
• Hidráulica e Turbinas (Novas concepções para o aumento da eficiência hidráulica, buscando o MPPT);
• Conversão Eletromecânica (Avaliar o uso de máquinas assíncronas com o uso de eletrônica de potência);
• Conexão com o Sistema (Avaliar o perfil de tensão, carregamento da rede local, equipamentos de conexão com a rede e técnicas não convencionais).
Projetos - Andamento
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Sistema SCADA para monitoramento em tempo real da propagação harmônica em Estações Conversoras HVDC• Desenvolvimento e implementação de um sistema SCADA voltado para a
medição e análise em tempo real da propagação de correntes harmônicas em Estações Conversoras de Sistemas de HVDC e suas interligações com o SIN
Projetos - Andamento
CS
Interlagos T.Preto Guarulhos
Banco deCapacitores Bipolo 1 Bipolo 2
500 kV
Bateias Campinas
345 kV
FiltrosPassivos
3º/5º
FiltrosPassivos
(HP)
Operação
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Projetos - Andamento
Equip. 1 Equip. 2 Equip. n
Equip. k
I1 I2In
Ik
Ik
In
I1I2
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Projetos - Andamento
Compensador Dinâmico de Reativos Aplicado à Geração Eólica• Desenvolvimento e implementação de um protótipo de um compensador
dinâmico de reativos baseado em conversores estáticos de potência no parque eólico da PETROBRAS em Macau/RN
Parque eólico de Macau/RN
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Projetos - Andamento
Parque eólico Núcleo de Reator Saturado
Rede da
COSERN
STATCOM
13.8kV
480V
Q VPCC~~
Ireator
Controle dinâmico do fluxo de reativos
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
Projetos - Andamento
Desenvolvimento de Conversores Estáticos Monofásicos para Trifásicos Aplicados em Acionamento e Eletrificação Rural• Este projeto consiste no desenvolvimento e implementação de um conversor
estático de baixo custo que receba alimentação monofásica e que possa suprir cargas trifásicas. Sua aplicação é o suprimento de motores de potência fracionária e uso em larga escala, pois este motor é muito mais eficiente que os motores monofásicos.
a b cn
CA220 V
CC
+
_CA
220 V 60 Hz
Mono-Tri
MI
MI
MIa b cn
CA220 V
CC
+
_CA
220 V 60 Hz
Mono-Tri
MIMIMI
MIMIMI
MIMIMI
Laboratório de Eletrônica de Potência e Média Tensão
COPPEUFRJ
COPPEUFRJ
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