Estudo de qualidade da energia

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Universidade Federal de Pernambuco
Coordenação do Mestrado em Engenharia Elétrica














ESTUDO DE QUALIDADE DA ENERGIA
DIMENSIONAMENTO DE UM RESTAURADOR DINÂMICO DE TENSÃO – RDT (DVR)











LUIZ CARLOS DE ALCÂNTARA FONSECA









RECIFE-PE
2003









ESTUDO DE QUALIDADE DA ENERGIA
DIMENSIONAMENTO DE UM RESTAURADOR DINÂMICO DETENSÃO


























LUIZ CARLOS DE ALCÂNTARA FONSECA




ESTUDO DE QUALIDADE DA ENERGIA
DIMENSIONAMENTO DE UM RESTAURADOR DINÂMICO DE TENSÃO





Dissertação apresentada à Coordenação de Mestrado em Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Pernambuco, em cumprimento às exigências para a obtenção de Grau de Mestreem Engenharia Elétrica.





Francisco de Assis dos Santos Neves, D.Sc., UFMG

Orientador





RECIFE-PE
2003

|Sumário |


1. Introdução 1


2. Qualidade da Energia 4

2.1. Introdução à Qualidade da Energia 4
2.2. Quanto à Continuidade, RegimePermanente 8
2.3. Quanto à conformidade – Forma de Onda da Tensão 10
2.4. Resumo 16

3. Afundamento Momentâneo de Tensão 18

3.1. Definições 18
3.1.1. Caracterização do Afundamento Momentâneo de Tensão para um Sistema Trifásico 20
3.1.2. Métodos para Contabilização dos Afundamentos Momentâneos de Tensão 29
3.2. Causas do Afundamento Momentâneo de Tensão. 33
3.3. Efeitos doAfundamento momentâneo de Tensão 35
3.4. Avaliação da qualidade de energia de um sistema 38
3.5. Formas de Atenuação 43
3.5.1. Soluções em nível de Transmissão e Distribuição 45
3.5.2. Soluções em nível de consumidor 46

4. Restaurador Dinâmico de Tensão 49

4.1. Introdução 49
4.2. Filosofias de projeto 53
4.3. O RDT 56
4.3.1. O transformador elevador série 584.3.2. Conversores 59
4.3.2.1. O Inversor 59
4.3.2.2. O Circuito Retificador 76
4.3.3. O Controle / PLL 77
4.3.4. O filtro 85
4.3.5. Dimensionamento do RDT 88
4.3.5.1. Filosofia de Projeto do restaurador dinâmico de tensão. 89

5. Estudo de Caso 95

5.1. Diretrizes e Critérios 96
5.2. Alternativas de Mitigação 99
5.3. Análise Técnica das Alternativas100
5.3.1. Análise Técnica das Alternativas Mitigadoras 101
5.3.2. Perspectivas de soluções em nível de Consumidor 104
5.4. Análise Econômica das Alternativas 106
5.4.1. Solução em nível de Transmissão e Distribuição 106
5.4.2. Solução em nível de Consumidor 111

6. Conclusões 114

6.1. Sugestões de Continuidade 115

7. Referências Bibliográficas 117


8. Anexo 1123


9. Anexo 2 129



Índice de Tabelas


Tabela 2.1 Resumo dos Fenômenos Associados à Qualidade da Energia 16


Tabela 3.1 Modelo para Tabulação dos Índices de ocorrência de Afundamento de Tensão (UNIPEDE) 29


Tabela 3.2 Limites Definidos pela norma da África do Sul (NSR 048) 31


Tabela 3.3 Resumo do Fenômeno Afundamento Momentâneo de Tensão 48


Tabela 4.1 Taxa de FalhasPor 100 Km Por Ano do Sistema de Transmissão 97


Tabela 4.2 Taxa de Falhas Por 100 Km Por Ano do Sistema de Sub-Transmissão e Distribuição 98


Tabela 4.3 Distribuição Percentual do Tipo de Falta e Taxa de Falha por Nível de Tensão 98


Tabela 4.4 Alternativas de Mitigação 99


Tabela 4.5 Benefícios da utilização do RDT 106


Tabela 4.6 Comparação das soluções em nível deTransmissão / Distribuição 106


Tabela 4.7 Comparação dos Benefícios das Alternativas 107


Tabela 4.8 Valoração dos Benefícios 109


Tabela 4.9 Custo das Alternativas 109


Tabela 4.10 Relação Custo/Benefício 110


Tabela 4.11 Escolha das Alternativas Mais Atrativas 111


Tabela 4.12 Valoração dos benefícios de equipamentos condicionadores na indústria em análise. 112


Tabela 4.13...
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