Metodologias para mitigação de interferências no sistema de proteção de banco de capacitores de média e alta tensão

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: VACILOTO FILHO, Evandro Marcos
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)
Texto Completo: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2323
Resumo: Diversas são as topologias de proteção para banco de capacitores, como estrela simples, dupla estrela e ponte H. A queima de elementos capacitivos resulta na atuação da proteção, devido as alterações nas tensões e correntes de desequilíbrio previamente ajustadas no relé. No entanto, não apenas falhas internas podem resultar na sensibilização da proteção, interferências externas ao sistema ocasionam variações da impedância entre as fases do equipamento, resultando na falsa operação do sistema protetivo. A capacitância das unidades capacitivas é uma caraterística intrínseca da geometria dos elementos que compõem o capacitor, mas apresenta variações devido a temperatura ambiente. Portanto, grandes bancos de capacitores quando expostos a sombreamentos heterogêneos apresentam variações significativas de capacitância e consequentemente variações relevantes nas tensões e correntes de desequilíbrio. O fenômeno do sombreamento pode ser observado principalmente nos Static Var Compensation (SVC) e Fixed Series Compensators (FSC), basicamente devido ao tamanho das colunas de capacitores que favorece o sombreamento parcial das unidades capacitivas. Nesta dissertação são apresentados diversos aspectos sobre balanceamento de bancos de capacitores, bem como esclarecimentos sobre interferência dos fatores externos na detecção de falhas das unidades capacitivas. O simples posicionamento geográfico do banco de capacitores pode resultar em distúrbios operativos constantes e consequentemente elevado custo financeiro devido a indisponibilidade, deslocamento e mobilização de equipes e reparos desnecessários. Sendo assim, os resultados obtidos com este trabalho auxiliarão na detecção de interferências no sistema de proteção de bancos de capacitores, bem como alternativas para reduzir a influência externa no sistema de proteção e analisar os principais fatores de impactos no desequilíbrio natural dos bancos de capacitores, aumentando a confiabilidade e operacionalidade dos equipamentos de compensação reativa capacitiva.
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Portanto, grandes bancos de capacitores quando expostos a sombreamentos heterogêneos apresentam variações significativas de capacitância e consequentemente variações relevantes nas tensões e correntes de desequilíbrio. O fenômeno do sombreamento pode ser observado principalmente nos Static Var Compensation (SVC) e Fixed Series Compensators (FSC), basicamente devido ao tamanho das colunas de capacitores que favorece o sombreamento parcial das unidades capacitivas. Nesta dissertação são apresentados diversos aspectos sobre balanceamento de bancos de capacitores, bem como esclarecimentos sobre interferência dos fatores externos na detecção de falhas das unidades capacitivas. O simples posicionamento geográfico do banco de capacitores pode resultar em distúrbios operativos constantes e consequentemente elevado custo financeiro devido a indisponibilidade, deslocamento e mobilização de equipes e reparos desnecessários. Sendo assim, os resultados obtidos com este trabalho auxiliarão na detecção de interferências no sistema de proteção de bancos de capacitores, bem como alternativas para reduzir a influência externa no sistema de proteção e analisar os principais fatores de impactos no desequilíbrio natural dos bancos de capacitores, aumentando a confiabilidade e operacionalidade dos equipamentos de compensação reativa capacitiva.There are many types of protection for capacitor banks, like simple star, double star and H bridge. Burning of capacitive elements results in actuation of protection, due to variations in unbalance voltage and unbalance current previously set in the relay.But not only internal failures can cause sensibilization of protection, external system interferences cause variation of impedance between phases of equipment, resulting in false operation of protection system. Capacitance of capacitor units is a characteristic intrinsically linked to geometry of elements that composes the capacitor, but it varies with ambient temperature. Therefore, large capacitor banks when exposed to non-uniform shading present variation of capacitance and, as consequence, variations in unbalance voltage and unbalance current. The phenomenon of non-uniform shading can be observed mainly in Static Var Compensation (SVC) and Fixed Series Compensators (FSC), basically because of the size of its capacitor columns that favors partial shading of capacitor units. This study presents several aspects of balancing of capacitor banks, as well as clarifications about interference of external factors in the detection of failures of capacitor units. The simple geographical position of the capacitor bank can result in constant operational disturbances and, as consequence, increase of financial cost linked to unavailability, team displacement/mobilization and unnecessary repairs. Therefore, the results obtained in this study will help detecting interferences in the protection system of the capacitor bank, as well as alternatives to reduce external influence in the protection system. It will also analyze the principal factors impacting in the natural unbalance if the capacitor bank, increasing equipment reliability and operability of the equipment of reactive power compensation.Agência 1porUniversidade Federal de ItajubáPrograma de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia ElétricaUNIFEIBrasilIESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da InformaçãoCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICABanco de capacitoresBanco de capacitoresBanco de capacitoreCorrente de desequilíbrioBalanceamentoProteçãoInterferência ambientalMetodologias para mitigação de interferências no sistema de proteção de banco de capacitores de média e alta tensãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisSILVA, Luiz Eduardo Borges dahttp://lattes.cnpq.br/8514450520201861GONZATTI, Robson Bauwelzhttp://lattes.cnpq.br/7615990862728462http://lattes.cnpq.br/5418932957108365VACILOTO FILHO, Evandro MarcosVACILOTO FILHO, Evandro Marcos. Metodologias para mitigação de interferências no sistema de proteção de banco de capacitores de média e alta tensão. 2020. 71 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2020.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)instacron:UNIFEILICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/2323/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALDissertação_2021049.pdfDissertação_2021049.pdfapplication/pdf16475009https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/2323/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o_2021049.pdfc0f04ac0abb96b48db20ab42758f65cfMD51123456789/23232021-03-13 12:44:08.506oai:repositorio.unifei.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unifei.edu.br/oai/requestrepositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.bropendoar:70442021-03-13T15:44:08Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false
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