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Qualidade da Energia Elétrica e Sistemas de Automação

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CESAR ARIAS DURAN

on 4 July 2013

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Transcript of Qualidade da Energia Elétrica e Sistemas de Automação

Monitoração e análises das grandezas da qualidade da energia elétrica baseado em sistemas de automação

Introdução
O uso de cargas eletrônicas, nas quais as formas de onda de corrente e tensão não são proporcionais, caracterizando uma carga não linear, gera distúrbios na rede elétrica, afetando o desempenho desta e de cargas vizinhas.

O monitoramento e a análises de dados dentro de um sistema de energia elétrica torna-se necessário para garantir uma qualidade no serviço que cumpla as normas estabelecidas pelo ANEEL e ONS.


Motivação
A principal motivação dos sistemas de automação para aplicações na Qualidade da Energia elétrica é a demanda futura que terá o sistema de Geração Distribuída.
Grandezas Elétricas para o análises da Qualidade da Energia Elétrica
Tensão
Corrente
Potência
Caso 1: Integração de tecnologías para viabilização de Smart Grid
Utilização intensiva de tecnologia de automação, computação e comunicações para monitoração e controle da
rede elétrica
Implantação de estratégias de controle e otimização da rede de forma muito mais eficiente que as atualmente em uso
Características Gerais de Rede Smart Grid
Auto-recuperação
Empoderamento dos Consumidores
Tolerância a Ataques Externos
Qualidade de Energia
Acomodar uma grande variedade de fontes e demandas
Caso 2: Software para Monitoração e Análise de Grandezas da Qualidade da Energia Elétrica
Caso 4: Implementação de um medidor de Qualidade de Energia usando computação reconfigurável
Caso 5: Power Quality Monitoring by Virtual
Instrumentation using LabVIEW
Principais elementos do Sistema
Os processos industriais modernos estão utilizando cada vez mais tecnologia microprocessada buscando maior produtividade e qualidade. Em consequência disso, suas cargas ficam extremamente sensíveis aos distúrbios associados à QEE
Transitórios
Variação de tensão de curta duração
Variação de tensão de longa duração
Desbalanceamento de tensão
Distorção Harmônica
Variações de Frequência
Fluctuações de Tensão
Por qué usar Labview?
Execução de testes e medições
Aquisição de dados
Controle de instrumentos
Datalogging
Análise de Resultados das medições
Geração de Relatórios
Execuções remotas
Bibliotecas compartilhadas
Rede de protótipos de sistemas motrizes do Labquali
Sistema de Monitoração
Ensaios e Resultados
Desequilibrio de Tensão
Variação de Tensão em regime permanente
Distorção Harmônica de Tensão
Os indicios mais comunes da presença de harmônicos são:

Aquecimentos excessivos de geradores
Motores e transformadores com carga aparente abaixo da nominal
Disparos de dispositivos de proteção com corrente abaixo da nominal
Ressonância
Vibrações, Diferencia de tensão entre neutro e terra
Corrente elevada de neutro ou sobreaquecimento do condutor neutro
Recursos que surgem cada ano
Microprocessadores
Interfaces de comunicação
Compiladores, Sistemas operacionais, sistemas de desenvolvimento
Sensores
Interfaces de potência
Lógica Reconfigurável por Hardware
Vantagens:

Operação em forma paralela, não obedencendo ao modelo de Von Newmann (análise dos sinais em tempo real)

Possibilidade de desenvolvimento modular e hierárquico de um projeto

Diminuição do tempo de projeto, de eventuais correções ou ainda integração de novas versões

Disponibilidade de diversas interfaces de desenvolvimento, baseadas em linguas gráficas (esquemáticos) ou em linguagens de descrição de hardware (VHDL, AHDL)

Possibilidade de utilização de funções pré-testadas(IP-CORE)
Diagrama de blocos simplificado do medidor de QEE
Alguns transitorios podem exigir períodos de amostragem em torno de 1 ns, o objetivo de diminuir o período de amostragem é a captura de transitorios não detectados por outros equipamentos.
Número de amostras por segundo para cada fase: 200.000

Número de amostras por segundo para cada fase:
7680-61.440
Medidor Implementado
Qualímetros
Parametrização do Medidor
Pode ser feita de forma
remota ou local
, sendo possível alterar os seguintes parámetros:

Tempo da Integralização das Potências; Tempo da Integralização dos Harmônicos; Endereço IP; Nome do Medidor; Parâmetros limites considerados para baixa QEE; Medição Mono, Bi ou Trifásica.
Informações incluidas na geração de relatórios
Energia consumida no período (kWh)
Avaliação da QEE: A,B,C ou D
Maior pico de tensão e em que instante
Maiores sobretensão e subtensão
Quantidade de problemas relativos a transientes
Tempo total de presença de harmônicas e DHT
César Augusto Arias Durán
Prof. Dr. Roberto Chouhy Leborgne

Resultados
Conclusões
Visa fornecer uma alternativa econômica e tecnologicamente viável para enfrentar os futuros desafios do novo sistema energético brasileiro

Minimização da base de dados gerada por cada medidor, permitindo uma análise mais rápida do comportamento global de um sistema composto por um grande número de medidores

O uso de VHDL permite a modularidade e reusabilidade onde os diferentes blocos são projetados separadamente para posterior integração
Tecnologias viabilizadas
Geração Distribuída e Micro-Geração
Infra-Estrutura Automática de Medição
Precificação Dinâmica
Equipamentos Prediais e Eletrodomésticos Inteligentes
IEDs
PMUs
Integração de Tecnologias
Geração centralizada
Transmisão
Sistema de Distribuição
Planejamento e Operação

BONUS
Tópicos de Pesquisa
Geração
Transmissão
Distruibuição
Uso Final
Padronização e Interoperabilidade
Regulação
Microrredes
Projeto MEDFASEE
Medição Automática
Implantação de PMUs
Aplicações de PMU na Segurança do Sistema
Implantação de Sistemas de Medição Automatizada
Muito Obrigado!!!!!


Ehh.... Perguntas?
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