Estudo de Alternativas para Compensação de Energia Reactiva em Redes de BT usando ATP-EMTP

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2010
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Resumo
A questão da Qualidade da energia Elétrica surgiu, nas últimas décadas, com maior interesse devido ao aumento do custo da energia, do custo de produção e da mudança da natureza das cargas elétricas. A crescente complexidade das instalações elétricas traz-nos novos problemas e metodologias de análise. Alguns dos problemas mais frequentes e para os quais temos que implementar novas soluções, estão relacionados com falhas originadas por harmónicos, micro-cortes e sobretensões. Este trabalho teve como objectivo o estudo de alternativas para compensação de energia reactiva numa rede secundária. Assim, desenvolveu-se um modelo de simulação, usando o programa Alternative Transients Program (ATP-EMTP), tendo por base resultados obtidos em medições de campo, numa rede de distribuição residencial de baixa tensão. Os resultados obtidos por simulação foram em seguida comparados com os resultados destas medições de campo, a fim de validar o modelo desenvolvido. As duas abordagens produziram resultados similares, o que demonstra a validade e adequabilidade deste modelo, para este tipo de estudos. Este trabalho demonstra que a instalação de baterias de condensadores, para a compensação de energia reactiva, melhora o perfil de tensão ao longo da rede. No entanto, este procedimento, leva à amplificação da distorção harmónica da tensão e da corrente, devendo por isso ser efectuado com especial cuidado, e ponderado em cada caso, tendo em consideração o tipo de carga presente na rede elétrica.
The Quality of Electric Energy has become a major focus in the last decades as a consequence of the increment in the production cost of energy, in its cost to the consumer, as well as the change in the nature of the electrical charges. The raising complexity of the electric installations tackles us with new problems and methodologies for its analysis. Some of the problems we are facing everyday and for whose we need to find new solutions are related to the fails originated by harmonics, micro-cuts and over tensions. This work aimed to study the alternatives for the reactive compensation in secondary electric network using ATP. Using experimental data from typical residential loads, this work aimed to determine if its behavior was characterized as harmonic ”current source”or ”voltage source”type. The problems concerned to the appliance of filtering techniques or passive compensation to the harmonics and reactive potency were discussed. Additionally, the proportion between linear and non-linear charges as well as the type of non-linearity present was determined, based on field measures of low tension distribution nets from residential areas. These results were compared to the laboratorial results obtained by the model developed in the present work using ATP. The data showed that the simulation results obtained by the model are in accordance to the real linear and non-linear loads obtained by field measurements, validating the model. We therefore conclude that this model effectively reproduces field measurements and is suitable to be used in future studies.
Descrição
Dissertação de Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores
Palavras-chave
Qualidade de Energia Eléctrica , Compensação reactiva , ATP-EMTP , Fontes de tensão harmónicas , Carga não linear , Distorção harmónica
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