Aromaterapi Konusundaki Önceki Çalışmalar

A contribuição de um pequeno gerador distribuído nos níveis de falta não é grande, no entanto, as contribuições agregadas de várias unidades pequenas, ou poucas unidades grandes, podem alterar os níveis de curto-circuito de maneira suficiente para causar a perda da coordenação dos fusíveis. Isto pode afetar a confiabilidade e segurança do sistema de distribuição [13, 17, 19-21, 29, 32, 42, 47, 49, 50, 52, 54, 60, 63, 65-67, 110]. Por exemplo, a Figura 2.11 mostra um lateral típico com fusível de um alimentador. Se adicionarmos unidades de geração distribuída, a corrente de falta pode chegar a ser o suficientemente grande para que o fusível lateral não esteja mais coordenado com o disjuntor do alimentador durante a falta.

Subestação Disjuntor Alimentador G2 G1 G3 Lateral Falta Fusível

Figura 2.11 - Contribuição das unidades de geração distribuída 1, 2 e 3 nas correntes de falta.

Valores típicos de níveis de curto-circuito de geradores distribuídos estão caracterizados na Tabela 2.1. Para tecnologias que utilizam inversores de corrente, a contribuição de falta dependerá do máximo nível de corrente e da duração para a qual o limitador de corrente do fabricante foi ajustado. Para geradores síncronos, a contribuição da corrente depende da tensão de pré-falta, reatâncias transitória e subtransitória da máquina, e das características da excitatriz. Para a maioria dos geradores de indução, uma corrente significativa duraria só uns poucos ciclos e seria determinada dividindo a tensão de pré-falta pela reatância transitória da máquina. Embora poucos ciclos constituam um

curto tempo, pode ser o suficiente para ter um impacto na coordenação dos fusíveis e dos disjuntores em alguns casos.

Tabela 2.1 - Níveis de curto-circuito típicos de geradores distribuídos [19]. Tipo de Gerador % da Corrente de Falta relativa da Corrente Nominal Inversor 100 - 400 % (a duração dependerá do ajuste do controlador, a _{corrente pode ser menos de 100% para alguns inversores}

Gerador Síncrono com excitação

separada Começando desde 500 - 1000 % nos primeiros ciclos, diminuindo para 200 - 400 % Gerador de Indução ou Gerador

Síncrono com auto-excitação

500 - 1000 % nos primeiros ciclos, diminuindo para valores desprezíveis em 10 ciclos

Na Tabela 2.1, um gerador síncrono de 1000 kW teria uma contribuição de corrente de falta de pico em um alimentador primário de 13,2 kV de aproximadamente 218 a 437 A nos primeiros ciclos. Isto, comparado com um circuito de distribuição típico que apresenta correntes de falta primárias variando entre 1000 A (áreas remotas) até mais de 10000 A perto da subestação. Assim, a contribuição da corrente das unidades de geração distribuída é suficiente para ter impacto na coordenação dos fusíveis em alguns casos, especialmente nas partes mais fracas do sistema. As contribuições diminuirão com a distância do gerador à falta. A configuração e a impedância do transformador do gerador distribuído terão também um efeito importante.

Numerosos aspectos da proteção da geração distribuída podem ser identificados: proteção do equipamento de geração das faltas internas; proteção da rede de distribuição com falta das correntes de falta fornecidas pelo gerador distribuído; proteção anti- ilhamento; e, impacto dos geradores distribuídos na proteção existente do sistema de distribuição.

A proteção do gerador distribuído das faltas internas é um procedimento normal. A corrente de falta que flui desde a rede de distribuição é usada para detectar a falta, e diversas técnicas visam proteger qualquer motor de grande porte. Em áreas rurais, um problema comum é assegurar que haverão correntes de falta adequadas para uma rápida

A proteção da rede de distribuição para curto-circuito com geradores distribuídos instalados é geralmente mais difícil. Os geradores de indução não podem fornecer correntes de falta para faltas trifásicas, além da limitação da contribuição para correntes assimétricas. Pequenos geradores síncronos requerem circuitos robustos e excitatrizes sofisticadas, se tiverem de fornecer correntes de falta significativamente maiores do que a corrente de demanda máxima. Assim, para algumas instalações, é necessário confiar na proteção da distribuição para eliminar qualquer falta do circuito de distribuição, isolando a usina de geração distribuída em condições de sobre ou subtensão, sobre ou subfreqüência. Esta técnica de proteção seqüencial não é usual, porém é necessária devido a que alguns geradores distribuídos não proporcionam correntes de falta adequadas para a maioria dos esquemas de proteção convencionais.

A proteção em caso de perda da conexão com a concessionária é um problema particular em vários países, particularmente onde são usados os auto-religadores. Por várias razões técnicas e administrativas, a operação prolongada de uma zona ilhada alimentada por um gerador distribuído, porém não conectada à rede principal de distribuição é na maioria dos casos considerada inaceitável. Assim, será necessário um relé que detecte e dispare caso um gerador distribuído e, talvez, parte próxima da rede, estejam sendo ilhados.

O aterramento do neutro do gerador é um outro problema, pois em vários países é considerada como inaceitável a operação de um sistema sem aterramento. Portanto, precisa-se saber onde devem ser feitos a conexão do neutro e o respectivo aterramento.

A Figura 2.12 ilustra o impacto que o gerador distribuído pode ter nos dispositivos de proteção. Os disjuntores e religadores são ajustados para “ver” certa distância à jusante do alimentador radial. Isto é, às vezes, referido como o “alcance” do dispositivo. O alcance é determinado pela corrente de falta mínima que o dispositivo detectará. Na demanda máxima, onde o gerador distribuído pode ser interligado, a proteção tem bastante sensibilidade (o alcance é grande). Não precisa de muita corrente adicional para acionar o disjuntor. O gerador distribuído em funcionamento, como mostrado, pode cortar acentuadamente esse alcance. Isto é, existe um significativo aumento no risco de que faltas com alta resistência possam não ser detectadas até elas se converterem em faltas maiores. O resultado óbvio será que haverá mais danos físicos à concessionária do que sem o

gerador distribuído. Também existe maior risco de interrupções mantidas para os consumidores.

Alcance do seccionador da subestação

Alcance reduzido devido ao gerador distribuído Gerador Distribuído Alcance normal do religador da linha Resistência de falta

Figura 2.12 - O gerador reduz o alcance dos relés da rede.

Os problemas de perda de cargas ou zonas ilhadas são ilustrados na Figura 2.13. Se a chave seccionalizadora A abrir, talvez em uma falta transitória, não haverá corrente de falta suficiente para operar o dispositivo de proteção da chave seccionalizadora B. Neste caso o gerador poderia continuar alimentando a carga. Se a saída do gerador tiver a capacidade para atingir as demandas de potência ativa e reativa com precisão, então, não haverá mudanças na freqüência ou tensão da zona ilhada da rede. Assim, é muito difícil detectar confiantemente se a chave seccionalizadora A está aberta usando só as medições locais em B. No caso extremo, se não houver corrente através de A (o gerador está alimentando toda a carga) então as condições da rede em B não são afetadas pela abertura ou fechamento de A. Nota-se também que se a carga está sendo alimentada através da conexão em delta do transformador, então não há neutro aterrado nessa seção da rede.

A B

carga

Por outro lado, embora as concessionárias muitas vezes evitem situações de ilhamento, o problema vem sendo tratado na literatura especializada como um evento que pode ajudar a aumentar os índices de confiabilidade da rede de distribuição [29, 42, 50, 60, 63, 65, 66].

2.3.3. Estabilidade

Para os projetos de geração distribuída, cujo objetivo é gerar kWh de fontes de energias renováveis, problemas relacionados com a estabilidade da tensão tendem a não ser considerados como de grande significância, no entanto, dependerão do tipo de gerador, interface com a rede e do nível de penetração da GD [39]. Se uma falta acontecer em algum lugar da rede de distribuição, diminuindo a tensão da rede e fazendo atuar a proteção do gerador distribuído, então o que é perdido é só um curto tempo de geração. O gerador distribuído tenderá a aumentar sua velocidade e a acionar sua proteção interna. O sistema de controle do gerador distribuído esperará então que as condições da rede sejam restauradas automaticamente.