XXV SEMINÁRIO NACIONAL DE
PRODUÇÃO E TRANSMISSÃO
DE ENERGIA ELÉTRICA


BELO HORIZONTE - MG

10 A 13

NOVEMBRO/2019
2019 - EXPOMINAS
Grupo: GOP
Tema: Operação do Sistema de Potência Em Condições Normais e Em Contingências:
Título: Reavaliação do Critério para Limitação dos Esforços Torcionais Em Unidades Geradoras do Sistema Interligado Nacional - SIN Em Manobras de Fechamento Em Anel
Autores: Eduardo Henrique Mafra(1); Manoel de Jesus Botelho(2); Andre Della Rocca Medeiros(3); Anderson Rotay Gaspar(4)
Instituições: ONS(1); ONS(2); ONS(3); ONS(4)
Resumo: Os Procedimentos de Rede determinam que o Operador Nacional do Sistema Elétrico - ONS deve realizar estudos para a definição das condições de manobra de fechamento em anel e em paralelo no Sistema Interligado Nacional – SIN e religamento automático tripolar em linhas de transmissão, de modo que esses eventos não resultem em esforços mecânicos excessivos nos eixos de unidades geradoras. Para tanto, são definidas máximas aberturas angulares, desvios de frequência e diferença de tensão entre os terminais a serem fechados, de acordo com critérios definidos no Submódulo 23.3 dos Procedimentos de Rede. O critério que consta no Submódulo 23.3 é baseado na avaliação da variação instantânea de potência ativa (potência acelerante) de unidades geradoras. Para uma determinada diferença angular, desvio de frequência e diferença de tensão, caso a variação instantânea da potência ativa (∆P) da unidade geradora seja igual ou inferior a 50% da sua potência nominal aparente, o fechamento em anel e em paralelo é permitido. Caso a variação instantânea da potência ativa (∆P) da unidade geradora seja superior a 50% de sua potência nominal aparente, o agente proprietário da unidade geradora deve ser consultado a respeito da perda de vida útil do eixo decorrente dos esforços torcionais identificados. Se a perda de vida útil por fadiga cíclica aumulada no material do eixo for inferior a 0,01%, admite-se a manobra. O critério vigente tem sido aplicado igualmente para usinas hidrelétricas e termelétricas desde a década de 80 no Brasil, com base em estudos conduzidos por grupos de trabalho do Institute of Electrical and Electronics Engineers- IEEE, quando se identificou a possibilidade de risco de danos em usinas, notadamente de termelétricas compostas de turbinas de eixos longos e múltiplos estágios de pressão (2). Considerando que os critérios ora utilizados no Brasil são baseados em estudos das décadas de 70, colocou-se o interesse e a necessidade de revisitar a bibliografia à respeito deste assunto e de conhecer as metodologias e critérios atualmente utilizados por outros operadores de sistemas de transmissão (Independent System Operator – ISO; Transmission System Operator – TSO) do mundo, de modo a verificar o possível avanço e/ou alteração dos critérios e estudos que são realizados. Neste sentido, efetuou-se uma pesquisa bibliográfica das referências técnicas publicadas desde a década de 70, quando foram publicados os primeiros trabalhos sobre o assunto, até 2018. Além disso, a partir de discussões internas e do material da pesquisa bibliográfica, foi elaborado um questionário direcionado aos ISO/TSO de outros países, sobretudo no âmbito do GO15 – Reliable and Sustainable Power Grids e do CIGRÉ (International Council on Large Electric Systems). No questionário enviado aos operadores de sistemas elétricos foram solicitados esclarecimentos sobre os critérios utilizados para manobra de fechamento em anel e de religamento automático. Além disso, questionou-se a respeito dos tipos de estudos e modelagem adotados para a definição dos respectivos ajustes, quando aplicável. Ainda se indagou a respeito da adoção do religamento automático tripolar para linhas de transmissão eletricamente próximas a unidades geradoras e se há preocupação em relação ao tempo morto e ao terminal líder, no caso de falha do religamento pela permanência do defeito. Por fim foi solicitado esclarecimento em relação aos parâmetros que são solicitados para definição da suportabilidade dos geradores/turbinas e como são realizados os estudos elétricos (modelagem e tipo de análise). Por fim, a partir das respostas obtidas dos questionários enviados aos operadores de sistemas elétricos e da pesquisa bibliográfica, é apresentada uma síntese geral dos resultados obtidos e propostas algumas recomendações a partir das práticas de operação constatadas e que sejam consideradas aderentes SIN.