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Eletrônica de Potência I

Compensador Estático

Monofásico de VAR

Prof. José Roberto Marques - 2015

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Compensador Estático de VAR Objetivo: Gerar potência reativa de modo a minimizar a potência aparente em um determinado nó da rede elétrica. Composição:

Capacitor Fixo Reator Controlado por Tiristor (TCR)

2

0 1 2 3 4 5 6 7 8-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

t (rad)

tensão (

azul) e

corr

ente

(verd

e)

Tensão e corrente no ramos do TCR

Expressão da corrente fundamental no ramo do TCR

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Reatância equivalente do reator controlado por tiristor

Reatância do compensador de VAR (capacitor em paralelo com o TCR)

4

90 100 110 120 130 140 150 160 170 1800

10

20

30

40

50

60

alfa (graus)

Leqpu=

Leq/L

TC

R

(pu)

Comportamento da indutância do TCR em função do ângulo de controle

Potência reativa que o Compensador Estático injeta no nó

5

Comportamento da indutância do TCR em função do ângulo de controle

90 100 110 120 130 140 1501

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

alfa (graus)

Leqpu=

Leq/L

TC

R

(pu)

6

Exemplo 1: O circuito abaixo corresponde a um nó de uma rede elétrica onde admitimos que a

tensão de nó é invariável e que as cargas de três dos cinco ramos correspondem a

cargas dinâmicas acionadas por processos independentes enquanto dois ramos

operam de modo fixo. Sob o contexto definido, calcular:

O valor do banco de capacitores (capacitor fixo) de modo que o fator de

potência, no pior caso das conexões (menor fator de potência atrasado), seja

0,95 atrasado.

O valor da indutância de um reator ideal no TCR para manter a mesma o

fator de potência solicitado no item (a) na condição do menor fator de potência

atrasado das conexões.

Calcular os ângulos de controle do TCR para cada condição operacional das

chaves A, B e C.

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As correntes e potências absorvidas por cada ramo nas condições de suas chaves fechadas, são:

A

B

C 8

Calculo do fator de potência para cada condição operacional com o compensador de VAR desligado.

AOFF, BOFF, COFF

AOFF, BOFF, CON

AOFF, BON, COFF

AON, BOFF, COFF

AOFF, BON, CON

AON, BOFF, CON

AON, BON, COFF

AON, BON, CON

9

Para a situação de menor fator de potência atrasado e maior potência reativa em operação FP=0,7007 e Qtotal = 35142 VAR atrasados

10

.

O caso de maior fator de potência ocorre em

Como a reatância do reator com alfa = 90 graus é:

A indutância do indutor do TCR deve ser:

Podemos calcular a reatância do :

De onde temos:

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Exemplo de cálculo:

Cálculo dos ângulos de disparo para cada condição de operação das chaves AOFF, BOFF, COFF

Verificação:

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FP Condições das chaves Qcomp (VAR) Xcomp(Ω) α

0 AOFF,BOFF,COFF 122,47°

1 AOFF, BOFF, CON 154,60°

2 AOFF, BON, COFF 161,41°

3 AON, BOFF, COFF 91,8547°

4 AOFF, BON, CON 180°

5 AON, BOFF, CON 150,46°

6 AON, BON, COFF 157,69°

7 AON, BON, CON 176,73°

Potências reativas de compensação, Reatância do compensador e ângulo de controle em graus

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