Cogeração e Verificação de Sincronismo com Religadores: Visão Geral da Aplicação

Introduction

1. Fontes de energia distribuída e fontes variadas de geração estão se tornando cada vez mais comuns no ambiente elétrico moderno. Integrar essas novas fontes de alimentação às redes de energia existentes cria uma série de desafios para os engenheiros de sistemas de energia.

Neste artigo, exploraremos os recursos de cogeração disponíveis nos controladores RC da NOJA Power que auxiliarão nesses projetos. Esta funcionalidade pode ser usada para as seguintes aplicações:

1. Conexão de geradores de à rede
2. Restabelecimento de uma conexão entre duas partes interconectadas da rede
3. Restabelecimento de uma conexão entre sistemas ilhados

Os recursos de cogeração nos controladores de religadores RC da NOJA Power podem ser subdivididos em três categorias principais:

1. Funcionalidade geral
2. Verificação de sincronismo
3. Autossincronizador

“Quase todos os nossos clientes em todo o mundo enfrentam o desafio de integrar a geração de energia renovável à rede de distribuição”, afirma Neil O’Sullivan, Diretor Geral do Grupo NOJA Power.

“As normas do IEC e IEEE estão surgindo e evoluindo para ajudar a definir as melhores práticas. Desenvolvemos a funcionalidade exigida por essas normas e nossos produtos foram aprovados por muitos de nossos clientes distribuidores de eletricidade para serem usados como o ponto de conexão entre a geração de energia distribuída em grande escala e suas redes de distribuição.”

Visão Geral do Recurso

Ao consultar as normas, o código de Sincronismo ANSI 25 estabelece:

“Um dispositivo de sincronização deve produzir uma saída que causa o fechamento na diferença zero do ângulo de fase entre dois circuitos [...] Um relé de verificação de sincronismo permite o paralelismo de dois circuitos que estão dentro dos limites prescritos (geralmente mais amplos) de magnitude de tensão, ângulo de fase e frequência.”

—Norma IEEE C37.2-2008

A sincronização é usada para garantir que duas redes ativas sejam conectadas por uma chave aberta somente quando as duas fontes independentes estiverem dentro dos limites aceitáveis pré-configurados. Isso é, a tensão, o ângulo de fase e a frequência são verificados para que todos estejam suficientemente semelhantes no ponto de fechamento para mitigar o risco de conectar redes incompatíveis.

Onde o Check de Sincronismo deve ser usada?

A sincronização é importante para diferentes aplicações. O uso principal é assegurar que duas linhas ativas separadas estejam sincronizadas antes de conectá-las.

A sincronismo é estabelecido quando a magnitude da tensão, o ângulo de fase e a frequência estão todos dentro dos limites permitidos.

Outras aplicações incluem a conexão de geradores distribuídos à rede, o restabelecimento de uma conexão entre duas partes interconectadas da rede e o restabelecimento da conexão entre sistemas ilhados. Por exemplo, um cliente pequeno pode operar como uma rede ilhada por um tempo e, em seguida, certificar-se de que é seguro se reconectar à rede antes que as duas linhas sejam unidas.

Limites de Trabalho da Verificação de Sincronismo

O diagrama a seguir ilustra os diversos limites dos parâmetros do sistema de energia aplicados ao check de Sincronismo. A compreensão desses conceitos é a chave para entender a verificação de sincronização.

A tensão no lado da linha do religador é obtida pelo vetor da Linha V, e a tensão no lado do barramento do religador é obtida pelo vetor do Barramento V.

As seções laranja são as regiões onde os vetores de tensão podem estar e ainda permitir um fechamento. Se qualquer um dos vetores de tensão estiver fora dessas regiões, o fechamento será bloqueado.

Para o Check de Sincronismo, considere os três fatores de tensão, ângulo de fase e frequência separadamente.

Tensão

Os vetores de tensão devem estar acima do limite de tensão viva (tensão mínima para a linha ser considerada viva com segurança), mas abaixo do limite de sobretensão (tensão máxima para a linha ser considerada viva com segurança).

Se qualquer uma das tensões estiver fora desse limite ou se a diferença nos dois vetores de tensão exceder a diferença de tensão especificada (delta V), o fechamento será bloqueado. A única exceção a esta regra está relacionada às condições de tensão morta.

Opcionalmente, o OSM pode ser configurado para fechar se o lado do barramento, lado da linha, ou ambos os lados, estiverem abaixo do limite da tensão morta. Nesse caso, apenas as magnitudes de tensão, e não os ângulos ou frequências de fase, são consideradas ao determinar se um fechamento seria permitido.

Ângulo e Frequência de Fase:

Além das condições de magnitude de tensão, o autossincronizador e as funções de Check de Sincronismo verificarão a diferença de fase e a frequência de deslizamento entre os dois vetores de tensão Em relação à figura, esta é a “largura”, da esquerda para a direita, da zona laranja em que um fechamento seria permitido.

Autossincronizador: ANSI 25 A

Indo além com a nossa funcionalidade de Verificação de Sincronismo, é possível automatizar um dispositivo religador para fechar somente quando os critérios de sincronização forem atendidos.

Quando habilitado, se um comando de fechamento for emitido para o Controlador RC da NOJA Power, ele manterá o comando de fechamento até que todos os critérios de verificação de sincronização sejam atendidos. Este período de espera é configurável e, se expirar, o comando de fechamento é descartado.

Conclusão

Caso deseje implementar seu próprio esquema de Verificação de Sincronismo em uma rede de média tensão, temos uma nota de aplicação completa que abrange as configurações e os procedimentos de teste necessários. Esta nota pode ser solicitada por meio do Distribuidor NOJA Power local ou entrando em contato com a equipe de vendas da NOJA Power.