O que são Sistemas de Transmissão AC Flexíveis?

O que são Sistemas de Transmissão Alternada Flexível?

Definição de FACTS

Os Sistemas de Transmissão Alternada Flexível (FACTS) são definidos como sistemas que utilizam eletrônica de potência para melhorar o controle e a transferência de energia em redes de transmissão alternada.

• Características dos FACTS

• Regulação rápida de tensão

• Aumento da transferência de potência em linhas de corrente alternada longas

• Amortecimento de oscilações de potência ativa

• Controle do fluxo de carga em sistemas em malha

Assim, melhorando significativamente a estabilidade e o desempenho de sistemas de transmissão existentes e futuros. Com os Sistemas de Transmissão Alternada Flexível (FACTS), as empresas de energia podem utilizar melhor as redes existentes, aumentar a disponibilidade e confiabilidade de suas linhas e melhorar a estabilidade dinâmica e transitória da rede, garantindo uma melhor qualidade de fornecimento.

Influência do Fluxo de Potência Reativa na Tensão do Sistema de Energia

Compensação de Potência Reativa

As cargas dos consumidores necessitam de potência reativa que varia continuamente, aumentando as perdas de transmissão e afetando a tensão na rede. Para evitar grandes flutuações de tensão ou falhas de energia, essa potência reativa deve ser equilibrada. Componentes passivos, como reatores ou capacitores, podem fornecer potência reativa indutiva ou capacitiva. A compensação rápida e precisa de potência reativa, utilizando componentes comutados e controlados por tiristores, pode melhorar a eficiência e o controle da transmissão, substituindo interruptores mecânicos mais lentos.

Efeitos do Fluxo de Potência Reativa

O fluxo de potência reativa tem os seguintes efeitos:

• Aumento das perdas no sistema de transmissão

• Adição às instalações de usinas de energia

• Adição aos custos operacionais

• Grande influência na desvio de tensão do sistema

• Degradation do desempenho da carga sob baixa tensão

• Risco de quebra de isolamento sob tensão excessiva

• Limitação da transferência de potência

• Limites de estabilidade estática e dinâmica

Paralelo e Série

Fig. Mostra os dispositivos de compensação paralela mais comuns atualmente, sua influência nos principais parâmetros de transmissão e aplicações típicas.

Fig.: A equação de potência ativa/ângulo de transmissão ilustra quais componentes FACTS influenciam seletivamente quais parâmetros de transmissão.

Sistemas de Proteção e Controle

Para melhorar a gestão de redundância, foram desenvolvidos módulos especiais para complementar o sistema de automação SIMATIC TDC. Esses módulos emitem sinais de disparo para válvulas de tiristor e ocupam menos espaço do que a tecnologia anterior. 

O design flexível de interface do SIMATIC TDC permite que ele substitua sistemas existentes facilmente. Esta integração pode ser feita com um atraso mínimo, garantindo que os valores medidos dos sistemas antigos sejam processados pelo novo sistema de controle. A eficiência espacial do SIMATIC TDC também permite a configuração paralela com sistemas existentes.

Interface Homem-Máquina.A interface entre o operador e a planta.(HMI = Interface Homem-Máquina) é padronizada.O sistema de visualização SIMATIC Win CC, que simplifica ainda mais a operação e facilita a adaptação das interfaces gráficas de usuário às necessidades do operador.

Hardware para Controle e Proteção

A Siemens oferece o mais recente em controle e proteção para FACTS – o sistema de automação SIMATIC TDC (Controle de Tecnologia e Acionamentos) testado e comprovado. O SIMATIC TDC é usado em todo o mundo em quase todos os setores e tem sido comprovado tanto na produção quanto na engenharia de processos, bem como em muitas aplicações de HVDC e FACTS. 

Pessoal operacional e engenheiros de planejamento de projetos trabalham exclusivamente com uma plataforma de hardware e software padronizada e universal, permitindo-lhes realizar tarefas exigentes mais rapidamente. Uma das principais considerações no desenvolvimento deste sistema de automação foi garantir o mais alto grau de disponibilidade dos FACTS – é por isso que todos os sistemas de controle e proteção, bem como os links de comunicação, são configurados de forma redundante (se solicitado pelo cliente).

A nova tecnologia de instrumentação e controle também permite o uso de um registrador de falhas de alto desempenho operando com uma taxa de amostragem de 25 kHz. A nova tecnologia de instrumentação e controle reduz o período entre o registro de falhas e a impressão do relatório de falhas de vários minutos (anteriormente) para 10 segundos (agora).

Conversor para FACTS

LTT – Tiristores Acionados por Luz

Tiristores controlam componentes passivos em sistemas de compensação de potência reativa. O sistema de acionamento direto por luz da Siemens ativa tiristores com um pulso de luz de 10 microssegundos a 40 milivolt. Este dispositivo inclui proteção contra sobretensão, tornando-o auto-protetor se a tensão direta exceder os limites.

O pulso de luz viaja através de fibras ópticas do controle da válvula para a porta do tiristor. Os sistemas convencionais usam tiristores acionados eletricamente, que requerem pulsos de vários watts gerados por equipamentos eletrônicos próximos. O acionamento direto por luz reduz os componentes elétricos na válvula de tiristor em 80%, melhorando a confiabilidade e a compatibilidade eletromagnética. Além disso, a nova tecnologia de tiristor garante a disponibilidade a longo prazo de componentes eletrônicos por pelo menos 30 anos.

Válvulas de tiristor da Siemens são montadas com tiristores de 4 polegadas ou 5 polegadas, dependendo da capacidade de corrente nominal necessária. A tecnologia de tiristor está em constante desenvolvimento desde o início dos anos 1960. Atualmente, os tiristores podem lidar de forma segura e econômica com tensões de bloqueio de até 8 quilovolts e correntes nominais de até 4.200 amperes.