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Universidade Federal de Itajubá

Universidade Federal de Itajubá. “UTILIZAÇÃO DA TÉCNICA DE OTIMIZAÇÃO SIMÉTRICA NO AJUSTE DE TENSÃO DE UM GERADOR SÍNCRONO”. Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007. Estrutura da Apresentação. Universidade Federal de Itajubá.

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Presentation Transcript

  1. Universidade Federal de Itajubá “UTILIZAÇÃO DA TÉCNICA DE OTIMIZAÇÃO SIMÉTRICA NO AJUSTE DE TENSÃO DE UM GERADOR SÍNCRONO” Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  2. Estrutura da Apresentação Universidade Federal de Itajubá Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  3. 1.1) Definições: Universidade Federal de Itajubá • 1.1.1) Causa: • Perturbação (estabilidade de tensão): • - Pequeno distúrbio variação de carga em um determinado período; • - Grande distúrbio alteração rápida no equilíbrio carga/geração. • 1.1.2) Conseqüência: • Variação do módulo da tensão terminais GS 1-1 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  4. 2.1) Regulador de Tensão (GS): • 2.1.1) Controlador: • Modo: automático; • Tipo: analógico. • 2.1.2) Ajuste dos Parâmetros: • Método de otimização simétrica (OS). • 2.1.3) Vantagem Principal: • Correção quase imediata dos efeitos da perturbação. Universidade Federal de Itajubá 1-2 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  5. 2.2) Dificuldades Encontradas: Universidade Federal de Itajubá • 2.2.1) Literatura Técnica: • - Poucas referências controle de tensão GS • - Muitas referências controle de velocidade MCC • 2.2.2) Desafio: • Comprovação experimental dos resultados. • Método OS 2-2 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  6. 3.1) Grupo Gerador-Máquina Primária: Universidade Federal de Itajubá Motor de Corrente Contínua (MCC) Gerador Síncrono de Pólos Salientes (GS) Acoplamento Mecânico (Eixo) Terminais controle de tensão 1-7 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  7. O sistema de excitação (alternador): • 3.1.1) Função: • Estabelecer a tensão interna do GS. • 3.1.2)Tipo: • Estática enrolamentos de campo excitados a partir de Vsa. • 3.1.3)Ação: • Contínua. Universidade Federal de Itajubá 2-7 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  8. 3.2) Identificação de Parâmetros do Sistema: • 3.2.1) Resistência de Campo: • Rfd; • Determinada por medição terminais de campo GS desenergizado; • Valor referido temperatura adequada. • 3.2.2) Indutância de Campo: • Lfd; • Determinada por cálculo parâmetros do circuito elétrico (figura 9): • , Rfd e Rsh Universidade Federal de Itajubá 3-7 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  9. 3.3) Sistema de Regulação de Tensão: 3.3.1) Diagrama de Blocos Simplificado: ou corrente de campo Universidade Federal de Itajubá 4-7 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  10. 3.3.2) Otimização (Regulador): • Constantes de Tempo: • - Após o sinal de referência filtrado; • - Exceto p/ os blocos: regulador e transdutor. • -Grande: ; • - Pequenas: tss, tgi. • Condições Emprego do Método O.S.: • 1ª) Se: • 2ª) Elementos retardadores de primeira ordem (denominador) Universidade Federal de Itajubá 5-7 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  11. Das condições anteriores, foram determinados: • Tabela 7: controlador proporcional-integral (PI) • Tabela 8: parâmetros do regulador expressões Siemens AG: • - Ganho:Kp; • - Constante de Tempo: . • Resistência de Ajuste do Ganho: Raj; • Resistência de Ajuste da Constante de Tempo: : • - Estabilidade da resposta. Universidade Federal de Itajubá 6-7 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  12. 3.4) Ensaios: • 3.4.1) Carga 3 Puramente Resistiva: 4 bancos resistivos PN = 9,6 k[W] • P= 0,50*PN • P = 0,75*PN entrada de carga / rejeição de carga (*) • P = PN • 3.4.2) Carga 3 Indutiva: 1 MIT (rotor gaiola) Pmec N = 2,21 k[W] • Em Vazio; • Sob Carga - 1 GCC Pmec N = 1,70 k[W] idem (*) • - 1 banco resistivo P = 2,4 k[W] • 3.4.3) Estabilidade do Sistema: MCC nN resposta ao degrau Universidade Federal de Itajubá 7-7 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  13. Carga 3 Puramente Resistiva - Entrada de Carga: P = 0,50*PN P = 4,8 k[W] Universidade Federal de Itajubá regulação da tensão 1-15 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  14. Carga 3 Puramente Resistiva - Rejeição de Carga: P = 0,50*PN P = 4,8 k[W] Universidade Federal de Itajubá regulação da tensão 2-15 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  15. Carga 3 Puramente Resistiva - Entradade Carga: P = 0,75*PN P = 7,2 k[W] Universidade Federal de Itajubá regulação da tensão 3-15 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  16. Carga 3 Puramente Resistiva - Rejeiçãode Carga: P = 0,75*PN P = 7,2 k[W] Universidade Federal de Itajubá regulação da tensão 4-15 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  17. Carga 3 Puramente Resistiva - Entradade Carga: P = PN P = 9,6 k[W] Universidade Federal de Itajubá regulação da tensão 5-15 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  18. Carga 3 Puramente Resistiva - Rejeiçãode Carga: P = PN P = 9,6 k[W] Universidade Federal de Itajubá regulação da tensão 6-15 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  19. Carga 3 Puramente Resistiva (s/ regulação de tensão) - Entradade Carga: P = PN P = 9,6 k[W] Universidade Federal de Itajubá 7-15 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  20. Carga 3 Indutiva - Partidado MIT em Vazio Universidade Federal de Itajubá regulação da tensão 8-15 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  21. Carga 3 Indutiva - Rejeiçãodo MIT em Vazio Universidade Federal de Itajubá regulação da tensão 9-15 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  22. Carga 3 Indutiva - Partida do MIT sob Carga Universidade Federal de Itajubá regulação da tensão 10-15 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  23. Carga 3 Indutiva - Rejeiçãodo MIT sob Carga Universidade Federal de Itajubá regulação da tensão 11-15 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  24. Carga 3 Indutiva (s/ regulação de tensão) - Partida do MIT sob Carga Universidade Federal de Itajubá 12-15 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  25. Motor de Corrente Contínua nN - Estabilidadedo Sistema em Vazio Universidade Federal de Itajubá regulação da tensão 13-15 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  26. Motor de Corrente Contínua nN - Estabilidadedo Sistema à Meia Carga 2 Módulos Resistivos Universidade Federal de Itajubá P = 4,8 k[W] regulação da tensão 14-15 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  27. Motor de Corrente Contínua nN - Estabilidadedo Sistema à Plena Carga 4 Módulos Resistivos Universidade Federal de Itajubá P = 9,6 k[W] regulação da tensão 15-15 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  28. 5.1) Aspectos Relevantes: 5.1.1) Carga 3 Puramente Resistiva: Universidade Federal de Itajubá chaveamento estabilidade de tensão VFF = 220 [V] 1-6 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  29. 5.1.2) Carga 3 Indutiva: 5.1.3) Estabilidade do Sistema: Universidade Federal de Itajubá resposta mais lenta (período transitório) 0 a VFF=220 [V] 2-6 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  30. 5.1.4) Eficiência do Método O.S.: Universidade Federal de Itajubá - Entrada de Carga; - Rejeição de Carga. - Resposta ao Degrau. • Carga 3 Puramente Resistiva • Carga 3 Indutiva • Estabilidade do Sistema 3-6 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  31. 5.2) O regulador implementado,em comparação ao regulador de tensão automático e digital, possui: Universidade Federal de Itajubá 4-6 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  32. 5.3) Contribuição do Trabalho: Universidade Federal de Itajubá • Método Utilizado: Otimização Simétrica (OS) • Ampliação da aplicabilidade controle de tensão GS 5-6 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  33. 5.4) Sugestão para Trabalho Futuro: • Ferramenta Computacional • Aquisição de Dados • Controle Digital de Tensão • Sistema Elétrico de Potência (escala reduzida) • Técnica Proposta: posicionamento de pólos (comum em projetos para controladores digitais); • Opções de Hardware: microcontrolador, microprocessador, processador de sinal digital (DSP). Universidade Federal de Itajubá 6-6 Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  34. OBRIGADO Universidade Federal de Itajubá FIM Mestrado em Engenharia Elétrica 10/Abril/2007

  35. “O degrau de uma escada não serve simplesmente para que alguém permaneça em cima dele, destina-se a sustentar o pé de um homem pelo tempo suficiente para que ele coloque o outro um pouco mais alto.” Thomas Henry Huxley

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