Contribuição à estabilidade transitória de sistemas elétricos industriais de unidades estacionárias de produção de petróleo

Abstract

A estabilidade transitória de qualquer sistema elétrico de potência ou industrial para grandes perturbações eletromagnéticas sempre foi objeto de estudo e fundamental na elaboração de um projeto e para a operação de um sistema elétrico. Nos sistemas elétricos industrias de unidas estacionárias de produção (UEP), há aspectos peculiares que também devem ser avaliados. Atualmente, existem softwares comerciais dedicados a estudos elétricos desses sistemas, pois aqueles que são utilizados em sistemas de potência tradicionais são limitados para uso direto em sistemas industriais tipo UEP. Esta dissertação apresenta estudo para uma UEP, no qual avaliam-se aspectos relacionados à estabilidade do sistema sob condições que são impactantes, sobretudo durante a partida direta de motor de grande porte e curtos-circuitos. Os principais componentes do sistema, como geradores síncronos e motores de indução são modelados em detalhes. O sistema é simulado para algumas condições de operação e de falta e os resultados dessas simulações são comparados com dados do sistema real. Destacam-se no estudo, simulações considerando os motores de grande porte representados por um modelo estático, mais adequado para avaliação da partida do motor. Além disso, avalia-se também a adequação de um modelo dinâmico, mais adequado na situação em que o sistema fica sujeito a uma grande perturbação do tipo curto-circuito. O efeito pelicular também é considerado na modelagem do motor, tornando a representação dessa carga mais próxima da operação real. Mas, além do motor, todos os demais componentes elétricos do sistema são modelados de forma a se obter precisão necessária para a execução do estudo. As simulações são inicialmente realizadas a partir de aplicativo desenvolvido no software Scilab®. Adicionalmente, utiliza-se o Alternative Transient Program (ATP), com seus variados recursos, incluindo representação de modelos na MODELS e TACS. Os testes, considerando as condições reais de operação do sistema, evidenciam que os resultados das simulações são muito próximos àqueles obtidos em campo para o estudo de estabilidade transitória envolvendo grandes motores em sistemas elétricos industriais.