TCC

1. ANÁLISE DO SISTEMA DE CONTROLO E PROTECÇÃO
DA CENTRAL HIDROELÉCTRICA DE MAVUZI-EDM,E.P
Controlo do sistema de excitação das unidades geradoras
 Autor:
Emílio Ângelo Xavier
 Supervisor:
MSc.Eng.o Chadido Diogo
Beira, Junho de 2023

2. 2
Apresentação e análise de dados
4
Referencial Teórico
3
Apresentação da Proposta
5
Conclusão e Recomendações
6
Metodologia
2
Introdução
1
Estrutura
do
Trabalho

3. 1. Introdução
Os geradores são máquinas de grande importância dentro de um
SEP. A sua falha ou saídas indesejáveis, provoca graves
consequências no sistema eléctrico se não houver geração
disponível para substituir a unidade defeituosa. Estão sujeitos a
vários tipos de defeito e certamente é um dos elementos de um
sistema de potência com maior número de falhas. Em virtude disso,
o seu esquema de protecção deve abranger um grande número de
falhas possíveis, tornando-se muitas vezes complexo o sistema de
protecção adoptado. (João e Daniel, 2020).
O tema deste trabalho advém da necessidade de existência de uma
solução para responder a ausência parcial ou total da unidade de
Sistema Digital de Controlo de Excitação das unidades geradoras da
central hidroeléctrica de Mavuzi.
3

4. 1.1. Formulação do problema
RAT
RCC
OEL
UEL
OEL
UEL
6,6 kV 110 kV
4

5. 1.2. Hipóteses e Objectivos
Hipóteses Objectivos
5

6. 1.3. Metodologia
• Hipotético Dedutivo Observação
Documentação indirecta
Intensiva
Entrevista não estruturada
Pesquisas Documentais
Documentação directa
Técnica
Pesquisa Bibliografica
6

7. 2. Local e objecto de estudo
2.1 Local de estudo
Fig. 2.1 Esquema representativo do local de estudo
7

8. 2.2 Objecto de estudo
8
Trafo.
De excitação

9. 3. Referencial Teórico
3.1. Máquinas Síncronas
9
Seguindo NASAR, 1984, As máquinas síncronas estão entre os três
tipos mais comuns de máquinas eléctricas, sendo assim chamadas pelo
fato de operarem à velocidade e frequência constantes em regime
permanente.
O sistema de excitação das máquinas síncronas tem por objectivo
estabelecer a tensão interna do gerador, e por consequência, o mesmo
é responsável pela tensão de saída da máquina e também pelo factor
de potência e pela magnitude da corrente gerada (MARQUES, 2011).
3.2. Sistema de excitação

10. Fig. 3.1. Ponte Rectificadora
10
3.2. Sistema de excitação ( Cont…)

11. Por extenso, SCADA significa supervisão e aquisição de dados, um
termo que descreve as funções básicas de um sistema SCADA. A
CHM utiliza o sistema SCADA para controlar os seus equipamentos
em diferentes locais e para coletar e salvar dados a respeito de
suas operações, ou seja, a central usa o SCADA para:
Controlar processos de forma local ou remota;
Interagir com dispositivos por meio da HMI do software;
Colectar, monitorar e processar dados;
Registar eventos e dados.
11
3.2. SCADA

12. 4. Apresentação e análise de dados
12
GRANDEZA UNIDADE VALOR
Potencia nominal kVA/kW kVA/kW 605/4840
Tensão nominal V V 6600
Factor de potência ----- 0.8
Reactância síncrona do eixo directo (𝑿𝒅) % 94
Reactância síncrona do eixo de quadratura (𝑿𝒒) % 84
Reactância transitória do eixo directo (𝑿𝒅
′
) % 28
Reactância subtransitória do eixo directo (𝑿𝒅
′′
) % 15
Tabela 4.1 Dados técnicos do GG2
 RAT
 RCC
 FP
 var

13. 13
4. Apresentação e análise de dados (Cont…)

14. 14
14
4. Apresentação e análise de dados (Cont…)
SDCE-200 Nula Nula
RG750
Relé Sob e Sub excit.

15. 5. Apresentação da proposta
15
• Ajustes da protecção
𝐼𝑛𝑔 =
𝑆
3∙𝑉
= 𝟓𝟔𝟖, 𝟔𝟎𝟐𝟓𝑨 𝑆𝑏 = 6500𝑘𝑉𝐴 𝑈𝑏 = 6,6𝑘𝑉
𝑇𝐼: 600 ÷ 5: 120 𝑇𝑃: 6600 ÷ 10: 66
𝑋𝑑 (Ω)
′
= 𝟏. 𝟖𝟕𝟔 𝛀 𝑋𝑑 Ω (𝑠𝑒𝑐)
′
= 𝟑. 𝟒𝟏𝟏𝛀
𝑂𝑓𝑓𝑠𝑒𝑡 = −
0.28
2
= −𝟎, 𝟏𝟒𝒑𝒖 𝐷𝑖â𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 = 𝟏𝒑𝒖
𝑇 = 0,3𝑠 (𝐴𝑑𝑜𝑡𝑎𝑑𝑜)

16. 6. Conclusões e recomendação
6.1. Conclusões
A forma de pensar aplicada nesse trabalho para se chegar à natureza do
problema em questão, a fim de estudar os possíveis efeitos que o
problema possa vir causar, ajudou a concluir que as consequências são
severas, não só para a unidade geradora, mas sim, para todo SEP, visto
que a máquina com baixa ou elevada excitação, desenvolve
características contrarias das suas normais.
Foram ensaiadas perdas de excitação em um gerador modelo no
simulador simulink do MATLAB, No simulador Proteus, foi simulado a
filosofia de funcionamento de uma unidade Subexcitada. Nessa
simulação foi possível tirar conclusões como até que nível de
carregamento é possível um gerador suportar sem o seu total sistema de
excitação e como se comporta a curva da potência produzida
16

17. As Unidades com excitação por escova, são mais
propensos a falha terra no rotor, assim sendo, recomenda-
se o seguinte:
• Implementação do sistema de excitação AC com
rectificação rotativa para as unidades geradoras 4 e 5 da
central hidroeléctrica de Mavuzi.
17
6.1. Recomendação

18. OBRIGADO!
18
18
EMAX