Tutorial -Estabilidade Dinâmica

As ferramentas de Estabilidade Dinâmica do EasyPower permitem você simular vários eventos no sistema de potência tais como partida de motores, chaveamento de circuitos, desligamento de dispositivos de proteção, rejeição de cargas e aplicação de faltas em barras. Ele permite calcular tensão, corrente, velocidade, torque, frequência e muitos outros parâmetros para vários tipos de equipamentos usando os modelos dinâmicos do EasyPower. Esses valores calculados são mostrados na forma de plotagens e planilhas. Recomenda-se que você também reveja o tutorial de Partida Transitória de Motor [Transient Motor Starting] (TMS) para maiores informações sobre os dados de entrada e de partida transitória de motor.

Para este tutorial, abra o arquivo DSExample-2.dez :

  1. A partir do menu Arquivo [File], clique em Abrir Arquivo [Open File.
  2. Dica: Se você está visualizando a Página de Abertura, você pode clicar em Abrir Unifilar [Open One-line].

  3. Abra o arquivo DSExample-2.dez no seu diretório Exemplos [Samples].
  4. Clique em Maximizar [Maximize] na janela do unifilar, se necessário, para que a janela da sessão fique preenchida com o unifilar.

Dados para a Estabilidade Dinâmica

Os equipamentos do unifilar devem ter os dados para estabilidade dinâmica introduzidos no módulo Edição da Base de Dados [Database Edit] antes que você possa rodar uma simulação.

  1. Dê duplo clique sobre o gerador COGEN no canto superior direito do unifilar para abrir a caixa de diálogo Dados do  Gerador [Generator Data]. Selecione a aba Estabilidade 1 [Stability 1]. Nesse arquivo exemplo, todos os dados de estabilidade dinâmica necessários já foram introduzidos para você. Você pode introduzir os dados dos modelos dinâmicos para o gerador, excitação e regulador de velocidade [governor].
  2. Escolha a aba Estabilidade 2 [Stability 2]. Esta aba é para os dados do estabilizador [stabilizer] do sistema de potência. Para os estudos, recomenda-se que os dados sejam obtidos junto aos fabricantes. Você também pode importar os dados da biblioteca. Para importar os dados da biblioteca, selecione Permitir Modelo de Estabilizador [Enable Stabilizer Model], escolha um Fabricante [Manufacturer] e Digite [Type], a seguir clique em Biblioteca [Library]. Clique em OK [OK] ao terminar.
  3. Similarmente, você pode adicionar modelos dinâmicos a motores, ATS, contatores (nos dados de fusíveis e disjuntores), e transformadores (para o inrush de magnetização).

Para mostrar os nomes de identificação (ID) para os disjuntores e chaves fusíveis no unifilar, clique em Ferramentas > Opções > Visibilidade de Texto [Tools > Options > Text Visibility], e na coluna Mostrar Nome [Show Name for], marque a caixa de seleção Disjuntor de Alta [HV Breaker] e Fusível [Fuse], a seguir clique em OK.

Simulando uma Estabilidade Dinâmica com transferência usando a ATS

Na aba Início [Home], clique em Estabilidade [Stability] para entrar no módulo de Estabilidade Dinâmica [Dynamic Stability]. A aba Estabilidade [Stability] é apresentada como mostrado abaixo e as janelas são arranjadas para visualizar o unifilar, a plotagem da simulação e o log de mensagens.


Figura 1:1 Aba Estabilidade

Quando você entra no módulo de Estabilidade Dinâmica [Dynamic Stability], o EasyPower roda um fluxo de potência [power flow] para a condiçao de regime permanente — observe os resultados do fluxo de potência [power flow] no unifilar.

Existem três maneiras de se simular um evento:

O "script" de simulação é uma série de comandos para o programa seguir. Alguns exemplos de "scripts" foram criados nesse arquivo exemplo para você rodar.

Nota: Para proceder qualquer comando relativo à simulação na barra de ferramentas do Estabiidade [Stability] , a janela do unifilar (selecionado ou corrente) precisa ser a janela ativa. Se o título do unifilar não estiver em destaque, clique na janela do unifilar uma vez e torne-a ativa.

  1. Clique na janela do unifilar para torná-la ativa. Na caixa Escolher Script [Select Script] na aba Estabilidade [Stability] , escolha o nome do Script ATS do Gerador Standby [ATS on Standby Gen]. Este "script" simula a desconexão de alguns equipamentos supridos pela concessionária, resultando numa transferência de conexão para um gerador standby, através de uma ATS.
  2. Clique em Rodar Simulação [Run Simulation].

Os resultados do fluxo de potência [power flow] são apresentados no unifilar ao final da simulação. Veja a figura abaixo. O fusível de AT [HV] FS-1 mostra o símbolo "C>>O" (Fechado-para-Aberto [closed-to-open] proximo a ele, indicando que o mesmo estava aberto. A ATS transferiu para o lado do gerador.

Clicque na aba Plot 2 na janela DS Plots for DSExample-2.dez. A plotagem mostra valores de tensão, corrente e frequência para o gerador de emergência.

Para visualizar a planilha com os dados desta plotagem, você pode arrastar a divisória esquerda da área de plotagem para a direita. Você pode formatar o eixo ou a área de plotagem dando duplo clique em um item.

A janela DS Messages na parte inferior descreve os processos ou eventos que ocorreram e o tempo que ocorreram.


Figura 2:1 Resultados da Simulação

Simulando uma Falta na Barra

Para simular uma falta na barra MCC-3, dê duplo-clique sobre ela. Você pode observar no unifilar e no log de mensagens para visualizar os vários eventos que sucedem a falta. O relé de sobrecorrente R-6 atua para abrir o disjuntor BH-TX-3. Os contatores dos motores a jusante caem por "dropout" quando a tensão da barra afunda durante a falta. A plotagem Plot 3 na janela DS Plots mostra a tensão da barra, a contribuição de corrente da barra a montante para a barra em falta, e a contribuição do motor M-4.A aba Autoplot mostra tensão e a corrente para a barra sob falta.

Opções de Simulação Dinâmica

A partir da aba Estabilidade [Stability] que fica visível quando você seleciona o unifilar e, clica em Opções de Estabilidade Dinânmica [DS Options]. Você pode controlar a simulação através da caixa de diálogo Opções de Estabilidade Dinâmica [Dynamic Stability Options].

Na aba Dar Duplo-Clique no Controle [Double-Click Control, observe os controles para Barra em Falta [Bus to Fault]. Os valores "default" são de 6 segundos para o Tempo Final de Simulação [Simulation End Time] e de 1 segundo para o Comprimento do Tempo de Retardo [Delay Time Length]. Na simulação anterior pode-se observar que a plotagem tem início 1 segundo após o início da simulação e finaliza em 6 segundos. Você pode controlar outros eventos de uma maneira similar.

Rejeição de Cargas Simulado

  1. Selecione a janela do unifilar e a seguir na caixa Selecionar Script [Select Script], escolha Rejeição de Cargas com a perda da Concessionária [Load Shedding on Utility Out].
  2. Clique em Rodar Simulação [Run Simulation].

Este script simula a desconexão da concessionária do restante do sistema. Quando todas as cargas são alternadas para o gerador COGEN, ocorrerá um distúrbio em várias variáveis. Os afundamentos de frequência causam a atuação do relé R-2 de subfrequência (81), promovendo a atuação do disjuntor BH-TX-2. Após este desligamento de cargas o sistema se estabiliza em alguns poucos segundos. Veja a plotagem Plot 1 e o log de mensagens.

Plotando Valores Escolhidos pelo  Usuário

Quando se realiza uma simulação dando duplo-clique no unifilar, os dados são plotados na aba AutoPlot. Baseado no tipo de simulação, o EasyPower escolhe quais valores serão plotados no AutoPlot. Para se visualizar os valores em qualquer lugar de seu sistema se faz necessário definir as plotagens. Nove plotagens podem ser definidas com no máximo 5 curvas por plotagem.

Nota: Os resultados do AutoPlot não aparecem nas simulações realizadas a partir de scripts.

Para definir uma plotagem:

  1. Assegure-se que o unifilar está selecionado, e a seguir,na aba Estabilidade [Stability] , clique em Definir Plotagens [Define Plots].
  2. Na plotagem Plot 4 podem ser vistas a tensão, a corrente, a velocidade e o torque do motor M-2. Selecione os valores a serem plotados escolhendo as variáveis sob Monitoração [Monitoring], Com Identificaçao [With ID] e Próximo a [Next To], como mostrado na figura abaixo.
  3. Dica: Os valores podem ser escolhidos selecionando primeiro uma célula aberta em Monitoraçao [Monitoring] na janela Definir Plotagens [Define Plot] , clique com botão sobre o motor M-2 do unifilar, e escolhendo a seguir o tipo de grandeza desejado para ser plotado.

    Figura 3:1 Definindo Plotagens

    Após a grandezas terem sido definidas, feche a caixa de diálogo Definir Plotagem [Define Plot] clicando em OK.

  4. Clique em Resetar Simulação [Reset Simulation] para voltar ao regime de estado permamemte antes de rodar a simulação dinâmica de novo.
  5. Clique em Rodar Simulação [Run Simulation].
  6. Clique na aba Plot 4 na janela Plotagens da Estabilidade Dinâmica [DS Plots] para visualizar o efeito da desconexão da concessionária e rejeição de carga sobre as grandezas do motor M-2.

Criando  Scripts de Simulação

Pode-se escrever scripts para simular vários eventos e rodá-los sequencialmente. Antes de rodar os scripts, deve-se definir as plotagens de modo que os resultados possam ser visualizados para as grandezas escolhidas, como mostrado para o motor M-2. A seguir será escrito um script para simular o regime permanente por dois segundos, partindo o motor M-2 e desligando o motor M-1.

  1. Para escrever um novo script, assegure-se que o unifilar esteja selecionado, e a seguir, na aba Estabilidade [Stability], clique em Editar Script [Script Edit]. Clique em Novo [New] para adicionar um novo script. Digite Partir M-2 e Parar M-1 [Start M-2 and Stop M-1] como sendo o nome deste novo script. Adicione os comandos no script como mostrado na figura abaixo. Clique em OKna caixa de diálogo Editar Script [Edit Script] e feche o diálogo Scripts.


    Figura 4:2 Exemplo de Script [Script Example]

  2. Na aba Estabilidade [Stability], na caixa Selecionar Script [Select Script] , escolha o script Partir M-2 e Parar M-1 [Start M-2 and Stop M-1].
  3. Antes de rodar um Script, é importante revisar as condições iniciais do unifilar. Uma vez que se planeja partir o motor M-2, os dispositivos a montante deste motor devem estar abertos.

    Clique com o botão direito do mouse no fusível FS-M-2 e escolha Abrir e Resolver Fluxo de Potência [Open and Resolve PF]..

  4. Clique em Rodar Simulação [Run Simulation].
  5. Veja Plot 4 para visualizar as grandezas de partida do motor. Navegue através de outras plotagens para visualizar o efeito em outras partes do sistema.
  6. Para ler o valor das várias variáveis na plotagem, coloque o apontador do mouse sobre a plotagem. Na legenda são apresentados os valores nas posições do apontador do mouse.

Nota: Após um script ser rodado, clique em Ressetar Simulação [Reset Simulation] para ressetar o sistema para o estado permanente.

Conclusão

Esta foi uma breve apresentação EasyPower do tutorial do módulo Estabilidade  Dinâmica [Dynamic Stability] . Os tópicos do Help do EasyPower cobrem estas e outras características com maior profundidade. Para abrir a Ajuda [Help], clique em Ajuda [Help] no canto superior direito da janela do EasyPower ou pressione F1.

Se voce possui o módulo de seletividade PowerProtector™, no módulo Estabilidade Dinâmica [Dynamic Stability] voce também poderá simular a resposta dos dispositivos de proteção. Você também poderá simular o dropout de contatores para quedas de tensão acentuadas, ou mesmo o chaveamento de um chave ATS (chave de transferência automática) para um sistema de emergência. Lembre-se de entrar primeiro com os dados no módulo de Edição da Base de Dados [Database Edit] na aba Estabilidade [Stability], na caixa de diálogo de cada equipamento. Faça uso dos scripts para simular a sequência dos eventos e utilize a ferramenta Definir Plotagem [Define Plots] para monitorar o valor das grandezas.

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A última atualização da Ajuda [Help] foi realizada em 04/02/2019