Tutorial - Estabilidade dinâmica
O recurso Estabilidade dinâmica do EasyPower permite simular vários eventos do sistema de potência, como partida do motor, troca de dispositivo, atuação do dispositivo de proteção, rejeição de carga e falha de barra. Ele suporta o cálculo de tensão, corrente, velocidade, torque, frequência, potência e muitos outros valores para vários tipos de equipamentos usando 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 (TMS) para maiores informações sobre os dados de entrada e de partida transitória de motor.
Para este tutorial, abra o arquivo DSExample-2.dez :
- A partir do menu Arquivo, clique em Abrir Arquivo.
- Abra o arquivo DSExample-2.dez no seu diretório Exemplos.
Dica: Se você está visualizando a Página de Abertura, você pode clicar em Abrir 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 antes que você possa rodar uma simulação.
- Dê duplo clique sobre o gerador COGEN no canto superior direito do unifilar para abrir a caixa de diálogo Dados do Gerador. Selecione a guia Estabilidade 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.
- Escolha a guia Estabilidade 2. Esta guia é para os dados do estabilizador 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, escolha um Fabricante e Digite , a seguir clique em
Biblioteca. Clique em OK ao terminar.
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, e na coluna Mostrar Nome, marque a caixa de seleção Disjuntor de Alta e Fusível, a seguir clique em OK.
Simulando uma Estabilidade Dinâmica com transferência usando a ATS
Na guia Início, clique em Estabilidade para entrar no módulo de Estabilidade Dinâmica. A guia Estabilidade 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: Guia Estabilidade
Ao entrar no módulo Estabilidade dinâmica, o EasyPower executa uma solução de fluxo de potência para estado permanente. Observe os resultados do fluxo de potência no unifilar.
Existem três maneiras de se simular um evento:
- Dando duplo clique num item (equipamento) do unifilar.
- Dando um clique com o botão direito do mouse e escolhendo a partir do menu de contexto.
- Rodar um "script" de simulação.
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 Estabilidade, 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.
- Clique na janela do unifilar para torná-la ativa. Na caixa Escolher Script na guia Estabilidade, escolha o nome do Script ATS do Gerador Standby. Este "script" simula a desconexão de alguns equipamentos supridos pela concessionária, resultando numa transferência de conexão para um gerador standby, através de uma ATS.
- Clique em
Rodar Simulação.
Os resultados do fluxo de potência são apresentados no unifilar ao final da simulação. Veja a figura abaixo. O fusível de AT FS-1 mostra o símbolo "C>>O" (Fechado-para-Aberto) próximo a ele, indicando que o mesmo estava aberto. A ATS transferiu para o lado do gerador.
Clique na guia 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: 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 guia Autoplot mostra tensão e a corrente para a barra sob falta.
Opções de Simulação Dinâmica
A partir da guia Estabilidade que fica visível quando você seleciona o unifilar e, clica em Opções de Estabilidade Dinâmica. Você pode controlar a simulação através da caixa de diálogo Opções de Estabilidade Dinâmica.
Na guia Dar Duplo-Clique, observe os controles para Barra em Falta. Os valores "default" são de 6 segundos para o Tempo Final de Simulação e de 1 segundo para o Comprimento do Tempo de Retardo. 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
- Selecione a janela do unifilar e a seguir na caixa Selecionar Script, escolha Rejeição de Cargas com a perda da Concessionária.
- Clique em
Rodar Simulação.
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.
Plotagem de valores escolhidos pelo usuário
Quando se realiza uma simulação dando duplo-clique no unifilar, os dados são plotados na guia Plotagem automática. Com base no tipo de simulação, o EasyPower escolhe os valores a exibir na Plotagem automática. 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:
- Assegure-se que o unifilar está selecionado, e a seguir,na guia Estabilidade, clique em
Definir Plotagens.
- 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, Com Identificação e Próximo a, como mostrado na figura abaixo.
- Clique em
Resetar Simulação para voltar ao regime de estado permanente antes de rodar a simulação dinâmica de novo.
- Clique em
Rodar Simulação.
- Clique na guia Plot 4 na janela Plotagens da Estabilidade Dinâmica para visualizar o efeito da desconexão da concessionária e rejeição de carga sobre as grandezas do motor M-2.
Dica: Os valores podem ser escolhidos selecionando primeiro uma célula aberta em Monitoração na janela Definir Plotagens, clique com botão direito sobre o motor M-2 do unifilar, e escolhendo a seguir o tipo de grandeza desejado para ser plotado.
Figura 3: Definindo Plotagens
Após a grandezas terem sido definidas, feche a caixa de diálogo Definir Plotagem clicando em OK.
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.
- Para escrever um novo script, assegure-se que o unifilar esteja selecionado, e a seguir, na guia Estabilidade, clique em
Editar Script. Clique em Novo para adicionar um novo script. Digite Partir M-2 e Parar M-1 como sendo o nome deste novo script. Adicione os comandos no script como mostrado na figura abaixo. Clique em OK na caixa de diálogo Editar Script e feche o diálogo Scripts.
Figura 4: Exemplos de Script
- Na guia Estabilidade, na caixa Selecionar Script , escolha o script Partir M-2 e Parar M-1.
- 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.
- Clique em
Rodar Simulação.
- 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.
- 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 para ressetar o sistema para o estado permanente.
Conclusão
Esse foi um breve tutorial sobre o programa de Estabilidade dinâmica do EasyPower. Os tópicos da Ajuda do EasyPower tratam desse e de outros recursos de forma mais aprofundada. Para abrir a Ajuda, clique em Ajuda no canto superior direito da janela do EasyPower ou pressione F1.
Se você possui o recurso de coordenação Protection & Coordination™, a Estabilidade dinâmica também pode simular a resposta dos dispositivos de proteção. Você poderá simular o dropout de contatores para quedas de tensão acentuadas ou até o chaveamento de CTA para energia de emergência. Lembre-se de entrar primeiro com os dados no módulo de Edição da Base de Dados na guia Estabilidade, na caixa de diálogo de cada equipamento. Faça uso dos scripts para simular a sequência dos eventos e utilize a ferramenta Definir Plotagem para monitorar o valor das grandezas.