XXV SEMINÁRIO NACIONAL DE PRODUÇÃO E TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
BELO HORIZONTE - MG
10 A 13
NOVEMBRO/2019
2019 - EXPOMINAS
Grupo: GOP
Tema: Operação do Sistema de Potência Em Condições Normais e Em Contingências:
Título: Reavaliação do Critério para Limitação dos Esforços Torcionais Em Unidades Geradoras do Sistema Interligado Nacional - SIN Em Manobras de Fechamento Em Anel
Autores: Eduardo Henrique Mafra(1); Manoel de Jesus Botelho(2); Andre Della Rocca Medeiros(3); Anderson Rotay Gaspar(4)
Instituições: ONS(1); ONS(2); ONS(3); ONS(4)
Resumo: Os Procedimentos de Rede determinam que o Operador Nacional do Sistema Elétrico - ONS deve
realizar estudos para a definição das condições de manobra de fechamento em anel e em paralelo no
Sistema Interligado Nacional – SIN e religamento automático tripolar em linhas de transmissão, de
modo que esses eventos não resultem em esforços mecânicos excessivos nos eixos de unidades
geradoras. Para tanto, são definidas máximas aberturas angulares, desvios de frequência e diferença
de tensão entre os terminais a serem fechados, de acordo com critérios definidos no Submódulo
23.3 dos Procedimentos de Rede. O critério que consta no Submódulo 23.3 é baseado na avaliação
da variação instantânea de potência ativa (potência acelerante) de unidades geradoras. Para uma
determinada diferença angular, desvio de frequência e diferença de tensão, caso a variação
instantânea da potência ativa (∆P) da unidade geradora seja igual ou inferior a 50% da sua potência
nominal aparente, o fechamento em anel e em paralelo é permitido. Caso a variação instantânea da
potência ativa (∆P) da unidade geradora seja superior a 50% de sua potência nominal aparente, o
agente proprietário da unidade geradora deve ser consultado a respeito da perda de vida útil do eixo
decorrente dos esforços torcionais identificados. Se a perda de vida útil por fadiga cíclica aumulada
no material do eixo for inferior a 0,01%, admite-se a manobra. O critério vigente tem sido aplicado
igualmente para usinas hidrelétricas e termelétricas desde a década de 80 no Brasil, com base em
estudos conduzidos por grupos de trabalho do Institute of Electrical and Electronics Engineers- IEEE,
quando se identificou a possibilidade de risco de danos em usinas, notadamente de termelétricas
compostas de turbinas de eixos longos e múltiplos estágios de pressão (2). Considerando que os
critérios ora utilizados no Brasil são baseados em estudos das décadas de 70, colocou-se o interesse
e a necessidade de revisitar a bibliografia à respeito deste assunto e de conhecer as metodologias e
critérios atualmente utilizados por outros operadores de sistemas de transmissão (Independent
System Operator – ISO; Transmission System Operator – TSO) do mundo, de modo a verificar o
possível avanço e/ou alteração dos critérios e estudos que são realizados. Neste sentido, efetuou-se
uma pesquisa bibliográfica das referências técnicas publicadas desde a década de 70, quando foram
publicados os primeiros trabalhos sobre o assunto, até 2018. Além disso, a partir de discussões
internas e do material da pesquisa bibliográfica, foi elaborado um questionário direcionado aos
ISO/TSO de outros países, sobretudo no âmbito do GO15 – Reliable and Sustainable Power Grids e
do CIGRÉ (International Council on Large Electric Systems). No questionário enviado aos operadores
de sistemas elétricos foram solicitados esclarecimentos sobre os critérios utilizados para manobra
de fechamento em anel e de religamento automático. Além disso, questionou-se a respeito dos tipos de
estudos e modelagem adotados para a definição dos respectivos ajustes, quando aplicável. Ainda se
indagou a respeito da adoção do religamento automático tripolar para linhas de transmissão
eletricamente próximas a unidades geradoras e se há preocupação em relação ao tempo morto e ao
terminal líder, no caso de falha do religamento pela permanência do defeito. Por fim foi solicitado
esclarecimento em relação aos parâmetros que são solicitados para definição da suportabilidade dos
geradores/turbinas e como são realizados os estudos elétricos (modelagem e tipo de análise). Por
fim, a partir das respostas obtidas dos questionários enviados aos operadores de sistemas elétricos
e da pesquisa bibliográfica, é apresentada uma síntese geral dos resultados obtidos e propostas
algumas recomendações a partir das práticas de operação constatadas e que sejam consideradas
aderentes SIN.