Comportamento de um sistema de potência devido à compensação de linhas de transmissão por meio de bancos de capacitores série

Abstract

Espera-se uma expansão no consumo de energia elétrica no Brasil na década atual. Para permitir esse crescimento de maneira que haja confiabilidade, flexibilidade e qualidade, torna-se necessário ampliar e modernizar o Sistema Interligado Nacional (SIN) brasileiro. Devido às dimensões continentais brasileiras, em alguns casos utilizam-se linhas de transmissão de comprimento elevado. Para linhas de grande extensão operando em corrente alternada, enfrenta-se o problema da elevada indutância, que causa perda significativa na transmissão de energia. Para evitar esse fenômeno, busca-se utilizar dispositivos FACTS. Um dos dispositivos FACTS empregados são os FSCs, que consistem em bancos de capacitores conectados em série com linhas de transmissão. Esse tipo de compensação série possibilita um aumento na capabilidade de transmissão de potência do sistema elétrico, assim como uma melhora na sua confiabilidade. Levando isso em consideração, nesse trabalho analisou-se o comportamento de um sistema de potência com cinco barras (IEEE 5- Bus System), inicialmente sem a compensação série de linhas de transmissão através de capacitores. Os parâmetros desse sistema com cinco barras foram inseridos na ferramenta Simulink, do software MatLab, coletando assim as principais informações para possibilitar o estudo do comportamento desse sistema. Em seguida, os bancos de capacitores (FSCs) foram conectados em série com algumas linhas de transmissão, sendo possível observar os efeitos causados no sistema de potência. Posto isto, compararam-se os resultados anteriores a conexão dos bancos de capacitores com os obtidos posteriormente, possibilitando um melhor entendimento dos motivos pelos quais em alguns casos é recomendada a compensação série de linhas de transmissão através de bancos de capacitores.

An expansion in electricity consumption in Brazil is expected in the current decade. To allow this growth in a way that there is reliability, flexibility and quality, it is necessary to expand and modernize the Brazilian National Interconnected System (SIN). Due to the continental dimensions of Brazil, in some cases long transmission lines are used. For long-distance lines that operate in alternating current, the problem of high inductance is faced, which causes a high loss in energy transmission. To avoid this phenomenon, it is sought to use FACTS devices. One type of FACTS devices employed are the FSCs, which consist of capacitor banks connected in series with transmission lines. This type of series compensation allows an increase in the power transmission capability of the electrical system, as well as an improvement in its reliability. Taking this into account, this work analyzed the behavior of a power system with five buses (IEEE 5-Bus System), initially without series compensation of transmission lines through capacitors. The parameters of this system with five bars were inserted in Simulink, of the software MatLab, thus collecting the main information to study the behavior of this system. Then, the capacitor banks (FSCs) were connected in series with some transmission lines, making it possible to observe the effects on the power system. That said, the results prior to the connection of capacitor banks were compared with those obtained later, allowing a better understanding of the reasons why in some cases it is recommended the series compensation of transmission lines through capacitor banks.