Sistemas de transmissão CA flexíveis

Apresentando FACTS

FACTS para fontes de energia livre de CO2

SVC (Static Var Compensators) e SVC PLUS® (STATCOM) fornecem energia reativa, aumentam a confiabilidade auxiliando na recuperação de falhas, reduzem o risco de apagão e regulam o fator de potência. MSCDN (Capacitor Mecânico Comutado com Rede de Amortecimento) é uma solução simples para controle de tensão e estabilização de rede em estado estacionário.

Nas redes de corrente alternada trifásicas, os problemas são frequentemente causados pelo aumento temporário da carga numa fase, por exemplo, para os fluxos de energia que utilizam o sistema de transmissão durante a passagem. O balanceamento de carga rápido e eficiente para cada fase também é necessário em infraestruturas historicamente desenvolvidas em ambientes desafiadores, por exemplo, para estações de metrô em megacidades.

Portanto, as concessionárias de energia exigem soluções aprimoradas que combinem as vantagens das soluções SVC com menos requisitos de espaço, bem como requisitos de ruído mais baixos.

O SVC® PLUS da Siemens Energy com seu conceito flexível e modular pode ser a combinação perfeita. As características elétricas do SVC PLUS® diferem de um SVC clássico. Seu controle de corrente leva a um desempenho superior de subtensão, o que significa que o SVC PLUS® pode suportar a rede por mais tempo e em tensões mais baixas.

A participação das energias renováveis na matriz energética aumenta e as usinas convencionais são desligadas para reduzir as emissões de CO₂. Estes levam à diminuição da potência de curto-circuito e inércia nas redes. A geração de energia renovável baseada em conversores não contribui com energia de curto-circuito para a rede de transmissão e precisa de um certo nível dela para operar estável.

O SVC PLUS® FS armazena energia em super capacitores e libera a energia sempre que a rede precisa. Por conseguinte, evita quedas de frequência e permite uma maior integração de energia renovável na rede. É um sistema eletrônico de potência pura baseado na comprovada tecnologia SVC PLUS®.

As soluções de condensadores síncronos suportam sistemas de transmissão com energia de curto-circuito, energia reativa e inércia para estabilizar as redes e evitar apagões. Apresentam alta eficiência, baixas emissões de ruído e baixos custos de instalação e comissionamento. A inércia pode ser estendida pelo uso de um fly wheel (volante de inércia).

A mais recente inovação da Siemens Energy para controle de fluxo de carga é o altamente sofisticado Unified Power Flow Controller (UPFC PLUS) com uma função adicional para controle de tensão. Ele é baseado na tecnologia de conversão comprovada da Siemens Energy, assim como o sistema MVDC PLUS® (Medium-Voltage Direct Current), que oferece controle de fluxo de carga via transmissão CC. Os capacitores em série fixos (FSC) oferecem estabilidade de transmissões de longa distância compensando a reatância indutiva. A transmissão de potência ativa é limitada principalmente pela impedância da linha de transmissão, compreendendo a resistência ôhmica mais a reatância capacitiva e indutiva. Eles ajudam a utilizar melhor as linhas aéreas existentes, aumentando suas capacidades de transmissão e contribuem para o estado estacionário e a estabilidade dinâmica do sistema.

Cargas que mudam rapidamente em plantas industriais levam a flutuações de tensão indesejáveis causadas por uma corrente de carga variável. Para alterações rápidas, isso é chamado de flicker. Os operadores de rede estabelecem limites rigorosos para o nível de flicker permitido imposto pelas instalações industriais para evitar perturbações na rede. Distúrbios na iluminação – fundamental para o bem-estar humano, afeta também a eficiência e o desempenho dos componentes em plantas industriais.

O SVC PLUS® compensam e estabilizam as flutuações de tensão induzidas pela carga dentro de uma faixa de tolerância muito estreita e garantem a conformidade com os requisitos da rede. Com o SVC PLUS,® é possível obter fatores de redução de cintilação acima de 4,5 (mesmo na faixa 7).

Para cargas com potência reativa e ativa de variação rápida, um compensador de potência reativa dinâmico – o SVC PLUS® industrial com um reator controlado por tiristor (TCR) e circuitos de filtro integrados será a solução certa. Especialmente quando fornos a arco estão envolvidos, o altamente dinâmico SVC PLUS® industrial proporcionará melhores resultados.

A estabilidade de alta tensão e a redução do flicker permitem um aumento na produção e melhor utilização de cabos, transformadores e acionamentos. As siderúrgicas se beneficiam especialmente do cumprimento dos requisitos de serviços públicos, já que um desligamento penal pela concessionária é uma ameaça realista. Devido aos locais tipicamente remotos na indústria de mineração, a estabilização de tensão é importante para uma produção confiável e eficiente.

Cargas não lineares de conversores ou fornos a arco são uma fonte de distorção de tensão harmônica indesejada em seu ponto de conexão à rede que pode perturbar outros consumidores conectados à rede. Eles geram perdas em todos os elementos da rede, sem contribuição para a condução de uma máquina, fusão de aço ou outras tarefas de produção industrial.

De acordo com os operadores da rede, a distorção harmônica da tensão não deve exceder certos limites. Para conseguir isso, as correntes harmônicas devem ser "direcionadas" para fluir para dispositivos de filtragem harmônica, ou as correntes devem ser geradas com uma forma de onda neutralizando o componente harmônico da corrente de carga.

Como solução sintonizada Circuitos de Filtro podem ser aplicados, cuidadosamente selecionados de acordo com os requisitos de rede e podem fazer parte do sistema SVC. A abordagem mais avançada, no entanto, para harmônicos de baixa ordem (aprox. até 13º) harmônicos é a filtragem ativa, uma tarefa realizada pelo conceito de controle SVC PLUS® muito rápido praticamente como um subproduto e incluindo inter-harmônicos.

A conformidade da rede garante a permissão de conexão com a rede e a alta qualidade de energia significa menor estresse para os equipamentos da planta (acionamentos, bombas, transformadores, etc.) e para evitar perdas devido à redução de harmônicos.

Cargas indutivas significativas, como motores, estão presentes em todos os campos da indústria. Na indústria metalúrgica, os fornos a arco constituem as maiores cargas indutivas – operando com um fator de potência extremamente ruim. A potência reativa requerida por tais cargas causa degradação do fator de potência (ou cos φ). Como também a energia reativa precisa ser transportada pela rede, isso leva à má utilização de todos os componentes de transmissão, como cabos, transformadores, etc.

Cargas diferentes têm diferentes fatores de potência característicos. Algumas cargas têm fatores de potência claramente definidos e quase constantes, para outras pode variar rapidamente e dentro de uma ampla faixa. O comportamento extremo vem com fornos elétricos a arco. Grandes acionamentos para aplicações em moinhos de minério, acionamentos de laminadores e bombas/compressores apresentam fatores de potência flutuantes devido à variação em seu ponto de operação.

O principal desafio é medir o comportamento da carga muito rapidamente para alcançar de acordo com o controle do sistema de compensação: cargas dinâmicas requerem compensação dinâmica.

SVC PLUS® melhora dinamicamente o fator de potência. Se essa potência indutiva variável for combatida por uma potência capacitiva controlada dinamicamente, o fator de potência pode ser estabilizado em alto nível.

O SVC PLUS® permite uma melhor utilização de todo o sistema elétrico – já que, com um bom fator de potência, apenas a energia ativa precisa ser transportada. Perdas causadas por correntes reativas podem ser evitadas. Um bom fator de potência evitará, além disso, penalidades por parte da concessionária.

Cargas assimétricas não são – ou pelo menos não completamente – equilibradas em todos os momentos. Cargas monofásicas ou fornos a arco podem causar correntes de fase desiguais no sistema de alimentação trifásico e tensões de fase desiguais.

Limite os efeitos indesejados

Os geradores são fontes trifásicas de energia que são transportadas pela rede até os consumidores. Todo o sistema funciona melhor quando todas as três fases são carregadas uniformemente. Mas certas cargas são apenas monofásicas, e certas cargas trifásicas podem se tornar extremamente assimétricas em condições especiais de operação, por exemplo, um forno elétrico a arco para fundir aço pode ser qualquer coisa entre balanceado até apenas operação bifásica na pior das hipóteses.

A fim de limitar os efeitos indesejados de tais condições desequilibradas na rede, as concessionárias de serviços públicos permitem apenas um grau limitado de desequilíbrio, e o proprietário desses consumidores tem que tomar medidas para distribuir uniformemente o consumo de energia de sua usina para as três fases em sua conexão à rede de serviços públicos.

Sistemas de compensação capazes de controle independente para cada fase, como SVC PLUS,® permitem a injeção distinta de potência capacitiva ou indutiva em cada fase. Desta forma, a carga balanceada simétrica da rede de alimentação pode ser alcançada apesar da assimetria de carga.

O balanceamento de carga permite uma melhor utilização do sistema de distribuição da planta e a conformidade com os requisitos da concessionária.

Fornecemos as soluções otimizadas para suas aplicações com sistemas de transmissão CA flexíveis inovadores e comprovados, incluindo componentes internos. A Siemens Energy oferece serviços para qualquer exigência do cliente em relação à sua qualidade de energia, incluindo estudos de projeto, suporte financeiro, gerenciamento de projetos, montagem e comissionamento, bem como serviços pós-venda. A Siemens Energy será seu parceiro experiente em todas as etapas do projeto. Confie em nós, antes mesmo de saber de qual usina de qualidade de energia você precisa. Se estiver planejando uma nova planta da indústria, enfrentando mudanças nos requisitos de qualidade de energia ou precisando de modernização, vamos ajudá-lo com base em uma forte experiência, começando com consultoria inicial, mas também com um estudo de viabilidade abrangente.

A fim de garantir redes resilientes, são necessários sistemas flexíveis e rapidamente implantáveis para o rápido restabelecimento da rede após eventos graves, para a ponte em caso de alterações na rede devido, por exemplo, a desligamentos de usinas de energia ou à integração de energias renováveis, bem como para a revisão de linhas de transmissão em nós importantes. Saiba mais sobre nossos sistemas de transmissão CA flexíveis em contêineres e móveis:

SVC PLUS® Móvel

Os sistemas flexíveis de transmissão CA (FACTS) ajudam a estabilizar as redes para atender aos desafios atuais na transmissão de energia. Mantenha-se à frente com inovações de longo prazo, flexíveis e sustentáveis da Siemens Energy baseadas em eletrônica de potência comprovada para moldar as redes futuras.

Confira nossa resposta para melhorar a estabilidade dinâmica da rede suportando frequência e tensão:

SVC PLUS® Frequency Stabilizer (STATCOM FS) 

A Siemens Energy está ativa em todo o mundo e tem experiência comprovada com todos os desafios técnicos e ambientais em redes de transmissão. Até mesmo indústrias em todo o mundo confiam nas soluções da Siemens Energy para otimizar seu fornecimento de energia para uma operação suave e conformidade com as regulamentações de serviços públicos. Com projetos de Sistema de Transmissão AC Flexível executados até o mais alto nível de tensão em todo o portfólio da FACTS, a Siemens Energy pode se autodenominar líder mundial de mercado e tecnologia. Aqui você encontra uma seleção de nossas referências.

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