RESOLUÇÃO NORMATIVA ANEEL Nº 1.112, DE 11 DE FEVEREIRO DE 2025 (parte 3 de 38)

1.3.14.4.6. Na modelagem de disjuntores dotados de resistores de pré-inserção, tanto os contatos principais quanto os auxiliares devem ser modelados como chaves estatísticas. Aoperação dos
contatos principais deve ocorrer de forma dependente daquela associada aos contatos auxiliares, após o tempo de inserção dos resistores das três fases, levando-se em conta sua dispersão e tempo
médio.
1.3.14.4.7. Na modelagem de disjuntores dotados de dispositivos sincronizadores (dispositivos de manobra controlada), é necessário definir-se previamente, com auxílio de simulação
determinística, o instante ideal de fechamento de cada polo do disjuntor.
1.3.14.4.8. O instante ideal de fechamento de cada polo do disjuntor é adotado como o tempo médio de operação de cada polo, que deve ser representado por chave estatística com distribuição
gaussiana. As dispersões em torno dos tempos médios de cada polo são representadas pelo desvio padrão do tempo de fechamento do conjunto disjuntor-sincronizador. Essas dispersões são
função da precisão mecânica do disjuntor, da precisão do sincronizador, bem como da variação da taxa de decremento da rigidez dielétrica do gap entre os contatos durante o fechamento do
disjuntor.
1.3.14.4.9. A modelagem de disjuntores com sincronizadores deve seguir as diretrizes do CIGRE, conforme [6][7], que apresentam detalhes relevantes sobre as condições de manobra às quais
usualmente se aplica o chaveamento controlado, considerando as informações garantidas pelo fabricante e fornecidas pelo agente.
1.3.14.4.10. Nos estudos pré-operacionais e de recomposição, adotam-se os parâmetros informados pelos agentes, conforme item 2.5.1.2.
1.3.14.4.11. Energização de linhas de transmissão:
para condição de fechamento mais crítica, determinada pelas simulações probabilísticas, devem ser simuladas manobras com e sem aplicação de curto-circuito fase-terra no terminal remoto da
linha e com e sem reatores para circuitos com compensação em derivação (compensação shunt):
(1) as indisponibilidades dos reatores deverão ser restritas somente aos reatores manobráveis;
(2) no caso dos estudos de projeto básico, a aplicação do defeito também deve ser simulada em ambos os terminais e no meio da linha;
no caso de estudos de surtos de manobra, as linhas de transmissão devem ser modeladas considerando seus parâmetros distribuídos:
(1) no caso particular de linhas curtas, por exemplo, naquelas em que o tempo de tráfego das ondas eletromagnéticas é inferior ao passo de integração, a modelagem pode ser realizada por seções
Pi ();
(2) nos casos em que o amortecimento das sobretensões for crítico para a análise do fenômeno, a dependência dos parâmetros da linha de transmissão com a frequência deve ser representada.
1.3.14.4.12. Energização de transformadores:
a modelagem do equipamento a ser energizado deve ser suficientemente detalhada para reproduzir a característica de saturação e os parâmetros de sequência;
nos estudos pré-operacionais, os transformadores trifásicos devem ser simulados por representação matricial dos acoplamentos entre fases, com o fenômeno da saturação do núcleo ferro-
magnético representado por um elemento não-linear conectado a um dos terminais;
nos estudos pré-operacionais e de recomposição, para os autotransformadores deve ser utilizado o modelo com representação dos enrolamentos série e comum como fenômeno da saturação do
núcleo ferro-magnético, representado por um elemento não-linear conectado a um dos terminais;
nos estudos pré-operacionais, deve ser utilizado na modelagem da saturação o laço de histerese baseado, preferencialmente, na característica de magnetização proveniente de ensaios no
equipamento ou dos dados de projeto do equipamento:
(1) na falta dessas informações, deve-se obter do agente a ratificação dos dados típicos a serem adotados;
(2) nesse último caso, deve ser realizada uma análise de sensibilidade de forma a avaliar a influência da curva de saturação ou laço de histerese nas solicitações transitórias de tensão e corrente de
inrush produzidas pela manobra.
as simulações estatísticas devem apontar pelo menos os casos mais severos com relação as tensões, correntes de inrush de fase e de neutro e energias dissipadas nos para-raios.
a manobra de energização deve considerar o fluxo magnético residual em seu valor máximo em uma das fases,conforme as seguintes diretrizes:
(1) a definição do valor de fluxo residual máximo deve basear-se nas informações contidas em relatórios de ensaios do fabricante – característica normal de saturação,característica de perda total em
vazio e razão entre perda por histerese e perda total – e deve ser informado pelo agente responsável;
(2) na ausência dessas informações, devem ser adotados os valores típicos de literatura para estimativa do fluxo residual;
(3) caso a energização do transformador seja feita através de um sincronizador padrão, isto é, com estratégia de fechamento no pico da tensão de energização, o pico escolhido deverá ser aquele de
polaridade oposta ao fluxo residual representado na primeira fase a fechar;
(4) a modelagem do disjuntor, quando equipado com um sincronizador padrão, deverá ser realizada conforme item 2.5.4.1.7.
nos estudos do projeto básico, devem ser utilizados os dados referentes ao projeto do transformador em processo de aquisição, mesmo que ainda preliminares, sendo admitidos apenas na ausência
de melhores informações, valores típicos para os parâmetros dos demais transformadores da rede retida de simulação;
nos estudos deenergização detransformadores em subestações com mais deum transformador,deveser analisada a manobra do transformador com pelo menos um dos demais transformadores
em vazio nos estudos de projeto básico; e
(1) Para os estudos pré-operacionais, não será considerada a energização de transformador com outras unidades energizadas em vazio no mesmo barramento.
não se aplicam à manobra de energização de transformadores, os requisitos de desempenho harmônico definidos no Submódulo 2.9 – Requisitos mínimos de qualidade de energia elétrica para
acesso ou integração à Rede Básica, por serem as correntes de inrush um fenômeno transitório/temporário.
1.3.14.4.13. Energização de banco de capacitores em derivação:
na existência de banco de capacitores eletricamente próximos ao banco a ser energizado, devem ser analisadas as hipóteses de energização na configuração back-to-back de todos os bancos de
um mesmo barramento, a fim de quantificar o nível das suas sobretensões e os níveis das sobretensões e sobrecorrentes nos barramentos dos demais bancos que possam ser amplificados em
função das condições ressonantes do sistema;
devem ser quantificadas as sobretensões nos terminais remotos das linhas de transmissão com baixo carregamento, conectadas radialmente ao barramento do banco ou terminadas por
transformadores levemente carregados;
para cada manobra estatística, devem ser realizadas duas simulações determinísticas para:
(1) detalhar no tempo a máxima tensão; e
(2) detalhar no tempo a máxima corrente de energização do banco de capacitores.
1.3.14.4.14. Religamento tripolar:
os estudos de religamento tripolar avaliam as sobretensões transitórias e as energias dissipadas nos para-raios causadas pelo religamento de linhas de transmissão;
esses estudostêm o objetivo deestabelecer as condições paraa viabilização(por meio do estudo doprojeto básico) eativação(por meio do estudo pré-operacional) desses religamentos,deacordo
com os critérios estabelecidos para os estudos de transitórios eletromagnéticos;
o sistema sob estudo deve ser modelado da seguinte forma:
(1) na modelagem das máquinas síncronas existentes na região em análise, devem ser considerados os efeitos subtransitórios e, se houver dados disponíveis, os efeitos de saturação magnética;
(2) caso o trecho em questão seja suficientemente longo e existam linhas em paralelo na mesma faixa de passagem, devem ser considerados os acoplamentos capacitivos mútuos, por meio da
representação adequada dos parâmetros das linhas de transmissão no trecho em análise, bem como as transposições existentes; e
(3) os defeitos devem ser representados por curtos-circuitos francos fase-terra.
devem ser analisadas somente as indisponibilidades dos reatores manobráveis;
devem ser simulados religamentos com e sem sucesso;
devem ser realizadas simulações determinísticas para a condição mais crítica de religamento com os para-raios representados;
nos estudos de religamento tripolar, deve ser observada a seguinte sistemática:
(1) aplicar defeito monofásico franco em um dos terminais da linha;
(2) se houver compensação série na linha a ser religada, e utilizar as informações detalhadas do equipamento, obtidas do “como efetivamente implantados” conforme Submódulo 7.3, ou na falta
destes dados, informadas pelo agente responsável;
(3) caso as informações que permitam identificar o tempo necessário para o bypass do banco, após a aplicação de defeito, não estejam disponíveis, realizar by-pass do capacitor série no terminal da
linha do defeito considerando os seguintes tempos:
(i) bancos de capacitores com gap de disparo forçado: 10 ms após a aplicação do defeito próximo ao capacitor ou 40 ms após a aplicação do defeito remoto ao capacitor;
(ii) bancos de capacitores desprovidos de gap: acrescer aos tempos anteriores o tempo de fechamento do disjuntor de by-pass.
(4) realizar a abertura tripolar do terminal mais próximo do defeito, conforme o tempo previsto pela proteção de linha;
(i) na falta dessa informação do sistema de proteção, utilizar o valor indicado na Tabela 2.
(5) realizar a abertura tripolar do terminal oposto ao defeito no tempo de transferência de disparo previsto pela proteção de linha;
(i) na falta dessa informação, utilizar o tempo de 20 ms após a abertura do terminal mais próximo da falta.
(6) nos casos de religamento com sucesso, para representar a carga residual da linha aberta, manter o curto-circuito aplicado na linha após sua total abertura, eliminá-lo em um tempo da ordem de
três ciclos após a abertura da última fase e considerar um tempo morto de até 500 ms;
(7) se houver compensação série na linha, reinserir os bancos de capacitores série antes do religamento da linha, caso a proteção do equipamento permita;
(8) religar a linha por um dos terminais após o tempo morto e seguir os mesmos procedimentos utilizados para energização de linha de transmissão, descritos no item 2.5.4.1.9;
(9) nos estudos de projeto básico, adotar o tempo morto de 500 ms; e
(10) nos estudos pré-operacionais, definir o tempo morto em função dos resultados obtidos nos estudos de estabilidade eletromecânica.
1.3.14.4.15. Religamento monopolar:
na etapa de projeto básico, os estudos de religamento monopolar têm por finalidade:
(1) verificar a viabilidade da implementação do religamento monopolar na linha em análise, determinando o tempo morto mínimo para tal;
(2) identificar a possibilidade da ocorrência de situações de ressonância, que podem ocorrer inclusive em função do grau de compensação da linha; e
(3) identificar a necessidade de utilização de reatores de neutro e/ou outros dispositivos de mitigação de correntes de arco secundário e subsidiar a sua especificação.
nos estudos de projeto básico, as avaliações de religamento monopolar devem considerar:
(1) avaliações de regime permanente, visando definir as correntes de arco secundário e a tensão na fase aberta em todas as condições operativas (faixa de frequência de 56 a 66 Hz), com o objetivo
de identificar possíveis condições de ressonância na fase aberta e confirmar o atendimento dos critérios relativos à magnitude da corrente de arco secundário;
(2) avaliações de transitórios eletromagnéticos envolvendo manobras de extinção do arco secundário (obtenção das curvas de Tensão de Restabelecimento Transitória (TRT)); e
(i) os resultados desta parte do estudo permitirão complementar a análise da probabilidade de extinção do arco secundário nas linhas de transmissão em estudo.
(3) estudos de transitórios eletromagnéticos envolvendo manobras de religamento monopolar com sucesso, para determinar os níveis das sobretensões em ambos os terminais das linhas de
transmissão analisadas e os níveis de absorção de energia dos para-raios instalados.
as alíneas (a) a (f) do item 2.5.4.1.12 aplicam-se também aos estudos de religamento monopolar, quando se fecha o terminal remoto, independentemente de existirem circuitos paralelos;
nos estudos pré-operacionais, os estudos de religamento monopolar devem quantificar os valores de correntes de neutro nas transformações eletricamente próximas à manobra durante a operação
desequilibrada, conforme a seguinte sistemática:
(1) aplicar defeito monofásico franco em um dos terminais da linha;
(2) se houver compensação série na linha a ser religada, utilizar as informações fornecidas pelo agente responsável, ou na ausência destas, utilizar os dados do “como efetivamente implantados” e do
projeto básico, conforme Submódulo 7.3;
(3) caso as informações que permitam identificar o tempo necessário para o bypass do banco, após a aplicação de defeito, não estejam disponíveis, realizar bypass do capacitor série no terminal da
linha do defeito considerando os seguintes tempos:
(i) bancos de capacitores com gap de disparo forçado: 10 ms após aplicação do defeito próximo ao capacitor ou 40 ms após aplicação do defeito remoto ao capacitor; e
(ii) bancos de capacitores desprovidos de gap: acrescer aos tempos anteriores o tempo de fechamento do disjuntor de by-pass.
(4) realizar a abertura monopolar do terminal mais próximo do defeito, conforme o tempo previsto pela proteção de linha;
(i) na ausência dessa informação do sistema de proteção,utilizar o valor indicado na Tabela 2.
(5) realizar a abertura monopolar do terminal oposto ao defeito no tempo de transferência de disparo previsto pela proteção de linha;
(i) na ausência dessa informação, utilizar o tempo de 20 ms após a abertura do terminal mais próximo da falta.
(6) nos casos de religamento com sucesso, para representar a carga residual da linha aberta, manter o curto-circuito aplicado na linha após sua total abertura, eliminá-lo em um tempo da ordem de
três ciclos após a abertura da última fase e considerar um tempo morto de até 500 ms;
(7) se houver compensação série na linha, reinserir os bancos de capacitores série antes do religamento da linha, caso a proteção do equipamento permita;
(8) religar a linha por um dos terminais após o tempo morto e seguir a mesma sistemática utilizada para energização de linha de transmissão, descrita no item 2.5.4.1.9;
(9) adotar o tempo morto conforme item 2.5.4.2.3.
1.3.14.4.16. Oscilação subsíncrona e estimação da perda de vida do eixo de geradores causada por fadiga torcional:
considerações gerais:
(1) a terminologia empregada nos estudos de oscilação subsíncrona e de estimação da perda de vida do eixo de geradores causada por fadiga torcional é definida em [8];
(2) as oscilações subsíncronas englobam basicamente dois fenômenos:
(i) ressonância subsíncrona, que tem origem nos sistemas compensados por capacitores série; e
(ii) oscilações subsíncronas dependentes de controladores de ação rápida (Device dependent subsynchronous oscillation).
(3) a fadiga torcional é o resultado da perda cumulativa de vida do eixo mecânico turbina-gerador, que tem sua origem nos elevados torques transitórios aos quais o eixo turbina-gerador fica sujeito
durante sua vida útil.
(i) as causas dos elevados torques transitórios estão relacionadas às faltas e manobras no sistema elétrico, notadamente, aos religamentos de linha; e
(ii) apresençadecapacitoressérieeletricamentepróximos aosgeradorestérmicos,mesmosemdemandarmedidasmitigadoras,tendeaelevarosníveisdostorquestransitóriosnoeixodosgeradores.
diretrizes:
(1) os estudos de ressonância subsíncrona devem ser efetuados sempre que os bancos de capacitores série, existentes ou planejados, impõem riscos à integridade dos eixos turbina-gerador das
máquinas térmicas eletricamente próximas, existentes ou planejadas;
(2) os estudos devem investigar os seguintes fenômenos deautoexcitação dos geradores térmicos:
(i) efeito gerador de indução; e
(ii) interação torcional.
(3) devem também avaliar os impactos torcionais sobre o eixo turbina-gerador causados pelo fenômeno de torque transitório, isto é, pela amplificação de torque, e quantificar a perda de vida útil dos
eixos envolvidos e o risco de dano por fadiga mecânica desses eixos;
(4) os estudos de oscilações subsíncronas dependentes de controladores de ação rápida devem ser realizados sempre que os sistemas de corrente contínua em alta tensão (CCAT), controladores
Flexible AC Transmission Systems (FACTS), excitatrizes estáticas etc. possam interagir de forma a excitar os modos torcionais dos eixos turbina-gerador de máquinas térmicas eletricamente próximas,
existentes ou planejadas;
(i) normalmente, nesses casos, a mitigação dos possíveis impactos sobre o eixo turbina-gerador pode ser feita por meio do reajuste dos sistemas de controle dos equipamentos envolvidos.
(5) os estudos de efeito gerador de indução e interação torcional devem ser desenvolvidos no domínio da frequência com a utilização das seguintes técnicas: análise de resposta em frequência ou,
alternativamente, análise de autovalores:
(i) eventuais simulações no domínio do tempo devem incorporar o acoplamento bilateral do eixo turbina-gerador/sistema de potência;
(ii) para efeitos deanálisedo fenômeno deinteração torcional,devem ser considerados os amortecimentos modaisdo eixo turbina-gerador na condição sem carga,na qualos amortecimentos no eixo
turbina-gerador são mínimos, e os riscos de desestabilização torcional, maiores;
(iii) as configurações radiais entre a linha de transmissão compensada e o gerador térmico sempre merecem atenção especial por conduzirem usualmente a casos severos; e
(iv) os riscos dessas configurações degradadas, que conduzem a casos severos, devem ser explicitados.
(6) o resultado das análises apresentadas nos itens 2.4.5 e 2.4.7 pode exigir um estudo mais detalhado com a utilização de modelo computacional “massa-mola” da máquina, obtido junto ao fabricante,
a ser realizado pelo agente responsável para análise dos transitórios eletromagnéticos, com a quantificação dos torques transitórios máximos e a obtenção de uma estimativa de perda de vida do
eixo em decorrência da fadiga torcional;
(7) os estudos de torques transitórios devem ser realizados no domínio do tempo, considerando a modelagem do eixo turbina-gerador e o seu acoplamento bilateral com o sistema de potência;
(8) na realização dos estudos de oscilação subsíncrona e de estimação da perda de vida do eixo turbina-gerador das máquinas térmicas, deve ser empregada metodologia correspondente à etapa de
cálculos e simulações computacionais, considerando os seguintes aspectos:
(i) redução do sistema turbina-gerador a um sistema equivalente multimassas de ordem reduzida, representado pelas inércias, pela constante de rigidez entre seções do eixo (shaft stiffness) e pelos
coeficientes de amortecimento obtidos por cálculo, estimativa ou medição;
(ii) cálculo dos modos de oscilação do conjunto turbina-gerador, frequências naturais torcionais, fatores de interação modal (mode shapes), inércias modais e coeficientes de amortecimento modal
obtidos por cálculo, estimativa ou medição;
(iii) verificação de possíveis condições de autoexcitação elétrica, que podem originar-se do efeito gerador de indução e da interação torcional, por comparação da resposta em frequência vista do
neutro do gerador, isto é, a partir do rotor em direção ao resto do sistema elétrico. Alternativamente, a técnica de análises por autovalores pode também ser utilizada para esse propósito;
(iv) determinação dos impactos torcionais, ou seja, dos torques transitórios máximos causados por aplicação de diferentes tipos de defeitos, condições degradadas do sistema elétrico, diferentes
tempos de abertura de linhas de transmissão após a ocorrência de defeito, religamento monopolar e tripolar com e sem sucesso, fechamento fora de sincronismo;
(v) os estudos descritos no item anterior 2.5.4.1.14.(b)(8)(iv) devem ser realizados com e sem a representação de eventuais bancos de capacitores série, existentes ou planejados, que aumentem os
torques transitórios nos eixos dos geradores. Para cada evento simulado devem ser pesquisadas as piores condições em termos do ponto da ocorrência de defeito, instante de fechamento dos
polos dos disjuntores e de manutenção ou reacendimento de arco (para os casos de religamento sem sucesso). Outros fatores, tais como saturação de equipamentos, disjuntores equipados com
resistores de pré-inserção ou sincronizadores, varistores de óxido metálico etc. devem ser representados;
(vi) estimação da perda de vida das seções de eixo em função da fadiga torcional por meio do método de rainflow cycles.
(9) na estimação da perda de vida das seções de eixo em função da fadiga torcional, devem ser considerados os seguintes parâmetros, além de outros que o agente responsável julgar necessário:
(i) rigidez estática do material do eixo;
(ii) diâmetros interno e externo de cada seção;
(iii) fatores de redução da rigidez decorrentes da rugosidade do eixo;
(iv) fatores de redução da rigidez por conta dos pontos de concentração de stress; e
(v) fatores de redução da rigidez por conta da dimensão das várias seções retas do eixo.
(10) para os diversos eventos simulados, devem ser apresentados os seguintes resultados sob forma de tabelas comparativas e registros gráficos:
(i) valores estatísticos do torque eletromagnético e do torque mecânico nas várias seções de eixo (torques máximo, médio e desvio padrão);
(ii) percentuais de perda de vida das seções de eixo decorrentes da fadiga torcional;
(iii) curvas torque versus tempo, relativas aos piores casos simulados; e
(iv) histogramas comparativos das distribuições de probabilidade dos valores de torque mecânico máximo.
2.5.4.2. Estudos determinísticos
1.3.14.4.17. Os estudos determinísticos devem ser realizados naquelas situações em que se procede à quantificação das solicitações transitórias com base na simulação de parâmetros e nas
características previamente definidas dos equipamentos, notadamente, na operação de abertura de disjuntores ou reprodução dos piores casos de um estudo estatístico.
1.3.14.4.18. Rejeição de carga:
os estudos de rejeição de carga visam identificar as piores situações de sobretensão para esse tipo de manobra,sendo essas sobretensões individualizadas em duas fases distintas:
(1) transitórias, que ocorrem nos primeiros ciclos após a rejeição; e
(2) temporárias, que se desenvolvem nos ciclos subsequentes;
a rede deve ser representada de forma a reproduzir a situação de fluxo máximo de potências ativa e reativa na linha de transmissão ou transformador, com fluxo injetado pelas fontes ou equivalentes
de rede alimentando as cargas rejeitadas;
nos estudos deprojeto básico,a rejeição deve levar em conta os fluxos da ordem da capacidadeda linha detransmissão,mesmo queessefluxo seja superior ao praticado pela operação do sistema
e que tenha de ser artificialmente aumentado; nesses estudos devem ser simuladas a rejeição sem aplicação de defeito e a rejeição com a aplicação de defeito monofásico posterior à rejeição, no
instante de máxima tensão;
para determinar as sobretensões transitórias e energias absorvidas pelos para-raios, devem ser simuladas rejeições de carga com e sem a aplicação de curtos-circuitos monofásicos nos pontos onde
ocorrer a rejeição;
a indisponibilidade dos reatores dever ser restrita somente às unidades manobráveis;
nos estudos pré-operacionais, nos eventos de aplicação de curto-circuito, devem ser simulados casos em que se considerem as hipóteses da ocorrência do curto-circuito antes e após a rejeição;
para tais situações, o instante de tempo de ocorrência da falta corresponde, respectivamente, ao do valor máximo (pico) da senóide na frequência fundamental e ao do valor máximo da sobretensão
transitória após abertura;
nos estudos de recomposição, a rejeição de carga tem como objetivo definir os montantes máximos da tomada fluente de carga e a configuração mínima dos reatores do sistema;
deveser considerada a hipótesedeocorrerem rejeições decarga totais (ou parciais,em casos específicos),simultâneas ou não,quando o sistema estiver operando com sua configuração completa,
em contingência, ou ainda, quando estiver em processo de recomposição, após perturbação geral ou parcial;
devem ser consideradas, de acordo com o arranjo da subestação, as hipóteses de abertura simples e dupla de linhas de transmissão;
para efeitos das simulações computacionais, são consideradas como aberturas simples:
(1) abertura dos disjuntores conectados a um dos terminais de uma linha;
(2) abertura dos disjuntores conectados a um dos terminais de uma linha pertencente a um conjunto de linhas paralelas situadas em torres distintas;
(3) abertura simultânea,na mesma subestação(no mesmoníveldetensão),dos disjuntores conectadosaos terminais deduas linhas situadasna mesma torre,queleveà ocorrência decircuitos radiais
em vazio, alimentados a partir de uma única subestação (no mesmo nível de tensão); e
(4) abertura simultânea, na mesma subestação (no mesmo nível de tensão), dos disjuntores conectados aos terminais de duas linhas paralelas na mesma torre (circuito duplo), cujo arranjo da
subestação possibilite a sua abertura a partir de um único evento que leve à ocorrência de circuitos radiais em vazio, alimentados a partir de uma única subestação (no mesmo nível de tensão).
para efeitos das simulações computacionais, são consideradas como aberturas duplas:
(1) abertura simultânea, na mesma subestação (no mesmo nível de tensão), dos disjuntores conectados aos terminais de duas ou mais linhas paralelas situadas em torres distintas, que leva à ocorrência
de circuitos radiais em vazio alimentados a partir de uma única subestação (no mesmo nível de tensão); e
(2) abertura simultânea, em duas subestações adjacentes, dos disjuntores conectados aos terminais de duas linhas quaisquer, que leva à ocorrência de circuitos (ou trechos) radiais em vazio
alimentados a partir de uma única subestação (no mesmo nível de tensão).
na definição dos intervalos de tempo utilizados na simulação, para a abertura dos disjuntores com o objetivo de eliminar o curto, deve-se considerar o tempo total de atuação da proteção e o
próprio tempo de abertura do disjuntor;
(1) deve ser também considerar a abertura do terminal remoto da linha por transferência de disparo da proteção.
nos estudos pré-operacionais, devem ser pesquisadas as sequências de abertura das fases do disjuntor e escolhidas as que produzirem as maiores sobretensões transitórias;
nos casos de rejeição decorrente de curto-circuito fase-terra, pode-se admitir a atuação da proteção de sobretensão; e
não deve ser admitida a superação dos limites estabelecidos pelo fabricante e informados pelo agente responsável para os níveis de corrente drenada e de energia absorvida pelos para-raios de
óxido metálico expostos à manobra.
1.3.14.4.19. Extinção de arco secundário no religamento monopolar:
soluções técnicas devem ser priorizadas, no sentido de garantir uma probabilidade adequada de sucesso na extinção do arco secundário em tempos inferiores a 500 ms, conforme critério
estabelecido no item 2.6.10.1;
nos casos em que for demonstrada por meio de estudos a inviabilidade técnica de atender a diretriz do item anterior 2.5.4.2.3.(a), pode-se optar pela utilização do critério do item 2.6.10.2 para
tempos de extinção superiores a 500 ms;
nos casos em que somente a solução técnica para tempo morto acima de 500 ms é possível, devem ser avaliadas as implicações de natureza dinâmica para Rede Básica, advindas da necessidade
de operar com tempo morto mais elevado;
devem ser evitadas soluções que possam colocar em risco a segurança do sistema elétrico, como a utilização de chaves de aterramento rápido em terminais de linha adjacentes a unidades geradoras,
onde a ocorrência de curtos-circuitos devido ao mau funcionamento dos equipamentos e dos sistemas de proteção e controle possa causar severos impactos à rede;
devem ser utilizadas preferencialmente soluções de engenharia que não demandem equipamentos com fabricação especial, tais como reatores de neutro que resultem em isolamento superior a
72,5 kV para o neutro de reatores em derivação; e
nos estudos pré-operacionais, a definição do tempo morto do religamento deve ser realizada com base nos estudos dinâmicos, nos ajustes de proteção, na existência de circuitos paralelos e na
existência de outros condicionantes operacionais.
1.3.14.4.20. Tensão de Restabelecimento Transitória (TRT):
considerações gerais:
(1) a condição de falta em regime permanente deve ser calculada pelo programa de cálculo de curto-circuito para a condição de linha desconectada (line-out);
(2) para definição do caso base, os equivalentes do sistema (impedâncias equivalentes) devem ser calculados conforme item 2.5.5; e
(3) a condição de polo preso de disjuntor não deve ser considerada.
questões aplicáveis à abertura de faltas:
(1) linhas de transmissão: devem ser representadas por um modelo de parâmetros distribuídos sem correção no domínio da frequência;
(2) transformadores e reatores: pode-se desconsiderar na modelagem o efeito da saturação, as perdas no ferro, a correção da impedância de curto-circuito com a frequência e as capacitâncias internas;
(3) para abertura de disjuntores que manobram transformadores, as capacitâncias para terra e entre. enrolamentos, quando disponíveis, devem ser consideradas para transformadores trifásicos e.
monofásicos, em conjunto com a impedância de curto-circuito, de forma a representar, aproximadamente, as frequências naturais de oscilação do transformador;
(4) reatores: uma capacitância equivalente em paralelo à reatância indutiva pode ser adotada, de forma a reproduzir a frequência natural de oscilação do reator;
(5) as cargas não necessitam ser representadas;
(6) as capacitâncias concentradas dos elementos conectados aos barramentos de ambos os terminais do disjuntor, como por exemplo, transformadores de instrumento e filtros, devem ser
consideradas; e
(7) o arco elétrico no disjuntor não deve ser representado.
curto-circuito nos terminais do disjuntor (lado linha e lado barra):
(1) a falta terminal trifásica não aterrada, com observação da abertura do primeiro polo do disjuntor, deve ser considerada; e
(2) nos estudos de projeto básico, devem também considerar adicionalmente, no mínimo, os defeitos trifásico aterrado e monofásico.
defeito quilométrico:
(1) as faltas quilométricas, com foco no último polo a interromper, devem ser consideradas [9][10];
(2) a falta deve ser aplicada a uma distância do terminal da linha, de forma a se obter uma corrente de aproximadamente 90% da falta terminal correspondente; e
(3) caso o disjuntor analisado seja de tecnologia a ar-comprimido, o valor da corrente de falta a ser pesquisado é de aproximadamente 75% da falta terminal correspondente e para disjuntores a óleo,
esse valor é de 60%.
abertura de linha em vazio:
(1) atenção especial deve ser dada à modelagem de componentes nos terminais da linha que possam contribuir para o escoamento de sua carga residual, quando a linha é desconectada da rede;
(i) exemplo típico é a existência de transformador de potencial (TP) indutivo ou reator em derivação conectado diretamente na linha.
(2) a linha deve ser manobrada nas diferentes condições de compensação reativa previstas;
(3) nos estudos de projeto básico, essa situação deve ser simulada com as fontes ajustadas na frequência fundamental (60 Hz) e com tensão de pré-manobra igual à máxima tensão operativa da rede,
com aplicação de falta monofásica e abertura das fases sãs:
(i) caso a região do sistema onde o disjuntor será instalado esteja sujeita a sobrefrequências em regime dinâmico, a simulação de abertura de linha a vazio deve considerar a máxima sobrefrequência
identificada nos estudos.
(ii) devem ser identificados a máxima corrente capacitiva a ser interrompida e os valores de TRT aos quais o disjuntor fica sujeito, comparando-os com a sua especificação.
abertura de banco de capacitores em derivação:
(1) a condição de potência de curto-circuito reduzida na subestação onde o banco está instalado deve ser analisada, no intuito de maximizar sua influência na crista da TRT capacitiva.
manobra em discordância de fases:
(1) o objetivo dos estudos de manobra em discordância defases é verificar a solicitação máxima de tensão através do polo do disjuntor nesta condição de manobra;
(2) o limite máximo da tensão através do disjuntor manobrado, estabelecido no projeto básico e refletido na especificação do disjuntor, deve ser observado;
(i) na falta dessa informação, os valores normalizados para a classe de tensão do disjuntor devem ser adotados como limite.
(3) nos estudos de projeto básico, deve ser identificada a condição mais crítica de tensão através dos polos do disjuntor, imposta pela rede para abertura em discordância de fases.
(i) a abertura durante defasagens angulares “sistêmicas” inferiores a 180º pode, eventualmente, ocasionar solicitações de TRT superiores àquelas definidas em norma, por classe de tensão e com o
fator de 1º polo normalizado, para a abertura em oposição de fases dos disjuntores;
(ii) nesses casos, pode ser necessário maior refinamento da modelagem e, em algumas situações, investigações de caráter eletromecânico (tensão e ângulo) do contexto no qual se dará a efetiva
abertura do disjuntor.
1.3.14.4.21. Estudo de interrupção de corrente de curto-circuito com elevado grau de assimetria:
estudos para determinação da corrente de curto-circuito são necessários em situações de disjuntores localizados próximos a usinas, nas vizinhanças das quais a ocorrência de falta geralmente
ocasiona uma corrente de curto-circuito com elevado grau de assimetria;
é necessária a investigação do grau de assimetria da corrente de curto-circuito (X/R), que deve ser considerada na especificação do equipamento;
a componente simétrica e a assimetria da corrente de curto-circuito (X/R) devem ser determinadas para as condições de curto trifásico simultâneo nas três fases e curto monofásico para inclusão
como requisitos para disjuntores e equipamentos associados;
em situações específicas de operação de máquinas síncronas, aliadas a ocorrência de faltas trifásicas evolutivas, podem ocorrer elevadas assimetrias que acarretam retardo da primeira passagem
pelo zero da corrente de curto-circuito;
(1) este fenômeno, de baixíssima probabilidade de ocorrência, pode eventualmente se manifestar em situações de suprimento a cargas puramente capacitivas, devendo ser investigado para os casos
de compensadores síncronos e de unidades geradoras que operem como síncronos.
1.3.14.4.22. Estudo de correntes induzidas por linhas de transmissão em chaves seccionadoras com lâminas de terra:
considerações gerais:
(1) o estudo de de correntes/tensões induzidas por linhas de transmissão em chaves de aterramento com lâminas de terra é necessário em situações de circuitos paralelos de linhas de transmissão
situados na mesma faixa de passagem ou em caso de torre com circuito duplo;
(2) quando uma das linhas está fora de serviço e aterrada por lâminas de terra de secionadores, a abertura da linha para sua recolocação em serviço submete a chave de terra a uma operação de
interrupção da corrente induzida;
(3) a chave, além de ser solicitada a interromper a corrente induzida, deve suportar a TRT advinda da interrupção dessa corrente.
diretrizes:
(1) as linhas de transmissão envolvidas devem ser modeladas por parâmetros distribuídos;
(2) os acoplamentos entre fases de todas as linhas envolvidas devem ser considerados;
(3) a condição de carregamento da linha paralela deve ser a mais desfavorável possível em termos da indução de corrente, ou seja, a operação com máximo carregamento limitada à capacidade da
linha;
(4) não deve ser considerada a hipótese de curto-circuito na linha paralela no instante de abertura da chave de terra.
Representação equivalente da rede elétrica
2.5.5.1. Considerações gerais
1.3.14.4.23. O equivalente de um sistema elétrico é a representação ou modelagem matemática de um sistema ou de partes desse sistema, por meio de suas impedâncias de curto-circuito ou,
alternativamente, por meio de impedâncias que reproduzam o comportamento da rede em função da frequência, de sequência zero e de sequência positiva, vistas a partir das barras de fronteira.
2.5.5.2. Diretrizes
1.3.14.5.1. Para a definição das barras de fronteira, devem-se escolher pontos da rede nos quais o circuito equivalente, representado pelas impedâncias de curto-circuito próprias e de
transferência, tenha uma influência mínima sobre o comportamento transitório do restante do sistema, representado em detalhes no estudo.
1.3.14.5.2. Entre a(s) barra(s) focalizada(s) no estudo e as barras defronteira devem existir, pelo menos, 2 outras barras.
1.3.14.5.3. Nos casos em que for utilizado equivalentes calculados em uma única frequência (frequência fundamental), os equivalentes devem ser representados por circuitos RL mutuamente
acoplados, que podem ser obtidos a partir das impedâncias de curto-circuito de sequência zero e de sequência positiva.
1.3.14.5.4. Um componente físico ou parte do sistema elétrico deve ser modelado, considerando a dependência da impedância do equipamento ou da rede em relação à frequência nas situações
em que o fenômeno estudado ou particularidades do sistema a ser representado impuserem tal necessidade.
1.3.14.5.5. Nas simulações que incluem, por exemplo, a análise de ressonância, deve-se representar a impedância da redeelétrica por sua resposta em frequência, Z (j), ou por uma síntese da
rede, de tal forma que a resposta em frequência do circuito equivalente seja similar à da rede elétrica original.
1.3.14.5.6. A validação dos equivalentes e da própria rede representada, com base na frequência fundamental, deve ser realizada por comparação dos valores de correntes de curtos-circuitos
monofásico e trifásico, obtidos no programa de transitórios, com os resultados do programa de cálculo de curto-circuito.
1.3.14.5.7. Os pontos de aplicação dos defeitos devem ser escolhidos de forma a abranger os barramentos de manobra e outros julgados relevantes.
Diretrizes para estudos em sistemas CC
1.3.14.6. As diretrizes para os estudos relativos ao dimensionamento de elos CC, bem como aqueles que dizem respeito à interação CA/CC e afetam o seu dimensionamento, estão apresentados
no Submódulo 2.8 – Requisitos mínimos para elo em corrente contínua.
1.3.14.7. Os estudos deoscilações subsíncronas dependentes deequipamentos devem avaliar seo sistema CC excitará oscilações deordem mecânica,eletromecânica ou defrequência naturaldos
geradores e turbinas, individualmente ou em conjunto,e devem identificar possíveis soluções para o problema.
1.3.14.8. Os estudos de sobretensões temporárias e sobretensões por ferrorressonância devem determinar o nível máximo de sobretensão na frequência fundamental e estabelecer a característica
e a faixa para o controle dessa sobretensão, de forma a evitar que a sobretensão atinja o limite dos equipamentos CA e CC e/ou provoque autoexcitação de geradores.
1.3.14.9. Os estudos de proteção de sobretensões e coordenação de isolamento devem determinar os níveis das sobretensões e as condições de coordenação de isolamento para todos os
equipamentos CA e CC envolvidos.
Conteúdo dos relatórios técnicos do estudo
1.3.15.1. O relatório técnico deve conter:
objetivo do estudo: justificativa sob a ótica do acesso, projeto básico e da operação, da necessidade de realização do estudo com vistas a quantificar as solicitações transitórias decorrentes de
manobras;
descrição da rede elétrica representada no detalhe e dos equivalentes em 60Hz (ou em frequência):
(1) identificação da modelagem utilizada por tipo de equipamento;
(2) identificação dos barramentos de fronteira e equivalentes associados;
(3) apresentação do diagrama unifilar da rede modelada para estudos de transitórios eletromagnéticos com a indicação dos pontos de conexão dos equivalentes; e
(4) Tabela de validação da rede modelada, conforme item 2.5.5.2.6.
diretrizes de simulação e critérios para análise dos resultados:
(1) descrição do procedimento empregado na simulação decada tipo de manobra;
(2) identificação dos critérios utilizados para análise dos resultados, conforme descrito no item 2.6;
(3) explicitação das simplificações efetuadas e das premissas adotadas no estudo.
descrição das manobras simuladas:
(1) identificação das condições do sistema (carregamento, indisponibilidades, tensões pré-manobra) em cada uma das manobras simuladas;
(2) apresentação dos registros gráficos e das tabelas dos resultados.
tabelamento de resultados estatísticos: apresentação das tabelas estatísticas que contenham os valores máximo, médio, desvio padrão, bem como a probabilidade de os valores de cada grandeza
a ser monitorada serem excedidos em 2%;
tabelamento de resultados determinísticos: apresentação das tabelas determinísticas que contenham os valores necessários à realização de análises específicas, como por exemplo, valor eficaz,
valor máximo, intervalos de tempo, derivada no tempo etc;
quantificação das correntes de neutro durante o período de operação desequilibrada causados pelo religamento monopolar (curvas corrente instantânea e eficaz versus tempo) para as
transformações na área de influência da manobra.
análise dos resultados:
(1) identificação das condições mais críticas referentes aos valores máximos das solicitações transitórias, de acordo com o tipo de manobra;
(2) valores limite das tensões pré-manobra que não acarretem a violação dos critérios;
(3) configurações topológicas mais críticas, considerando a indisponibilidade simples de equipamento.
conclusões e providências para os estudos pré-operacionais:
(1) informação se foram ou não superadas as características de suportabilidade dos equipamentos analisados no estudo e sob quais condições;
(2) estabelecimento das condições operativas limite para execução das manobras sem risco aos equipamentos.
conclusões e providências para os estudos de projeto básico:
(1) identificação das solicitações de rede sobre os equipamentos das instalações novas e existentes;
(2) explicitação dos níveis de isolamento e das características básicas dos equipamentos que decorram de solicitações transitórias, tais como, tensão suportável a impulso de manobra, sobretensão
sustentada e energia de para-raios.
referências: como por exemplo, estudos e relatórios de ensaio ou de dados dos equipamentos fornecidos pelo agente responsável, documentação com dados dos equipamentos fornecida pelo
agente etc;
anexos:apresentação dos dados da rede elétrica estudada, do registro gráfico das formas de onda e das demais figuras empregadas no estudo.
1.3.15.2. Todos os arquivos de simulação utilizados nos estudos, aptos para pronta execução, devem ser disponibilizados ao ONS, em formato compatível com as ferramentas computacionais
utilizadas pelo ONS, conforme descrito no documento de metodologia deste submódulo.
2.6. Critérios para estudos de transitórios eletromagnéticos sob condições de manobra
Considerações gerais
1.3.15.3. Nos estudos de projeto básico deve ser verificado se as características básicas dos equipamentos e instalações atendem às normas específicas, aos requisitos mínimos do Submódulo 2.6
– Requisitos mínimos para subestações e seus equipamentos e às exigências dos editais de licitação de serviço público de transmissão da ANEEL.
1.3.15.4. Nos estudos pré-operacionais, deve ser verificada a observância às suportabilidades dos equipamentos, garantidas pelos fabricantes e fornecidas pelos agentes.
1.3.15.5. A ferramenta computacional utilizada nesses estudos – Modelo para análise de transitórios eletromagnéticos – está apresentada no documento de metodologia destesubmódulo.
Critérios relativos aos para-raios
1.3.16.1. A energia dissipada, a corrente drenada pelos para-raios e as sobretensões temporárias, Temporary overvoltage (TOV), durante as manobras não podem ser superiores àquelas garantidas
pelo fabricante e fornecidas pelo agente.
1.3.16.2. Com relação aos para-raios convencionais, devem ser observados os seguintes aspectos:
para-raios há muito tempo em operação: considerar um fator de envelhecimento (0,95) referente a uma possível redução na tensão de disparo do gap, sendo a tensão de disparo definida conforme
Equação (3).
(3) 𝑉𝑑 = (1,20 𝑎 1,35) × √2 × 𝑉 × 0,95 𝑓𝑎𝑠𝑒 − 𝑡𝑒𝑟𝑟𝑎(𝑝𝑖𝑐𝑜),
sendo V é a tensão nominal (eficaz) do para-raios.
as manobras queprovocam operação depara-raios sem gap ativo são permitidas noscasos em quenão háoutraalternativa demanobra eastensões,após odisparo,permitem a atuação dos para-
raios sem que a energia dissipada por eles ultrapasse os valores garantidos pelos fabricantes e fornecidos pelos agentes;
as manobras que provocam operação de para-raios com gap ativo são permitidas nos casos em que as energias dissipadas por eles não ultrapassam os valores garantidos pelos fabricantes e
fornecidos pelos agentes.
1.3.16.3. Com relação aos para-raios de óxido metálico, devem ser observador os seguintes aspectos:
nos estudos de projeto básico, a característica típica de para-raios “tensão versus corrente” (V x I), para o nível de tensão da instalação, deve ser obtida preferencialmente dos catálogos de
fabricantes;
nos estudos pré-operacionais,para maximização da energia dissipada pelos para-raios duranteuma manobra,deveser utilizada a curva característica V xI mínima, obtida das curvas características
V x I garantidas pelo fabricante e fornecidas pelo agente.
Critérios para os transformadores e autotransformadores
2.6.3.1. Suportabilidade a sobretensões de manobra
1.3.16.3.1. Durante as manobras, os transformadores e autotransformadores podem ser submetidos a sobretensões no máximo iguais àquelas garantidas pelos fabricantes e fornecidas pelos
agentes.
1.3.16.3.2. Na falta dessa informação, devem ser utilizados os valores indicativos apresentados na Tabela 5.
Tabela 5 – Valores indicativos de sobretensões de manobra admissíveis para transformadores e autotransformadores em vazio
Tensão (pu)(1) Tempo (s)
2,0 0,1667 (10 ciclos)
1,82 0,3333 (20 ciclos)
1,50 1,667 (100 ciclos)
1,40 3,6
1,35 10
1,25 20
1,20 60
1,15 480
1,10 Regime
(1) Valores em pu tendo por base a tensão da derivação (valor eficaz de tensão pelo qual o tape é designado na tabela de derivação do transformador).