Análise técnico-econômica entre soluções de distúrbios de qualidade de energia elétrica
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Alexandre Candido Moreira
Fernanda Caseño Trindade Arioli
Eduardo Verri Liberado
Fernanda Caseño Trindade Arioli
Eduardo Verri Liberado
Resumo
Esta dissertação tem como objetivo propor uma ferramenta computacional capaz de realizar uma análise técnico-econômica entre os diferentes compensadores utilizados para mitigar o excesso de circulação de potência reativa, harmônicos e desbalanço de carga em ambientes industriais. Problemas causados pelos índices de qualidade de energia elétrica baixos, como: diminuição da vida útil dos equipamentos, sobreaquecimento dos dispositivos e vibração de motores, elevado valor de corrente no condutor neutro, ressonâncias, erro no controle de conversores e o acionamento desregulado de proteções podem ser atenuados. Para tanto, é necessário realizar a instalação de diferentes equipamentos mitigadores existentes no mercado, como por exemplo, filtros ativos, filtros passivos e compensadores estáticos de reativos. A escolha do compensador adequado para mitigar o distúrbio elétrico,
que mantenha os indicadores de qualidade de energia dentro dos limites estabelecidos por normas nacionais e internacionais e que seja viável economicamente é uma importante tarefa para os consumidores industriais. Dessa forma, desenvolveu-se uma ferramenta capaz de analisar o custo versus benefício de algumas soluções, e suas associações de compensação, verificando os benefícios econômicos da instalação do compensador e a atratividade financeira de sua implantação. Com o objetivo de avaliar essa ferramenta, tendo-se em vista condições reais de operação, foram realizados diferentes estudos de caso. Como resultado, o consumidor é informado se em um determinado período a melhor solução é o pagamento do consumo de energia reativa excedente na conta de energia elétrica, i.e., multa ou realizar investimento em equipamentos mitigadores.
Abstract
This dissertation aims at proposing a computational tool able of performing a technicaleconomic analysis between the different topologies of compensators used to mitigate the excessive circulation of reactive power, harmonics and unbalance load in industrial environments. Problems caused from low levels of power quality indices, such as shortened equipment life, overheating devices and motor vibration, high current value through the neutral conductor, resonances, error in converter control, mistriggering of protections, can be mitigated. Therefore, it is necessary to install different mitigating equipment available on the market, such as active filters, passive filters and static reactive compensators. The choice of the appropriate compensator to mitigate the electrical disturbance, which keeps the power quality indicators within the limits established by national and international standards and which is economically viable is an important task for industrial consumers. Thus, a tool is developed capable of analyzing the cost versus benefit of some solutions, and their compensation associations, verifying the economic benefits of installing the compensator and the financial attractiveness of its implementation. In order to evaluate this tool, considering real operating conditions, case studies are carried out. As a result, the consumer is informed whether, within a given period of time, the best solution will be paying the consumption and demand for surplus reactive energy in the electric bill or to investing in compensation equipment.
Assunto
Engenharia elétrica, Indicadores econômicos, Energia elétrica - Qualidade
Palavras-chave
Análise técnico-econômica, Condicionadores, Energia reativa, Indicadores econômicos, Qualidade da energia elétrica