Arranjos e Características de Subestação HVDC, SE-Araraquara 2, Araraquara-SP

 A subestação HVDC de Araraquara é composta pelas seguintes partes: 

1. Pátio AC de 500kV, e filtros AC, e arranjo disjuntor e meio;
2. Casa de Válvulas, filtragem Snnuber e Inversão DC/AC;
3. Pátio DC, onde é recebido a linha de transmissão da Conversora de Porto Velho-RO.

   A subestação Inversora, complementa a subestação Conversora, pois a energia AC (corrente alternada) é convertida em DC (corrente contínua) e transmitida da Conversora para Inversora.

 Veja o vídeo explicativo da SE PV, Porto, Velho Rondônia.

Por que transmitir em corrente contínua?

   Porque a alta tensão transmitida dessa forma tem perdas muito baixas, não necessitando de caros sistemas de compensação, para se ter uma ideia, de 3000MW transmitidos, a perda é menor ou igual a 100MW, então é interessante ambientalmente e economicamente falando.

   Configuração da planta DC/AC de Araraquara, modo simplificado na figura 1:

Figura 1: 

   Na figura 1, temos um esquema simplificado mostrando o Pátio DC da subestação mostrando o Pátio AC das subestações Retificadora (Porto Velho - RO) e Inversora (Araraquara - SP).

   No Pátio DC, temos a configuração de comandos de secc e djs, (onde secc= seccionadora e djs= disjuntores) que liberarão 600kVDC gerados em Rondônia, Porto Velho para Araraquara-SP. Nestas subestações no Pátio DC, temos o controle de potência da carga a ser entregue entre as subestações, que podem ser usadas em configurações monopolar bipolar, retorno de terra e retorno metálico, como veremos mais a diante. 

 Assistam um vídeo explicativo dos trafos monofásicos conversores das válvulas, eles fazem a entrega do DC convertido ao pátio AC.

   No Pátio AC, a energia DC transmitidas é convertida em AC e liberada pelos 12 trafos (transformadores) monofásicos de potência, sendo que em ambas sugestões, é possível inverter o ciclo energético, podendo inverter DC/AC e retificar ou converter AC/DC.

•    Configuração do Pátio AC, ARA2: 

   No Pátio AC da subestação, temos a configuração do arranjo dos dispositivos, classificada como disjuntor e meio. 

   A Figura 2 abaixo, retrata o esquema do Pátio AC e filtros correspondentes, FH11, 21, 31 e 41, além dos Shunts C221, C121, C321.

   Os filtros têm a função de eliminar harmônicos gerados na inversão DC/AC e os Shunts são acionados para compensar a tensão AC. 

 Temos a ligação para os trafos que controlam as válvulas dos polos 1 e 2 

Figura 2:

  Observando, a figura 2, vemos a disposição e configuração das seccionadoras e disjuntores, no arranjo disjuntor e meio, FH31 e C321 são pendurados no Vão O (bay), no espaço controlado por dj1262 e dj1270. FH41 é pendurado entre os disjuntores (dj) 1270 e 1272, no mesmo bay O. 

   Os filtros e shunt FH11 e C121 são pendurados no bay N, no espaço controlado pelos djs 1242 e 1250; FH21 e C221 estão pendurados no mesmo bay M, no espaço controlados pelos djs 1250 e 1252:

• Dj. 1264-1 controlada FH31;
• Dj. 1267-2 controlada C321; 
• Dj. 1244-1 controlada FH11;
• Dj. 1244-2 controlada C121;
• Dj. 1274 controlada FH41; 
• Dj. 1257-1 controlada FH21;
• Dj. 1257-2 controlada C221; 

   O polo 01 está pendurado no espaço controlado pelos djs 1102 e 1190, tendo redundância de alimentação pelo dj 1192.

   Já o polo 2, está pendurado no espaço controlada pelos djs 1162 e 1170 tendo redundância de alimentação pelo dj 1172. 

   Nas barras da subestação estão a energia entregue para o sistema interligado, controladas por FURNAS e State Grid.

• Funções dos filtros AC: FH11, 21, 31 e 41, filtram os transientes AC e harmônicos, evitando desequilíbrio na rede AC entregue ao sistema interligados de potência. 

   O caso dos shunts capacitivos C121, 221 e 321, corrigem, filtram e nivelam o nível AC de tensão.

• Tipos de configuração dos polos:

   Na transmissão DC, temos os seguintes tipos de configuração dos polos: 

1. Monopolar;
2. Bipolar;
3. Retorno de Terra;
4. Retorno Metálico.

1. Monopolar é a configuração feita pelo polo 1 ou 2 de cada estação (ARA e PV): 

ARA = Subestação Araraquara;

          PV = Subestação de Porto Velho;

Veja a Figura 3:

Figura 3 configuração monopolar com retorno de terra.

2. Bipolar é a configuração feita por ambos os polos das estações (ARA e PV). Podendo ser interligado com mais bipolo para transmissão máxima de 6GW.  Cada polo interestações gera cerca de 1,5GW de potência. 

   Na figura abaixo, é ilustrada essa configuração:

Figura 4:

  Configuração bipolar com terra local. Ambas as estações estão sincronizadas com o aterramento local, do eletrodo da estação.

  Os polos usam a conversão de energia nas válvulas tiristores com o esquema  de 12 pulsos.

3. Retorno de Terra, nessa configuração o circuito entre os polos é fechado sendo ancorado ou referenciado no eletrodo de terra de uma das estações, - Muito comum ser - usado em configuração monopolar e bipolar.

Veja a Figura 3, citada anteriormente.

4. Retorno Metálico, é uma operação monopolar com o caminho de retorno de corrente pela estação. O lado de ARA, o neutro está aterrado. 

Veja na Figura 5:

   Essas configurações são feitas nas ligações das seccionadoras e disjuntores de ambas as estações, obedecendo ao procedimento do fabricante.

   Na figura 6, abaixo, no lado direito, temos a configuração dos Pátios DC de ambas as subestações e os detalhes das seccionadoras e disjuntores do sistema do bipolo de ambas as estações.

  Essas configuração de seccs e djs, formam a interligação de bipolo com retorno de terra ou aterramento das estações. Vejam os dispositivos fechados:

• Configuração Bipolar: PV, fechados: 2117, 2102, 2127, 2119, 2121, no P1; 2219, 2221, 2217, 2225, 2202, 2506, 2515, no P2; ARA tem os mesmos djs e seccs acionados para P1; fechados: 2221, 2219, 2202, 2511, 2515, 2217, 2227, no P2. O que não foi citado, está aberto ou bloqueado.

• Configuração Monopolar (P1): PV, fechados: 2102, 2119, 2117, 2127, 2506, 2515; ARA, fechados: 2127, 2117, 2102, 2119, 2511, 2515.

• Configuração Monopolar (P2): PV, fechados: 2202, 2219, 2221, 2506, 2515, 2217, 2227; ARA, fechados: 2515, 2511, 2219, 2202, 2217, 2227.

• Retorno Metálico (P1): PV, fechados: 2102, 2119, 2121, 2127, 2117, 2506, 2515, 2504, 2223, 2227; ARA, fechados: 2127, 2117, 2102, 2121, 2119, 2511, 2515, 2227, 2223.

• Retorno Metálico (P2): PV, fechados: PV, fechados: 2515, 2506, 2219, 2221, 2504, 2202, 2217, 2227, 2123, 2127; ARA, fechados: 2127, 2123, 2117, 2102, 2121, 2119, 2511, 2515.

  Muito importante a transmissão ser priorizada, ou seja, chaves 2127 e 2227 de ambas estações são fechadas primeiro.

   Em seguida, o aterramento deve ser estabelecido e assegurado pelo eletrodo, ou via dj NGBS, se houver uma falha no fechamento do eletrodo, apenas observando que o uso de NGBS ativo será por 30 minutos em potência baixa de transmissão.

   Garantidas as condições citas acima, fechasse as chaves relativas aos polos e manobra-se o Pátio AC para atingir a condição RFO (pronto para operação) e RFE (pronto para energizar, pelos em serviço).

   Apresento um vídeo sobre a sala de válvula do polo 2 de Araraquara, com alguns detalhes de funcionamento, filtragem e potência.

 

Chaves de Aterramento nas salas de Válvulas:

 As chaves de aterramento tem a função de deixar a sala segura e livre de qualquer resíduo de energia, facilitando o trabalho de manutenção. Na figura 7, ao lado, vemos a Casa de Válvulas do Polo 1, em trabalho de manutenção dos isoladores dos trafos do mesmo polo, na parte AC, as chaves de terra não estão visíveis aqui, mas foram acionadas. Ao energizar o polo, elas são desligadas e em seguida, há a rotina de acionamento das chaves e disjuntores para ligar o polo, ambos, polo 1 e 2, são similares nos procedimentos.

Tiristores dos pólos:

 São feitos na forma de disco, colocados em fila numa gaveta e cada gaveta tem o respectivo circuito Snnuber para filtragem. O acionamento dos tiristores obedece a uma sequência controlada pelo sistema da ABB, o Mach, que tem uma lógica desenvolvida para controlar as cargas, nas potências adequadas e numa resposta num tempo definido. Na figura 8, ao lado, vemos alguns detalhes para ter ideia desse arranjo, as fotos não estão nítidas, para preservar alguns detalhes de know how. A tecnologia usada é o sistema de 12 pulsos para acionamento de inversor tiristorizado, que dá um melhor rendimento de sinal e correção de harmônicos produzidos.

 

Sistema de combate à incêndio:

 No grupo de figuras 9, 10, 11 e 12 acima e ao lado, temos um grupo gerador formado por um motor MWM e uma CPU de controle local, detalhada nas figuras, o sistema hidráulico de distribuição da água e o tanque de diesel para acionamento do motor. O monitoramento das ações é local, podendo ser acionado manualmente e toda semana, o sistema é testado e monitorado, atestando a qualidade de operação e segurança.

Telas de controle e supervisão:

 Controle do pátio AC, Bays e Filtros.

Sistema de Refrigeração e Ventilação do Pólo.

Pátios DC e AC, com o controle dos Trafos de Potência dos Polos.

 As telas dão uma ideia de como é monitorada a subestação, em relação aos Bays, Filtros, visão dos pátios AC e DC, interconexão com os Trafos de Potência e Refrigeração dos Polos, a nitidez foi diminuída para preservar detalhes de know how.

 Pessoas, essa foi a descrição de uma tecnologia pertencente a um dos maiores circuitos do planeta de HVDC, dúvidas, poste aqui ou entre em contato conosco!

 Até mais e abraços à todos! 

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Análise de circuito e teoria 2

  Olá, pessoas, novamente postando mais um aprendizado prático, criei algumas situações para análise de vocês:

  1- Dado a figura, podemos afirmar:

a- Essa configuração é conhecida como meia ponte.

b- O diodo retifica o sinal AC e a lâmpada dissipa uma boa parte da bateria.

c- a bateria apresentará tensão de carga de 14,4V, se ela tiver com 12 V ou maior ela estará boa.

d- Ciclo de carga da bateria é de 8 a 10 horas.

e- Todas as alternativas verdadeiras.

 2- Analise a figura e responda o correto:

a- O capacitor C1 tem uma reatância capacitiva que produz uma impedância que ajuda a reduzir a Tensão e dará uma corrente definida, e a tensão de trabalho do capacitor será de 250V.

b- O resistor R1, limita a corrente do diodo zener, fazendo ele conduzir e forçar uma tensão de 12V, e o diodo retificador, elimina o sinal AC.

c- O capacitor C2 filtra o sinal de saída, reduzindo o riple, e assim o led terá tensão de 1,8 a 2,5V.

d- Nenhuma resposta é correta.

e- Resposta a, b e c, corretas.

 3- Observe o circuito e responda o certo:

a- Essa configuração pode ser chamada de NPN emissor comum, sendo que na base há um resistor de 1k Ohm.

b- Um gerador está fornecendo um sinal de 5V que provocará a oscilação do transistor e fará o led piscar.

c- O led irá medir cerca de 1,75V.

d- A configuração do transistor está errada.

e- Letras a, b e c, corretas.

 4- Dado o circuito abaixo, responda o correto:

a- IC é igual ao IE porque o hfe do transistor é maior que 100.

b- Essa configuração do divisor de base ajuda a estabilizar a condução do transistor na chamada zona quiescente, excelente para empregar em amplificadores.

c- VRE= RE.IE e a corrente IE interagira com a corrente IR4, formando o ITotal.

d- Apenas a alternativa a é certa.

e- Alternativas a, b e c, certas.

 5- Observando o circuito podemos afirmar:

a- O transístor pode ser usado como chave e ser dimensionado para acionar um relé, o diodo invertido é para eliminar a ocorrência de contra-corrente.

b- IE=IC+IB, o transístor será controlado pela polarização da Base.

c- Temos duas malhas no circuito de emissor comum, uma começando pelo resistor de coletor e outra pelo resistor de base, ou seja, um circuito paralelo-série.

d- Esse modelo é perfeitamente aplicável na configuração PNP.

e- Alternativas a, b e c, corretas.

 6- Olhando o circuito é possível afirmar:

a- A polarização correta da base é ligada ao terra.

b- Não é necessário dimensionar RB.

c- Hfe não influi no desempenho do transistor.

d- Tensão de condução é de 1V.

e- Posso polarizar a base usando o positivo.

7- Analisando a figura é correto afirmar:

a- O circuito irá conduzir pelo acionamento da corrente IB.

b- A tensão VBE do transistor será cerca de 0,7V e permitirá a condução da corrente IC, determinada pelo hfe.

c- Esse circuito pode ser amplamente empregado em soluções que use polarização negativa.

d- O circuito não funciona porque está polarizado de forma incorreta.

e- Todas as alternativas estão corretas.

 8- Observe a figura e responda:

a- Não é possível mudar a frequência produzida pelo circuito.

b- Esse é um circuito oscilador e enquanto um led pisca, o outro está apagado, usando o princípio de corte e saturação dos transístores.

c- A frequência pode ser mudada trocando resistores de base ou o capacitor.

d- Alternativas b e c, certas.

e- Nada pode ser feito.

 9- Escolha a alternativa certa depois de analisar a figura:

a- O Valor do capacitor de entrada, não influirá na tensão final.
b- O resistor irá limitar o diodo zener, fazendo ele produzir 12 ou 13 V.

c- Não terá aquecimento no circuito.

d- A tensão de saída pode ser 12V.

e- Circuito não pode ser usado em 220V.

10- Observe a figura e responda:

a- As tensões estão estabilizadas nas saídas em 12V e -12V, com 1 A.

b- Os capacitores no secundário ajudam a filtrar e estabilizar os sinais.

c- Os diodos zener devem ter 13V, para compensar a perda em VBE de cada transistor.

d- A entrada no secundário pode ser de 110 ou 220V e pode ser melhorada com proteções e filtragem.

e- Todas corretas.

 Pessoas, essa foram as questões, e seria interessante montarem esses circuitos e averiguarem essas informações, depois, farei das respostas nos comentários, abraços à todos e boa análise!

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Análise de circuito e teoria 1

 

Exercícios de fixação, análise de circuito:

Falando um pouco de Lei de ohm, ferramentas de eletrônica, resistores, capacitores, indutores e transformadores, vamos relembrar nessas 10 perguntas:

1- Uma soldagem para ser perfeita, precisa ter:

a- Ilha preenchida com estanho de modo que fique tudo brilhante e uniforme.

b- Soldagens uniformes em todos os lados de uma placa eletrônica e quando for usado um sugador, seja retirado qualquer vestígio.

c- Preenchimento opaco.

d- Não importa a temperatura da soldagem.

e- Alternativas a e b certas.

2- Dado o circuito, a alternativa certa é:

a- A corrente no resistor R3 é 10 A e o código de cores do resistor é laranja, preto, preto, ouro.

b- Pela lei de Ohm, em R1 teremos uma tensão de 30 V e um corrente que será total de 10 A.

c- A corrente total do circuito pode ser medida abrindo um terminal do R1, conectando o multímetro numa escala de até 10 A em série com o resistor, essa corrente será definida pela soma da corrente de R2 e R3, ou seja It= IR1 + IR2.

d- O valor de R1 será de 10 Ohm, com corrente total passante de 3 A e a Req do circuito será de 30 Ohms.

e- Alternativas b e d corretas.

3- Sobre capacitores, podemos afirmar:

a- São formados por placas, chamadas armaduras e no meio delas há um material dielétrico como papel ou substância eletrolítica, sendo os tipos de capacitores, cerâmicos, poliéster, chamados não polarizados e os polarizados, eletrolíticos e tântalo, que possuem no dielétrico, substância eletrolítica e não podem ser invertidos no circuito.

b- A unidade de medida da capacitância é o Farad (F), a capacitância é a capacidade do capacitor de armazenar energia por um determinado tempo.

c- A impedância do capacitor é infinita e a tensão do capacitor será a tensão do circuito.

d- A associação de capacitores num circuito é de forma inversa a associação de resistores.

e- Todas corretas.

4- Observe o circuito da figura, podemos afirmar:

a- O tempo de carga do capacitor será T=R.C, onde R é o resistor em série ao capacitor C.

b- Se o R for o mesmo, o capacitor terá um tempo de carga igual ao de descarga, totalizando o tempo final do ciclo completo de carga e descarga.

c- A frequência será o inverso do tempo T.

d- A corrente do capacitor é igual a zero e a VC= Vcircuito.

e- Todas as alternativas corretas.

5- Atentando ao circuito da figura podemos afirmar:

a- A impedância final é dada em Ohms, impedância é uma oposição à corrente sem gerar calor. Ela está definida conforme a fórmula da figura, por z.

b- A reatância capacitiva, XC, varia conforme a frequência e a capacitância, e é dada em Ohms.

c- O capacitor irá adiantar o sinal de saída, isso é uma das utilidades dele para corrigir atraso de sinal por cargas indutivas.

d- Todas as alternativas erradas.

e- Alternativas a, b, c, corretas.

6- Para testarmos capacitores e resistores temos que observar:

a- Medir o teste em escala de Voltímetro, na máxima numeração.

b- Realizar a medida observando o tipo do capacitor, capacitância e o ciclo de carga e descarga, na escala correta, usando o teste de resistor, ou ohmímetro do multiteste.

c- Não há necessidade de testar.

d- Observar além da seleção da escala correta, a tolerância do valor medido.

e- Alternativas b e c, corretas.

7- Um indutor é um componente que:

a- É formado por bobinas interconectadas entre si e soldadas num núcleo metálico.

b- É formado por bobinas com um núcleo metálico, de ferrite, ou de ar.

c- Oferece resistência zero à passagem de corrente elétrica e cria campo magnético.

d- Indutância é dada em Henrys (H), ela é a capacidade de conduzir corrente elétrica.

e- Alternativas b, c e d, certas.

8 - Observe o circuito:

a- Temos dois tipos de indutores e uma configuração de teste para corrente contínua, onde R=1k e L= 9,1 H, então, pelo circuito, T=R.L, onde o ciclo de carga será igual ao de descarga.

b- O indutor irá conservar a corrente do circuito e a VL= 0.

c- O diodo D1 impede a contracorrente e tem função de eliminar o sinal negativo que ela pode gerar.

d- Todas as alternativas erradas.

e- Alternativas a, b e c certas.

9- Dado a figura, a resposta certa é:

a- A impedância do circuito será a interação de R e L.

b- Reatância indutiva será a impedância de um indutor em função da indutância e frequência.

c- Um indutor sempre provocará um atraso do sinal.

d- Conforme variamos a frequência, reduzimos a tensão do indutor.

e- Todas as alternativas corretas.

10- Dado a figura, Transformadores são:

a- Enrolamentos conectados entre si para transmitirem sinais.

b- Circuitos resistivos para controlar corrente elétrica.

c- Dois enrolamentos separados entre si num núcleo ferromagnético laminado, no caso de aplicação para onda senoide e frequências de 60Hz.

d- Nenhuma das anteriores.

e- Corretas b e c.

 Pessoas, grato e boa análise de circuito, falarei das resposta nos comentários. Até lá!

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Multivibrador astável - Pisca-pisca simples

 Um projeto que encanta pela simplicidade e que já foi experimentado diversas vezes por vários autores. Consiste basicamente do corte e saturação dos transístores T2 e T1 como no esquema.
Os capacitores C1 e C2, fazem o circuito de carga e descarga em conjunto com os resistores R2 e R3.
R1 e R4, limitam a corrente do led e alimentam o mesmo, ao cortar um transístor, outro fecha e acende o outro led, numa frequência determinada pelos capacitores.
 Esse circuito tem diversas aplicações comerciais, sendo fácil de montar e verificar o funcionamento, pra alterar a frequência basta mudar o valor dos capacitores.

Na figura ao lado, a sugestão do lay-out feito pelo CAD Eagle.
A alimentação do circuito pode ser feita por fonte de celulares e por 4 pilhas de 1,5V.
Árvore de Natal, letreiros luminosos, fantasias de carnaval e outros, são exemplos de aplicação.
Essa montagem pode ser realizada de várias maneiras, inclusive em placas universais, o que se aplica a maioria dos projetos desse blog.
 A sugestão pra aqueles que querem fazer o circuito impresso é esse site: http://www.eletronica.org/, nele tem instruções pra você mandar o circuito junto com outras pessoas, pra baratear e ratear o custo de fabricação das PCIs dos circuitos.
 Confiram abaixo o fotolito do circuito:

 Lista de materiais

 C1,C2 - Capacitores eletrolíticos, polarizados de 1uF/25V.
 Led1, Led2 - Leds vermelho e verde.
 R1,R4 - Resistores de 1k/1/8W.
 R2,R3 - Resistores de 100k/1/8W.
 T1, T2 - Transístores BC547, NPN.

 Boas experiências!
 

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Bancada eletro-eletrônica econômica

 Meus caros amigos, vou sugerir através desse texto uma aplicação prática que aproveita uma rack de computador, Fonte ATX e régua regulada de tomadas, padrão ABNT.

 Dimensionar e organizar uma bancada se torna simples e permite reciclar móveis que poderiam ser descartados, e no vídeo que criei, procurei mostrar isso na bancada que foi configurada.

 Não foi necessário furar nada, apenas foi fixo com braçadeiras plásticas, de forma que permita um novo dimensionamento ou até transporte dos itens.

 Foi utilizado uma Fonte ATX de 127/220V, de 400W, uma rack de computador usada com a mesa e suporte superior e uma régua de 06 tomadas no padrão ABNT. A bancada foi dimensionada de forma que a fonte ficasse na mesa para acoplar tensões nas matrizes de contato que seriam provados os circuitos, um netbook ou notebook no lado direito, uma tela plana no suporte superior acompanhada de multímetro, ferramentas da bancada e componentes eletrônicos. As ferramentas e componentes acondicionados em caixa específica.

 A bancada foi montada obedecendo essa lógica e ela funciona com desempenho excelente, detalhe que qualquer pessoa pode fazer, com um baixo custo. Para ter ideia uma bancada profissional, com fonte e instrumentos, sai por volta de 5000,00 reais. A nossa bancada com todos os itens sai por um preço máximo de 1200,00, bem menos...

 Chamo a atenção pra vocês verem uma bancada alternativa, criação do meu amigo reparador Edson Oliveira, cujas fotos seguem abaixo:

 

 Vejam o detalhe construtivo com a inserção de uma chave liga desliga e a marcação das tensões no cabo da fonte.

 

 A bancada pode ser do tipo apresentado, de madeira, ou uma rack de micro adaptada. A liberdade de criar é sua. 

 

 Mais um detalhe das marcações de tensão

 

 A fonte pode ser de 200, 400 e até 700 W, com alto desempenho nas tensões, em breve irei sugerir um circuito ajustável simétrico que pode ser adaptado a essas fontes.

 Observem a praticidade e a habilidade com que foram feitas a bancada e a fixação da fonte ATX, assim como os detalhes de marcação do chicote e cada conexão de tensão. Valeu a pena, Edson!

 Vejam uma nova versão, que adaptei com um VU e coloquei apoios, ficando muito prática a fonte, aproveitei e dimensionei uma bancada no trabalho, reaproveitando elementos que seriam sucateados.

 Observem que os terras estão conectados à carcaça metálica da fonte, as tensões de 12, 5, -5, -12, 3,5V estão todas reunidas no cabo de saídas com as respectivas conexões.
 Bom trabalho!

 Abraços a todos!

 

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