Estudo do Conversor Comutado a Capacitor de Doze Pulsos Aplicado a um Sistema HVDC.

Abstract

Os sistemas High Voltage Direct Current (HVDC), ou Corrente Contínua em Alta Tensão, constituídos de conversores estáticos convencionais, apresentam alguns problemas operacionais quando conectados a sistemas elétricos com baixo nível de curto-circuito. Com o objetivo de diminuir tais dificuldades, tem sido proposta a utilização de conversores alternativos que utilizam capacitores série como dispositivo auxiliar no processo de comutação, denominados conversores comutados a capacitores (CCC). Nesta configuração, os capacitores oferecem uma tensão adicional sobre os tiristores, possibilitando a utilização de uma faixa maior de ângulos de disparo e extinção nos retificadores e inversores. A tensão adicional fornecida pelos capacitores ajuda no processo de transferência de condução entre os tiristores, evitando possíveis falhas de comutação e melhorando o fator de potência do conversor. Trata-se, portanto, de um arranjo mais robusto e menos suscetível às perturbações da rede elétrica. Diante das possíveis vantagens operacionais deste novo arranjo nestas aplicações específicas, apresenta-se neste trabalho uma análise do desempenho do CCC através de simulação computacional e comparação com dados reais de um Conversor Comutado a Capacitor de doze pulsos instalado na usina de Garabi, localizada no estado do Rio Grande do Sul. O programa computacional desenvolvido utilizou o método Newton-Raphson para cálculo do ângulo de comutação (μ) e apresentou convergência no processo iterativo de cálculo, apresentando resultados satisfatórios. A linguagem utilizada para a elaboração deste programa foi a VISUAL C. O programa para o cálculo do fator de potência foi implementado em Matlab. Embora o CCC apresente o inconveniente de gerar mais harmônicos que um conversor convencional, esta desvantagem não se mostrou significativa e as vantagens da utilização destes conversores se mostraram suficientes para a sua adoção em instalações conversoras. Foi possível concluir também que houve uma melhora no fator de potência de conversores quando se aumenta o número de pulsos deste conversor. A comparação entre os dados obtidos através da simulação e os dados reais da usina de Garabi permitiu concluir que o método utilizado se mostrou adequado e os programas confiáveis, fornecendo dados próximos aos reais.