AN IMPROVED STEADY-STATE MODEL FOR TAP-CHANGING TRANSFORMER

• Main Author: CARLOS APARECIDO FERREIRA
• Other Authors: RICARDO BERNARDO PRADA
• Language: Portuguese
• Published: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO 2011
• Online Access: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=21702@1; http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=21702@2

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO === O fenômeno de estabilidade de tensão vem despertando grande interesse acadêmico e das principais empresas de energia elétrica do mundo desde que começou a ser observado em sistemas reais, no final da década de setenta. Sua ocorrência está relacionada ao carregamento excessivo das linhas de transmissão. Modelar transformador com tap variável adequadamente é fundamental em análises de estabilidade de tensão, tanto no que diz respeito às informações fornecidas ao operador referentes às margens de estabilidade de tensão, quanto aos efeitos de ações de controle de tensão. O modelo de transformador com tap variável utilizado mundialmente consiste de uma impedância, obtida através do ensaio em curto-circuito e com tap nominal, em série com um transformador ideal. Esta tese mostra que, em estudos de estabilidade de tensão, o uso desse modelo leva a resultados qualitativamente errados. Para demonstração, utiliza-se um circuito pequeno e os conceitos de máxima potência transmitida, impedância equivalente da carga, e efeito do controle de tensão. Propõe-se um novo modelo coerente com os resultados obtidos em laboratório, com as leis de circuitos elétricos e com a teoria de estabilidade de tensão. Esse modelo pode ser utilizado em qualquer estudo em regime permanente. Através de diversas simulações computacionais, diferenças quantitativas e principalmente qualitativas foram obtidas comparando-se os resultados dos dois modelos. === The voltage stability phenomenon is of interest since it began to be observed in real systems in the late seventies. It happens due to excessive loading of transmission lines. The modeling of tap-changing transformers is fundamental in voltage stability analysis, in terms of the information provided to the operator about voltage stability margins and the effects of voltage control actions. The model for tap-changing transformers currently in widespread use consists of an impedance, measured in a short-circuit test with a nominal tap, in series with an ideal transformer. The use of this model in voltage stability studies leads to qualitatively incorrect results, as shown in this thesis. For demonstration purpose a small circuit and the concepts of maximum load, equivalent load impedance and voltage control effects are used. An improved model that takes into account laboratory results, circuit laws and voltage stability theory is proposed. This model can be used in any steady-state study. It gives results that are not only more accurate than those obtained with the conventional model, but also, as shown in this thesis, qualitatively different.