UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA CURSO DE ENGENHARIA INDUSTRIAL ELÉTRICA / ELETROTÉCNICA E LETROTÉCNICA
Eng. Renato Daher Prof.Dr. Raphael Augusto de Souza Benedito
PRIMEIROS PASSOS: SOFTWARE ANAREDE (versão 1)
CURITIBA 2014
LISTA DE FIGURAS Figura 1 – Representação gráfica do exemplo proposto através do Anarede ................................5 Figura 2–Menu de elementos de rede.......................................................... ................................5 Figura 3–Inserindo barra .............................................................................................................5 Figura 4–Dados de barra .............................................................................................................6 Figura 5–Grupo base de tensão ...................................................................................................6 Figura 6–Barras na área de trabalho.............................................................................................7 Figura 7–Dados de barra .............................................................................................................7 Figura 8–Posicionando elementos................................................................................................8 Figura 9–Dados de linha.............................................................................................................10 Figura 10–Sistema de três barras................................................................................................10 Figura 11–Gerenciador de dados................................................................................................11 Figura 12–Sistema de três barras................................................................................................11 Figura 13–Sistema de três barras................................................................................................12 Figura 14–Ponto de quebra.........................................................................................................12 Figura 15–Alinhar elementos.....................................................................................................13 Figura 16–Dados de linha...........................................................................................................13 Figura 17–Shunt de linha ...........................................................................................................14 Figura 18–Sistema de três barras com representação shunt.......................................................14 Figura 19–Sistema de três barras ...............................................................................................15 Figura 20–Opções de legenda...................................................................................................16
LISTA DE TABELAS Tabela 1 –Dados de barra.............................................................................................................4 Tabela 2–Dados de linha.............................................................................................................8
SUMÁRIO 1.
INTRODUÇÃO.............................................................................................................4
2.
INSERINDO DADOS..................................................................................................4
2.1.
DADOS DE BARRA...................................................................................................4
2.2.
DADOS DE LINHA.....................................................................................................8
3.
CONCLUSÃO............................................................................................................17
4.
REFERÊNCIAS.........................................................................................................18
INTRODUÇÃO
O software ANAREDE é um aliado poderoso na resolução de fluxo de potência de muita complexidade e particularidades que não convém nesse trabalho apresentar. O objetivo é apenas apresentar alguns caminhos para que um novo usuário possa dar seus primeiros passos no software inserindo desenhos de redes básicas, configurando-as e fazendo assim simulações.
1. INSERINDO DADOS
Um exemplo de 3 barras será utilizado para ilustrar algumas funções do Anarede e explicar como inserir os dados no software para fazer as simulações. 1.1. DADOS DE BARRA A seguir uma tabela apresentando os dados de uma rede simples de 3 barras e sua representação gráfica:
Tabela 1 – Dados de Barra
Dados Barra
Geração
Carga
Tensão - pu
Tipo
P (MW) Q (Mvar) P (MW) Q (Mvar) módulo ângulo - rad
1
?
?
65
30
1,04
0
V
2
-
-
100
40
?
?
PQ
3
50
?
35
20
0,98
?
PV
Fonte: Autoria própria (2012).
Figura 1 – Representação gráfica do exemplo proposto através do Anarede Fonte: Adaptado do Anarede
Primeiramente insira os dados de barra no software clicando em F3 ou na barra de menus o ícone no formato de um lápis, em seguida no primeiro item – barra CA.
Figura 2 – Menu de elementos de rede Fonte: Adaptado do Anarede.
Na área de trabalho de um clique com botão esquerdo do mouse para posicionar a barra, nesse momento é possível girar a barra com o botão direito do mouse.
Figura 3 – Inserindo barra Fonte: Adaptado do Anarede
Após ter posicionado a barra de dois cliques com botão esquerdo para fixa-la na área de trabalho. Logo em seguida, essa ação abrirá automaticamente uma janela para que usuário insira os dados de barra:
Figura 4 – Dados de barra Fonte: Adaptado do anarede
Observação importante: SEMPRE colocar um ponto nos dados numéricos para separar a parte inteira do decimal, mesmo que o número seja apenas inteiro. Alguns dados serão preenchidos por default. Nesse exemplo coloque área 1. O item grupo base de tensão define-se como grupo “0,1,2,...” mas não permite alterar suas configurações nem seu valor em kV. Essas configurações estão disponíveis em menu “dados” depois “grupos” e finalmente “grupo base de tensão”. Uma vez definidos esses parâmetros de tensão, cor e espessura para cada grupo, basta a cada nova barra adicionada no sistema informar seu grupo que esses parâmetros são assumidos automaticamente. Na primeira vezos grupos que estão disponíveis no campo ID são aqueles informados antes nos dados de barra, depois ficam disponíveis para configuração. O grupo limite de tensão funciona de forma análoga.
Figura 5 – Grupo Base de Tensão Fonte: Adaptado do Anarede.
Repetindo esse procedimento para as outras barras a área de trabalho se apresentará da seguinte forma:
Figura 6 – Barras na área de trabalho Fonte: Adaptado do Anarede.
Se houver dúvida ou tiver a necessidade de rever alguns dos dados de barra, clique com o botão esquerdo do mouse no ícone na barra de menus em forma de “i” ao lado do lápis ou em F2 e na barra:
Figura 7 – Dados de barra Fonte: Adaptado do Anarede.
O software Anarede preenche os outros dados por default. O módulo da tensão aparece sem ponto, por isso defina sempre os dados com ponto ao inseri-los e com muita atenção. Após inserir os dados de barra foi selecionado na barra de menus um ícone “# ” grid, que auxilia no posicionamento dos objetos gráficos na área de trabalho já que ele
divide a tela com linhas pontilhadas. Utilizando o grid e em seguida F7 um ícone que parece uma cruz na barra de menus que permite mover os elementos, teremos:
Figura 8 – Posicionando elementos Fonte:Adaptado do Anarede.
Observação: Para mover utilize F7 e clique com o botão direito do mouse em cima dos elementos.
1.2. DADOS DE LINHA Após inserir os dados de barra é a vez dos dados de linha. Será utilizada a seguinte tabela:
Tabela 2 – Dados de Linha
Linhas barra a barra
Impedância Série
Mvar Carregamento
Admitância Série
(Capacitivo) r (pu)
x (pu)
g (pu)
b (pu)
-
1-2
0,03
0,07
5,17241
-12,06897
8,2
1-3
0,03
0,06
6,66666
-13,33333
4,2
2-3
0,02
0,04
10
-20
3,1
Fonte: Autoria própria (2012).
Ao inserir os dados de linha é necessária muita atenção, pois os dados devem ser manipulados antes, por exemplo: A resistência e a reatância da linha são inseridos em porcentagem, assim para o caso da linha 1-2 os valores devem ser para resistência “3.” e para reatância “7.”. Lembre-se de definir com o ponto os números inteiros. O ANAREDE interpreta a linha utilizando o modelo
. Assim, se for
π
considerado que cada lado da linha o carregamento seja capacitivo de 0,041pu é necessário utilizar o seguinte cálculo para inserir esse dado em forma de potência: Devem-se somar as duas parcelas da linha e utilizar o carregamento total
Utilize a tensão sempre no valor de 1pu e no final divida pela a potência base, no caso 100MVA.
Q(pu) = 0,082 pu Q = Q(pu) Qbase
Para construir a Linha 1-2 clique no ícone em forma de lápis ou F3 e em seguida linha CA. Depois de selecionado o ícone da linha CA clique uma vez na barra de origem e uma vez na barra de destino ou após de clicar na barra de origem pode-se ir clicando na área de trabalho até chegar à barra de destino, assim, abrirá automaticamente a janela de configuração da linha. Defina o número de circuito na linha que nesse exemplo será sempre 1 e os limites da linha serão preenchidos por default bem abertos:
Figura 9 – Dados de linha Fonte: Adaptado do Anarede.
Após repetir o mesmo procedimento para as outras duas linhas se têm:
Figura 10 – Sistema de três barras Fonte: Adaptado do Anarede.
Já é possível fazer as simulações, para rodar o fluxo de potência basta clicar no ícone de cor verde FP . O fato de alguns elementos não estarem representados graficamente não significa que eles não existam, por exemplo: se clicar em F2 “ícone
em forma de i” e depois nas barras e nas linhas perceberá que existem os elementos shunt de linha e cargas nas barras. Outra forma de verificar essas informações selecione na barra de menus “dados” e em seguida “gerenciador de dados”. Ao lado esquerdo terá os elementos do sistema e no lado direito as características desse elemento.
Figura 11 – Gerenciador de dados Fonte: Adaptado do Anarede.
Utilizando o ícone “«»” ou F11 e clicar em cima da barra é possível mudar o tamanho dessa utilizando os botões do mouse esquerdo e direito e se clicar próximo à barra perto da linha poderá alterar o ponto em que a linha se encontra com a barra. Assim com essas mudanças:
Figura 12 – Sistema de três barras Fonte: Adaptado do Anarede.
Utilizando o ícone em forma de cruz ou F7 e clicar em cima do elemento é possível arrasta-lo utilizando o botão direito do mouse. Para as linhas 1-3 e 2-3 na construção da linha foi clicado duas vezes antes de chegar à barra de destino, por essa razão que se tem três segmentos de reta que também podem ser reposicionadas utilizando F7.
Figura 13 – Sistema de três barras Fonte: Adaptado do Anarede.
Caso seja necessário adicionar ponto de quebra a uma linha formando mais segmentos de reta utilize o ícone em forma de lápis ou F3 e selecione o penúltimo chamado de “ponto de quebra”. Para encontrar o elemento deixe o mouse posicionado em cima que após alguns segundos aparecerá o nome da função na tela.
Figura 14 – Ponto de quebra Fonte: Adaptado do Anarede
Ainda é possível melhorar a representação gráfica utilizando o grid “#” que deixa a tela dividida por linhas pontilhadas e posteriormente o ícone em forma de régua
e esquadro ou F10 que irá alinhar os elementos. Após clicar em F10 com o grid a mostra selecione a área com o botão esquerdo do mouse e solte.
Figura 15 – Alinhar elementos Fonte: Adaptado do Anarede.
Ainda em relação a linhas é possível inserir os dados de shunt de linha através de uma representação gráfica, para isso, será utilizado como exemplo a linha 1-2 que tem 8.2Mvar de carregamento capacitivo total. Primeiramente, deve-se apagar esse dado na linha utilizando o ícone “i” ou F2 e na susceptância de 8.2Mvar alterar por zero “0.”:
Figura 16 – Dados de linha Fonte: Adaptado do Anarede
O modelo de rede utilizado pelo Anarede é o π, assim o valor fica dividido para cada lado da linha em 4.1Mvar. Para inserir esse dado clique no ícone lápis ou F3 e selecione a opção shunt de linha.
Figura 17 – Shunt de linha Fonte: Adaptado do Anarede.
Clique na linha mais próximo da barra de origem e repetindo a operação na mesma linha e mais próximo na barra de destino.
Figura 18 – Sistema de três barras com representação shunt Fonte: Adaptado do Anarede.
Nesse ponto percebe-se que ao carregar a tela com vários elementos gráficos para uma rede maior se torna um ambiente poluído de imagens e que requer um computador mais potente para administrar todas essas informações. Como foi explicado
anteriormente o fato de alguns elementos não estarem representados graficamente não significa que eles não existam. Para apagar um elemento gráfico preste muito atenção em utilizar o ícone
borracha “F5” que apaga somente a parte gráfica deixando o dado numérico na memória; ou se vai utilizar o ícone em forma de caveira “F4” que apaga o elemento
gráfico e o dado numérico . Ou seja, se optar por retornar a representação da figura 15 utilize o F4 para apagar os elementos shunt e depois insira novamente na linha em susceptância o valor 8.2Mvar. Ao clicar em F3, ícone de lápis para inserir os elementos gráficos de geração e de carga, nesse momento há duas opções: a primeira é selecionar o item “carga” que esta representada por uma flecha lisa. Está opção ao ser inserida irá trazer para a tela automaticamente somente o valor de potência ativa da carga dos dados de barra. A segunda é selecionar no F3 a “carga individualizada” que esta representada por uma flecha com um quadrado preto na base. Nessa opção é necessário apagar os dados de carga na barra, pois ela insere dados de carga independente dos dados de carga digitados na barra e mostra na tela não só a potência ativa como a reativa também. As mesmas observações são válidas para os elementos de geração. Representação com a opção dois:
Figura 19 – Sistema de três barras Fonte: Adaptado do Anarede.
Uma forma de controlar os dados que serão mostrados na tela é clicar em menus e selecionar o item “opções de legenda”:
Figura 20 – Opções de Legenda Fonte: Adaptado do Anarede.
2.
CONCLUSÃO O ANAREDE é um software destinado ao estudo de sistemas elétricos de
potência em regime permanente, desenvolvido pelo Centro de Pesquisa de Energia Elétrica – CEPEL na década de 90. Inicialmente em formato “DOS”, tornou-se uma das ferramentas principais das concessionárias de transmissão, sendo o programa mais utilizado pelo setor elétrico brasileiro no que diz respeito ao controle, planejamento e operação de sistemas de potência. Para realizar qualquer estudo ou simulação no software ANAREDE é necessário inserir os dados de barra e dados de linha do sistema o que não é uma tarefa fácil quando o usuário não está familiarizado com seu ambiente de trabalho. As concessionárias deixam ativos na área de trabalho, quando utilizam a parte gráfica, apenas um pedaço da rede que é o seu interesse de estudo e simulações, isso é possível utilizando filtros, recurso mais avançado do software. Portanto, o objetivo desse trabalho é passar os primeiros passos de como inserir os elementos de sistema utilizando a interface gráfica, mostrando através de imagens e fazendo com que o usuário se familiarize com os diversos ambientes, menus, e especificidades do ANAREDE, e assim, possa explorar os vários recursos dessa poderosa ferramenta de análise de fluxo de potência.
3. REFERÊNCIAS Análise de Redes Elétricas. http://www.anarede.cepel.br/. Acesso em: 25 de outubro de 2012. ANAREDE
–
Disponível
em:
CEPEL – Programa de Análise de Redes . Manual do usuário,V09.05.05. DAHER, Renato; NAZARI, Vagner; SANTOS, Diogo Leandro Nunes. Análise
Estática de Sistema Elétrico de Potência Utilizando o
Software
Anarede. Trabalho
de Conclusão de Curso pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná. 1º sem. 2013.
