Análise de desempenho de uma rede de distribuição de energia elétrica em baixa tensão alternada e contínua

Exportado OPUSMade available in DSpace on 2019-08-09T13:12:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_837_mfs_srs.pdf: 8616425 bytes, checksum: 8183e871a3b5c7d5778c2de332644e97 (MD5) Previous issue date: 4A distribuição de energia elétrica teve início com um sistema de tensão contínua, construído por Thomas Edison. Pouco tempo depois, Nikola Tesla e George Westinghouse construíram um sistema de tensão alternada, que veio a se tornar, praticamente, o padrão no mundo. Poucos sistemas elétricos funcionam em tensão contínua atualmente, apesar de os equipamentos eletrônicos de consumo utilizarem este tipo de alimentação para os seus circuitos internos e possuírem fontes de alimentação (interface com o sistema de tensão alternada) que, na maioria dos casos, poderiam utilizar diretamente tensões contínuas. Com o desenvolvimento da eletrônica de potência, a adequação dos níveis de tensão para transmissão e utilização da energia elétrica deixou de ser um entrave para os sistemas de tensão contínua. Algumas fontes de energia renovável são inerentemente de tensão contínua, como as células a combustível e os painéis fotovoltaicos e o uso de tensão contínua possibilita o emprego de dispositivos de armazenamento de energia nas redes, o que pode aumentar sua robustez frente a variações de tensão de curta duração. É possível também melhorar a eficiência de alguns equipamentos eletrodomésticos a motor com o uso de inversores de freqüência. O principal objetivo deste trabalho é a proposição e o estudo de um sistema de distribuição de energia elétrica em baixa tensão contínua que seja compatível com os níveis de tensão alternada atualmente em uso. Com base nos dados da Pesquisa de Posse de Equipamentos e Hábitos de Uso - Classe Residencial - Região Sudeste, realizada pelo Procel/Eletrobrás em 2005, foi desenvolvido um modelo de uma rede com 50 consumidores com diferentes perfis de posse e hábitos de consumo de energia elétrica. O foco das análises, realizadas a partir de simulações do sistema proposto no software PowerFactory (DIgSILENT GmbH), está no desempenho da rede de distribuição de baixa tensão quanto às quedas de tensão e perdas nos circuitos, em tensão alternada e em tensão contínua.The electric power distribution began with a system of direct current (DC), built by Thomas Edison. Shortly thereafter, Nikola Tesla and George Westinghouse built a system of alternating current (AC), which was to become almost the standard in the world. Few electrical systems currently operate on DC voltage, although the consumer electronics using this type of power for its internal circuitry and having power supplies (interface with the system of alternating voltage) that, in most cases, could be used directly DC voltages. With the development of power electronics, the adequacy of voltage levels for transmission and final use of electricity is no longer a barrier for systems of DC voltage. Some renewable energy sources are inherently DC voltage, such as fuel cells and photovoltaic panels, and the use of DC voltage allows the use of energy storage devices in networks, which can increase their robustness against short duration voltage variations. It is possible also improve the efficiency of some residential motor electrical appliances using variable frequency drives. The main objective of this work is to propose and study a electric power distribution system in DC voltage that is compatible with AC voltage levels currently in use. Based on the Survey of Equipment Ownership and Use Behavior - Residential Class - Southeast Region of Brazil, held by Procel / Eletrobras in 2005, a model was developed for a network with 50 consumers with different profiles of ownership and consumption habits of electric energy. The focus of the analysis, conducted from simulations of the proposed system in PowerFactory (DIgSILENT GmbH) software is the performance of low-voltage distribution network and the voltage drops and losses in circuits, on AC and DC voltage