Questão de Transmissão de Energia · FGV EPE 2024 (nº 57)

Os sistemas HVDC (Corrente Contínua de Alta Tensão) são usados para transmitir grandes blocos de energia. Existem dois tipos principais de conversores: LCC (Conversores Comutados pela Linha), que usam tiristores e dependem da rede CA para comutar, e VSC-MMC (Conversores Fonte de Tensão - Modular Multinível), que usam IGBTs e podem comutar independentemente da rede CA.

• (A) Incorreta: O "ângulo de conversão (zeta)" ou "ângulo de disparo (alpha)" é um conceito fundamental para o controle de conversores LCC, que usam tiristores. Os conversores VSC-MMC utilizam IGBTs e técnicas de modulação (como PWM) para controlar a tensão e corrente, não dependendo de um ângulo de disparo no mesmo sentido que os LCCs. Portanto, essa afirmação aplica um conceito LCC a um VSC-MMC de forma inadequada.

• (B) Incorreta: (Distrator mais tentador) Nos sistemas HVDC LCC, o controle da potência ativa e reativa é intrinsecamente acoplado. Para controlar a potência ativa (corrente CC), o ângulo de disparo dos tiristores é ajustado, o que diretamente afeta o consumo de potência reativa. LCCs são grandes consumidores de potência reativa e geralmente precisam de compensação externa (bancos de capacitores, filtros). A capacidade de controlar independentemente as potências ativa e reativa é uma das principais vantagens dos sistemas HVDC VSC-MMC, não dos LCCs. A banca tenta confundir o aluno trocando essa característica entre os tipos de conversores.

• (C) Incorreta: Embora os conversores LCC não possuam capacidade inerente de bloquear ou interromper uma corrente de falta CC por si mesmos (eles não são chaves de interrupção de CC), eles podem ser controlados para reduzir significativamente a contribuição da corrente de falta (por exemplo, através do desbloqueio dos tiristores ou alterando o ângulo de disparo para inverter a tensão CC). A afirmação de que "não possuem capacidade de interrupção" pode ser considerada imprecisa se interpretada como nenhuma capacidade de influenciar ou mitigar a falta, mesmo que não possam limpar a falta completamente como um disjuntor CC. No entanto, a capacidade de interrupção completa e ativa de faltas CC é uma característica que os LCCs não possuem, dependendo de disjuntores CA ou CC externos. Dada que a alternativa D é a correta, esta alternativa é considerada incorreta, possivelmente pela nuance de que LCCs podem controlar a corrente de falta, mesmo que não a interrompam totalmente.

• (D) Correta: Uma das grandes vantagens dos sistemas HVDC VSC-MMC é sua capacidade de controlar ativamente a tensão CA na barra do conversor. Eles podem injetar ou absorver potência reativa de forma independente, agindo como um STATCOM (Compensador Síncrono Estático). Essa capacidade permite que eles suportem a tensão da rede CA, mesmo durante distúrbios ou faltas (como quedas de tensão), ajudando a estabilizar o sistema, desde que operem dentro de seus limites de corrente e tensão.

• (E) Incorreta: O fenômeno da "falha de comutação" é característico dos conversores LCC. Ele ocorre quando a tensão CA na barra do conversor é distorcida ou muito baixa, impedindo que os tiristores se desliguem corretamente. Os conversores VSC-MMC utilizam chaves de comutação própria (IGBTs) e não dependem da tensão da rede CA para comutar, portanto, não estão sujeitos a falhas de comutação. Embora os VSC-MMCs usem modulação em alta frequência, isso não os torna mais suscetíveis à falha de comutação; pelo contrário, é parte de sua operação robusta.