Modelagem de um reator de saturação natural por meio de ensaios em laboratório

Abstract

O controle de tensão em Sistemas Elétricos de Potência (SEP) enfrenta desafios, e os Reatores de Saturação Natural (RSN) surgem como uma solução promissora. Contudo, a modelagem computacional precisa desses equipamentos, especialmente em regimes transitórios, carece de validação experimental detalhada. Este trabalho teve como objetivo principal desenvolver e validar um modelo computacional de um protótipo de RSN de 9 núcleos, modelo Siemens, no programa Alternative Transients Program (ATP). A metodologia foi fundamentada na caracterização do protótipo físico por meio de ensaios laboratoriais realizados no Laboratório de Estruturas Magnéticas (LEM) da UFPE. Foram executados o ensaio de resistência em corrente contínua (CC), o ensaio de curto-circuito para determinação da reatância de dispersão, e o levantamento da curva de magnetização (V-I) para caracterizar a não linearidade do núcleo. Os parâmetros experimentais obtidos (R, L e curva V-I) foram utilizados para parametrizar o modelo no ATP. Um dos desafios foi a validação da curva V-I simulada, que exigia a execução de 25 simulações distintas. Para otimizar este processo, o autor desenvolveu um programa computacional dedicado que automatiza a geração de casos, a execução sequencial das simulações no ATP e a coleta dos dados de saída em planilha. Foram analisados nove cenários de simulação, incluindo uma análise de sensibilidade e ajustes na curva de saturação. O "Modelo Final" (Cenário 9), construído com novos dados experimentais focados na região de saturação, alcançou uma aderência satisfatória à curva experimental. Concluiu-se que a correta caracterização da curva V-I não linear é o fator dominante para a fidelidade do modelo, que apresentou baixa sensibilidade às variações dos parâmetros lineares R e L.