Transformador de frequência variável - Variable-frequency transformer
Um transformador de frequência variável ( VFT ) é usado para transmitir eletricidade entre dois domínios de frequência de corrente alternada ( assíncrono ou síncrono) . O VFT é um desenvolvimento relativamente recente. A maioria das interligações de rede assíncronas usam conversores de corrente contínua de alta tensão , enquanto as interligações de rede síncronas são conectadas por linhas e transformadores "comuns" , mas sem a capacidade de controlar o fluxo de energia entre os sistemas.
Ele pode ser considerado um síncrono de potência muito alta ou um conversor rotativo atuando como um trocador de frequência , que é mais eficiente do que um motor-gerador com a mesma classificação.
Construção e operação
Um transformador de frequência variável é uma máquina elétrica duplamente alimentada semelhante a um gerador hidroelétrico de eixo vertical com um rotor enrolado trifásico , conectado por anéis coletores a um circuito de energia externo. O estator está conectado ao outro. Sem torque aplicado, o eixo gira devido à diferença de frequência entre as redes conectadas ao rotor e estator. Um motor de torque de corrente contínua é montado no mesmo eixo; mudar a direção do torque aplicado ao eixo muda a direção do fluxo de força.
O transformador de frequência variável se comporta como um transformador de deslocamento de fase continuamente ajustável . Ele permite o controle do fluxo de energia entre duas redes. Ao contrário das soluções de eletrônica de potência, como HVDC back-to-back , o transformador de frequência variável não exige filtros harmônicos e compensação de potência reativa. As limitações do conceito são a capacidade de transporte de corrente dos anéis coletores para o enrolamento do rotor.
Projetos
Cinco pequenos transformadores de frequência variável com uma taxa de energia total de 25 MVA estavam em uso na Subestação Neuhof , Bad Sachsa, Alemanha, para acoplar as redes de energia da antiga Alemanha Oriental e Ocidental entre 1985 e 1990.
A Subestação Langlois em Québec , Canadá ( 45 ° 17′13,76 ″ N 74 ° 0′56,07 ″ W / 45,2871556 ° N 74,0155750 ° W ) instalou um transformador de frequência variável de 100 MW em 2004 para conectar as redes assíncronas em Québec e no nordeste dos Estados Unidos . Este foi o primeiro transformador comercial de frequência variável de grande escala e foi instalado na subestação Hydro-Québec Langlois e está localizado eletricamente perto de dezesseis geradores hidrelétricos em Les Cèdres, Quebec e 36 outros geradores hidrelétricos em Beauharnois, Quebec . A experiência operacional desde abril de 2004 demonstrou a compatibilidade inerente do VFT com os geradores próximos
A AEP Texas instalou uma subestação VFT de 100 MW em Laredo , Texas, Estados Unidos ( 27 ° 34′13,64 ″ N 99 ° 30′34,98 ″ W / 27,5704556 ° N 99,5097167 ° W ) no início de 2007. Ela conecta os sistemas de energia da ERCOT (nos Estados Unidos) ao CFE (no México). (Veja The Laredo VFT Project .)
VFTs menores são usados em grandes turbinas eólicas terrestres , de modo que a velocidade de rotação da turbina pode variar enquanto estiver conectada a uma rede de distribuição de energia elétrica .
Linden VFT
A General Electric instalou uma subestação VFT de 3 × 100 MW em Linden, New Jersey , nos Estados Unidos em 2009. Ela conecta os sistemas de energia da PJM e do New York Independent System Operator (NYISO). Esta instalação está em paralelo com três transformadores de deslocamento de fase existentes para regular o fluxo de potência síncrono.
Economia do comércio de energia
Os VFTs fornecem a viabilidade técnica para o fluxo de energia em ambas as direções entre duas redes, permitindo trocas de energia que antes eram impossíveis. A energia em uma rede com custos menores pode ser transmitida para uma rede com custos mais elevados (demanda maior), com comercialização de energia. A capacidade de energia é vendida por fornecedores. Os direitos de programação de transmissão (TSRs) são leiloados pelos proprietários das linhas de transmissão.
Os Direitos de Transmissão Financeira (FTRs) são um instrumento financeiro usado para equilibrar o congestionamento de energia e os custos de demanda.
