Localização de Curtos-Circuitos em Sistemas de Transmissão de Energia Elétrica Baseada em Fasores

Localização de Curtos-Circuitos em Sistemas de Transmissão de Energia Elétrica Baseada em Fasores

• Autor
• Vinícius da Silva Mateus
• Resumo

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  Com o crescimento populacional e a evolução da tecnologia, a demanda por energia elétrica tem crescido constantemente, de modo que expansões nos sistemas elétricos têm se tornado inevitáveis para atender a elevada demanda. Os sistemas elétricos tornaram-se mais complexos e ramificados, sendo, portanto, mais suscetíveis a ocorrência de distúrbios, a exemplos dos curtos-circuitos. Assim, desafios são impostos aos sistemas de proteção, cujas funções residem em resguardar a integridade dos equipamentos elétricos presentes nas redes elétricas. Dessa forma, nesse trabalho foram realizadas avaliações comparativas e de sensibilidade entre algoritmos de estimação fasorial tipicamente aplicados em funções de proteção de relés digitais, sobretudo frente a processos de localização de curtos-circuitos em linhas de transmissão (LTs). Para tanto, dois métodos de estimação fasorial de janela fixa e um método de janela variável foram considerados, além de três técnicas de localização de faltas que utilizam medições de um ou dois terminais monitorados do sistema elétrico. As análises são realizadas por meio de simulações de faltas em um sistema elétrico de potência de 230 kV/60 Hz modelado a parâmetros reais no software Alternative Transient Program (ATP), variando-se o local, o tipo e o ângulo de incidência do distúrbio. Para realizar tais avaliações, uma ferramenta computacional de arquitetura aberta e modular foi desenvolvida utilizando a função GUIDE do software MATrix LABoratory (MATLAB), em que foram implementadas diferentes funções de estimação fasorial e de localização de curtos-circuitos, permitindo análises numéricas e gráficas acerca dos sinais envolvidos e da localização do curto-circuito. Dos resultados obtidos, a técnica de localização de faltas de dois terminais apresenta resultados mais precisos logo nos primeiros ciclos após a ocorrência do distúrbio, enquanto que as técnicas de um terminal monitorado necessitam de um maior número de ciclos após a incidência do distúrbio para convergirem, pois são mais afetadas pelas próprias características do sistema elétrico e do defeito. No que concerne aos algoritmos de estimação fasorial, os resultados obtidos indicam que os fasores calculados com a técnica de janela variável possibilitam maior robustez na estimação da localização das faltas, principalmente nos instantes logo após a ocorrência dos curtos-circuitos.

   

• Palavras-chave
• Curto-circuito, estimação fasorial, localização de faltas, proteção de sistemas elétricos.
• Área Temática
• UACSA - Engenharia Elétrica