Estudo de proteção elétrica de uma microrrede baseada na rede de 34 barras do IEEE

• Autor(a) principal: Israel Resende Alves Rodrigues
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-AVAFMX
• topic: Geração distribuída; Microrredes; Proteção digital; Engenharia elétrica; Energia eletrica Distribuição; Sistemas de energia elétrica Proteção

Este trabalho dedica-se a investigar os principais desafios encontrados na proteção elétrica de microrredes de corrente alternada em média tensão. Inicialmente, realiza-se um levantamento de microrredes pilotos em operação no Brasil e no exterior, bem como dos aspectos da legislação em vigor sobre o tema. Filosofias e algoritmos de proteção para microrredes propostos na literatura técnica também são apresentados e discutidos. É avaliado o efeito de uma microrrede na atual filosofia de proteção de redes de distribuição convencionais, que se baseiam na característica unilateral do fluxo de potência e no valor elevado da relação entre a corrente de curto-circuito e a corrente máxima de carga. Demonstra-se que essa mesma filosofia de proteção convencional não é capaz de garantir a coordenação e a seletividade no interior de uma microrrede, inclusive na condição em que a microrrede opera isolada da concessionária de energia. Com o objetivo de simular curtos-circuitos internos e externos a uma microrrede, partiu-se da rede de média tensão padrão de 34 barras do IEEE, que foi adaptada de forma a incluir geração distribuída em algumas de suas barras. Parte dessa rede foi delimitada como uma região de interesse que poderia trabalhar conectada ou desconectada da rede principal, caracterizando uma microrrede. Essa rede foi implementada no programa de simulação de transitórios elétricos ATP, permitindo o cálculo de fasores de corrente e tensão para diferentes condições de falta. Os valores calculados foram utilizados não somente na análise dos problemas de proteção decorrentes da introdução da microrrede, mas também como base para a proposição de um esquema de proteção para a microrrede modelada. Os resultados obtidos comprovam a dificuldade em se garantir a sensibilidade e seletividade para todas as condições operativas da microrrede baseando-se apenas em unidades de sobrecorrente de curva inversa. Algoritmos que se beneficiam da facilidade de troca de informações entre relés digitais, como a proteção diferencial, mostram-se adequados para as condições operativas impostas pelas microrredes. Esquemas de proteção de retaguarda que necessitam apenas das grandezas medidas localmente devem ser utilizados no caso de indisponibilidade do canal de comunicação entres os relés.