Faltas de alta impedância: detecção e localização de rompimento de condutores em circuito primário de redes aéreas de distribuição baseado em desequilibrio de tensão
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2006 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/AVFV-6WHFU5 |
Resumo: | O rompimento de condutores primários energizados em redes de distribuição aéreas (RDA) quando em contato de alta impedância com solo representa um grande risco de vidas humanas e de incêndios. Os equipamentos de proteção convencionais de sobrecorrente apresentam grande limitação para detecção desse tipo de falta, uma vez que não se sensibilizam para valores de corrente abaixo ou próximo do valor de corrente de carga. Desde a década de 70, vários métodos e equipamentos foram propostos para solucionar o problema. Apesar do avanço no estudo do problema e na probabilidade de detecção dessas faltas, esses métodos não apresentam alta confiabilidade e segurança em termos de detecção. Além disso, nesses métodos, não há como localizar a falta na subestação apenas pelo sistema de proteção. Entretanto, alguns estudos recentes propõem a detecção do rompimento de condutores pelo desequilíbrio de tensão. O método propõe a instalação de sensores em pontos estratégicos do alimentador os quais detectam o desequilíbrio de tensão causado pelo rompimento de condutor primário, tendo como parâmetro de monitoramento a tensão de seqüência zero. Dentre as vantagens desse método, pode-se destacar a sua confiabilidade e segurança na detecção dessas faltas, independentemente da dinâmica do cabo ao solo, da aleatoriedade e valor da corrente de falta e se o cabo está caído do lado fonte ou carga. Assim, é proposto neste trabalho um algoritmo de localização de falta de fase em alimentadores de distribuição, visando a proteção contra rompimento de condutores primários energizados ao solo com característica de faltas de alta impedância para a rápida atuação do Centro de Operação da Distribuição (COD). O algoritmo trabalha com uma lógica de caminhamento de redes de distribuição com barras não direcionais. Foram realizadas várias simulações no programa Alternative Transients Program (ATP), inclusive com uma representação de um alimentador real da CEMIG, sendo localizadas as faltas num programa desenvolvido no MatLab®, apresentando resultados satisfatórios. Além da localização desse tipo de falta, dependendo do nível de proteção exigido, o método permite distinguir um rompimento de condutor de uma atuação monofásica de equipamentos de proteção como fusíveis, e localizá-lo de imediato. Isso reduzirá o tempo de restabelecimento de energia para as concessionárias para ambos tipos de defeito, além de proporcionar maior nível de segurança para a população quando da ocorrência de faltas de alta impedância com rompimento de condutores primários do alimentador. |
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Clever Sebastiao Pereira FilhoAmilton Soares JuniorMarco Aurelio de Oliveira SchroederDilzair Alvimar de Oliveira Junior2019-08-14T17:01:12Z2019-08-14T17:01:12Z2006-05-06http://hdl.handle.net/1843/AVFV-6WHFU5O rompimento de condutores primários energizados em redes de distribuição aéreas (RDA) quando em contato de alta impedância com solo representa um grande risco de vidas humanas e de incêndios. Os equipamentos de proteção convencionais de sobrecorrente apresentam grande limitação para detecção desse tipo de falta, uma vez que não se sensibilizam para valores de corrente abaixo ou próximo do valor de corrente de carga. Desde a década de 70, vários métodos e equipamentos foram propostos para solucionar o problema. Apesar do avanço no estudo do problema e na probabilidade de detecção dessas faltas, esses métodos não apresentam alta confiabilidade e segurança em termos de detecção. Além disso, nesses métodos, não há como localizar a falta na subestação apenas pelo sistema de proteção. Entretanto, alguns estudos recentes propõem a detecção do rompimento de condutores pelo desequilíbrio de tensão. O método propõe a instalação de sensores em pontos estratégicos do alimentador os quais detectam o desequilíbrio de tensão causado pelo rompimento de condutor primário, tendo como parâmetro de monitoramento a tensão de seqüência zero. Dentre as vantagens desse método, pode-se destacar a sua confiabilidade e segurança na detecção dessas faltas, independentemente da dinâmica do cabo ao solo, da aleatoriedade e valor da corrente de falta e se o cabo está caído do lado fonte ou carga. Assim, é proposto neste trabalho um algoritmo de localização de falta de fase em alimentadores de distribuição, visando a proteção contra rompimento de condutores primários energizados ao solo com característica de faltas de alta impedância para a rápida atuação do Centro de Operação da Distribuição (COD). O algoritmo trabalha com uma lógica de caminhamento de redes de distribuição com barras não direcionais. Foram realizadas várias simulações no programa Alternative Transients Program (ATP), inclusive com uma representação de um alimentador real da CEMIG, sendo localizadas as faltas num programa desenvolvido no MatLab®, apresentando resultados satisfatórios. Além da localização desse tipo de falta, dependendo do nível de proteção exigido, o método permite distinguir um rompimento de condutor de uma atuação monofásica de equipamentos de proteção como fusíveis, e localizá-lo de imediato. Isso reduzirá o tempo de restabelecimento de energia para as concessionárias para ambos tipos de defeito, além de proporcionar maior nível de segurança para a população quando da ocorrência de faltas de alta impedância com rompimento de condutores primários do alimentador.The breakage of energized conductors of distribution aerial networks (RDA) in the event of phase-conductors contacting the soil through high values of fault impedances represents a serious risk of fire and a threat to human lives. The conventional overcurrent protection devices usually involves significant limitations concerning detection of this nature of fault since these devices are not sensitive to values of current that are bellow or very close to load currents. Several methods and equipment have been proposed in order to solve this problem since 1970s. Despite studies have been providing a better understanding of the problem and despite the increase of the probabilities of detecting these faults, the mentioned methods do not involve enough confidence and security in terms of fault detection. Besides, in these methods the protection system alone is not able to locate the fault in the substation by itself. However some recent studies propose the detection of broken conductors by means of voltage unbalance. The method recommends the installation of sensors at strategic points of the feeder, which detect the voltage unbalance caused by broken conductors taking the zero-sequence voltage as the monitoring parameter. Among the advantages of this method it can be mentioned its reliability and security with respect to the detection of this nature of faults, no matter which is the dynamic of the conductor towards soil surface or the value and the randomness of the fault current or even the point of the conductor rupture (load or source side of the line). In this way, an algorithm for phase-fault location in distribution feeders is proposed in this work. The algorithm focus on the protection against the rupture and drop of energized primary conductors under high impedance fault condition in such a way that the Distribution Operation Center (COD) may promptly interfere. The algorithm involves a route logic of distribution networks for non-directional bars. It were performed several simulations using Alternative Transients Program (ATP) including the modeling of a real CEMIGs feeder. A program developed in MatLab® language was used in order to locate the faults. In all cases, the algorithm indicated correctly the location of faults. In addition to the localization of this kind of fault and taking into account the required protection level, the method is able to make difference between a broken conductor and a single phase trip of the protection equipment (a fuse-link melting, for example) locating the fault immediately after it occurs. This will reduce the time delay to restore the energy supply for both kinds of faults, besides providing a higher security level for people in case of occurrence of high impedance faults caused by rupture of the primary conductors of the feeder.Universidade Federal de Minas GeraisUFMGEngenharia eletricaEngenharia elétricaFaltas de alta impedância: detecção e localização de rompimento de condutores em circuito primário de redes aéreas de distribuição baseado em desequilibrio de tensãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALversaofinaldilzairalvimar.pdfapplication/pdf1484738https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/AVFV-6WHFU5/1/versaofinaldilzairalvimar.pdf031fd2861e2deb5d0173322588795dbaMD51TEXTversaofinaldilzairalvimar.pdf.txtversaofinaldilzairalvimar.pdf.txtExtracted texttext/plain324391https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/AVFV-6WHFU5/2/versaofinaldilzairalvimar.pdf.txt2e692a37094833102636b9f659efa61cMD521843/AVFV-6WHFU52019-11-14 13:44:05.553oai:repositorio.ufmg.br:1843/AVFV-6WHFU5Repositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2019-11-14T16:44:05Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
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