Ferramenta automática para diagnóstico das operações de proteção de distância em linhas de transmissão

• Autor(a) principal: Matheus Henrique Couto Bueno
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/38663
• topic: Redes de Petri temporais coloridas; Redes de Petri; Correlação; Diagnóstico de falta; Proteção de sistemas elétricos; Proteção de distância; Engenharia elétrica; Energia elétrica - Proteção; Redes de petri; Sistemas elétricos de potência

O advento de novas tecnologias nos campos de automação e inteligência computacional têm contribuído para o crescente aumento de complexidade dos sistemas elétricos de potência (SEP). Embora esses recursos criem facilidades para a operação da rede elétrica, aumentando o entendimento situacional de seus operadores, eles introduzem também novos desafios às concessionárias de energia elétrica. Em especial, na ocorrência de uma falta, as equipes de engenharia são inundadas com um grande volume de informações geradas pelas telemetrias do circuito, dificultando o entendimento do estado operativo do sistema, a tomada de decisões adequadas de operação e a avaliação do evento. Por isso, este trabalho propõe uma metodologia para diagnóstico das operações da função de distância de dispositivos de proteção em linhas de transmissão, como intelligent electronic devices (IEDs), objetivando a simplificação das avaliações pós-faltas pelas equipes de engenharia e do processo de confecção de relatórios sobre a ocorrência para as agências reguladoras. Essa metodologia é desenvolvida utilizando uma técnica model-based com raciocínio de consistência, baseada na simulação de um comportamento de referência para os equipamentos em diagnóstico frente às condições da ocorrência e na comparação dos resultados desse processo com as informações extraídas de campo, em busca de inconsistências. Para tanto, as dinâmicas intrínsecas aos dispositivos de proteção de distância foram tratadas com Redes de Petri Temporais Coloridas (CTPNs), uma ferramenta matemática e gráfica para solução de problemas concorrentes, assíncronos, distribuídos e/ou estocásticos, e a comparação dos sinais simulados através de um assessment score, que combina diferentes técnicas de determinação de igualdade de forma de ondas através do uso de correlação cruzada e dos deslocamentos temporais entre sinais. A abordagem proposta habilita a avaliação de múltiplas formas de onda digitais de IEDs, ao mesmo tempo em que garante a robustez da análise frente às variações de parâmetros e configurações das redes elétricas. Ela foi validada por meio de simulações de transitórios eletromagnéticos no Alternative Transient Program (ATP) utilizando o sistema elétrico proposto pelo IEEE para teste de modelos de relés. Por fim, a abordagem desenvolvida foi utilizada, com sucesso, para avaliação de dois eventos reais de uma transmissora de energia elétrica, mostrando sua aplicabilidade em cenários práticos.