Caracterização e modelagem de oscilações de potência para testes em relés de distância

• Autor(a) principal: Johnny Souza Andrade
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/34979
• topic: Bloqueio por oscilação de potência; Modelo de oscilação de potência; Perda de sincronismo; Taxa de variação da impedância; Trajetória da impedância; Engenharia elétrica; Impedância (Eletricidade); Relés elétricos

As perturbações sistêmicas que afetam o balanço carga-geração podem ocasionar a aceleração ou o atraso do ângulo do rotor dos geradores síncronos em relação à frequência síncrona, dando origem às oscilações de potência. O impacto deste fenômeno nos terminais das linhas de transmissão consiste essencialmente em flutuações dos valores de tensão e corrente, podendo ocasionar atuação indevida da função de distância (ANSI 21) em relés de proteção. De forma a impedir esta situação, a detecção do fenômeno e a tomada de decisão são feitas por meio de funções específicas destinadas ao bloqueio (ANSI 68) e disparo (ANSI 78) por oscilação de potência. Com o objetivo de se analisar a ocorrência do fenômeno e possibilitar a execução de testes de algoritmos das funções 68-78, foram realizados neste trabalho a caraterização das principais grandezas que são afetadas durante oscilações de potência e o equacionamento analítico e numérico de dois modelos de teste destinados à geração de sinais de tensão e corrente. A caracterização compreendeu implementação no MATLAB® e validação no Alternative Transients Program (ATP) das grandezas instantâneas e fasoriais corrente, tensão, potência ativa, potência reativa, impedância e velocidade da impedância, durante oscilações. A geração de sinais de oscilação de potência em softwares não-comerciais é geralmente limitada, pois a parametrização de tempos, velocidades de impedância e trajetórias podem não estar disponíveis. Os dois modelos (sistemas teste) equacionados neste trabalho possibilitam simulação de oscilações de potência estáveis, instáveis e em especial com trajetórias editáveis, de forma parametrizável pelo usuário. A leitura dos sinais gerados e a posterior tomada de decisão (bloqueio, desbloqueio ou trip) é realizada pelas funções de proteção 68-78, implementadas por meio dos algoritmos “Método das Características Concêntricas” e “Método da Variação da Tensão do Centro Elétrico”, os quais são comparados. Os resultados obtidos demonstraram-se satisfatórios, nos diversos casos simulados, dado que os sinais instantâneos gerados conseguiram realizar a trajetória de impedância parametrizada e o fenômeno pôde ser corretamente identificado por ambos algoritmos.