Análise de uma nova proposta para identificação de faltas de alta impedância em redes aéreas de distribuição

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Hélio Rubens Jacob da
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/28748
http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.122
Resumo: High impedance fault detection (FAIs) has been a formidable challenge for power distribution systems. In general, FAIs are associated with the primary conductors of the distribution network when exposed to objects such as trees, buildings or even the ground in the event of a conductor rupture. This type of fault does not, in fact, produce sufficiently high currents for the correct detection of overcurrent in protective equipment, such as fuse breakage, automatic closing of reclosers and disconnectors. In these situations, where the occurrences of FAIs are directly associated with the breakdown of live conductors, the resulting high fault impedance current is not high enough and the overcurrent equipment upstream will not detect over there. Consequently, the conductor will remain energized on the ground with voltages from a few hundred to several tens of thousands of volts, endangering the lives of people and animals. Since the 1970s, several studies have been conducted to find a suitable technology for detecting FAIs. In these studies, each with a different approach to the problem, the most varied of techniques were used, however, these techniques did not present high reliability and safety in terms of detection and differentiation between an occurrence of an FAI and events common to distribution lines as load shifting or capacitor bank switching. Thus, the present work brings a new proposal using the characteristic of the interharmonic signature present in the current signal of this type of fault. To verify the efficiency of the proposal, a prototype of a recloser with an intelligence developed to detect these signatures was built and several tests on different types of soils were carried out within a field test built specifically for this purpose. The results showed that the proposed technique is very promising.
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This type of fault does not, in fact, produce sufficiently high currents for the correct detection of overcurrent in protective equipment, such as fuse breakage, automatic closing of reclosers and disconnectors. In these situations, where the occurrences of FAIs are directly associated with the breakdown of live conductors, the resulting high fault impedance current is not high enough and the overcurrent equipment upstream will not detect over there. Consequently, the conductor will remain energized on the ground with voltages from a few hundred to several tens of thousands of volts, endangering the lives of people and animals. Since the 1970s, several studies have been conducted to find a suitable technology for detecting FAIs. In these studies, each with a different approach to the problem, the most varied of techniques were used, however, these techniques did not present high reliability and safety in terms of detection and differentiation between an occurrence of an FAI and events common to distribution lines as load shifting or capacitor bank switching. Thus, the present work brings a new proposal using the characteristic of the interharmonic signature present in the current signal of this type of fault. To verify the efficiency of the proposal, a prototype of a recloser with an intelligence developed to detect these signatures was built and several tests on different types of soils were carried out within a field test built specifically for this purpose. The results showed that the proposed technique is very promising.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorDissertação (Mestrado)A detecção de faltas de alta impedância (FAIs) tem sido um formidável desafio para os engenheiros que trabalham diretamente com a distribuição da energia elétrica. Em geral, as FAIs estão associadas com os condutores primários da rede de distribuição, quando estes entram em contato com objetos como árvores, construções ou até o solo, no caso da ruptura de um condutor. Esse tipo de falta, de fato, não produz correntes suficientemente altas para a correta atuação dos equipamentos convencionais de proteção contra sobrecorrente, como chaves fusíveis, religadores automáticos e chaves seccionalizadoras. Nestas situações, em particular quando da ocorrência de FAIs associadas com a ruptura de condutores energizados, a corrente da falta de alta impedância não é suficientemente alta e o equipamento de proteção contra sobrecorrente, situado à montante desta, não irá detectá-la. Consequentemente, o condutor irá permanecer energizado no solo com tensões a partir de poucas centenas a várias dezenas de milhares de volts, colocando em risco as vidas de pessoas e animais. Desde a década de 70, vários estudos foram conduzidos no intuito de se encontrar uma tecnologia adequada para a detecção de FAIs. Nestes estudos, cada qual com uma abordagem diferente para o problema, foram utilizadas as mais variadas técnicas, entretanto, tais técnicas não apresentaram alta confiabilidade e segurança em termos de detecção e diferenciamento entre a ocorrência de uma FAI e eventos comuns às redes de distribuição, como chaveamentos de cargas ou de banco de capacitores. Dessa forma, o presente trabalho faz a análise de uma nova proposta utilizando a característica da assinatura inter-harmônica presente no sinal de corrente deste tipo de falta. Para se verificar a eficiência da proposta, o protótipo de um religador com uma inteligência desenvolvida para detectar essas assinaturas foi construído e vários testes, em diferentes tipos de solos, foram realizados dentro de um campo de testes construído especificamente para este fim. Os resultados obtidos mostraram que a nova técnica desenvolvida é bastante promissora.Universidade Federal de UberlândiaBrasilPrograma de Pós-graduação em Engenharia ElétricaMacedo Junior, José Rubenshttp://lattes.cnpq.br/4480967220539652Gondim, Isaque NogueiraMiranda Filho, JacquesSilva, Hélio Rubens Jacob da2020-02-17T12:13:05Z2020-02-17T12:13:05Z2020-01-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSILVA, Hélio Rubens Jacob da. Análise de uma nova proposta para identificação de faltas de alta impedância em redes aéreas de distribuição. 2020. 102 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.122https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/28748http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.122porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2021-09-21T18:16:33Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/28748Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2021-09-21T18:16:33Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
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