Uma nova proposta para detecção de faltas de alta impedância envolvendo a ruptura do condutor

• Autor(a) principal: Stein, Henrique
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIPAMPA
• Texto Completo: http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/4890
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS; Engenharia elétrica; Redes de distribuição de energia elétrica; Sistema elétrico de potência; Proteção de sistemas elétricos; Electrical engineering; Electricity distribution networks; Electric power system; Protection of electrical systems

As redes aéreas de distribuição de energia elétrica são sujeitas à ações de natureza climática, humana e animal. Essas ações podem causar a interrupção do fornecimento de energia pela atuação do sistema de proteção. Nesse contexto, as proteções convencionais atuam sempre que detectam uma sobrecorrente ou um surto de tensão no sistema, os quais podem ser causados por um curto-circuito, por fuga de corrente em isoladores ou por excesso de carga, entre outros fatores. Porém, existem situações em que esses dispositivos convencionais não atuam. Uma delas ocorre, por exemplo, quando um condutor da rede primária se rompe e entra em contato com alguma superfície que apresente uma resistência elétrica elevada. Esse evento é denominado Falta de Alta Impedância (FAI). Nesse tipo de falta, a corrente elétrica resultante, dependendo do terreno, pode alcançar valores próximos aos nominais, fazendo com o que os dispositivos de proteção não sejam sensibilizados. Esse problema é de muita importância, já que o condutor caído se mantém energizado, colocando em risco a vida de pessoas e animais que venham a passar no local. Diante disso, muitos estudos vêm sendo realizados para desenvolver metodologias capazes de detectar as FAIs. Entretanto, ainda não existe nenhum método robusto o suficiente para detectar faltas de alta impedância em todas as condições operacionais possíveis. Além disso, a maior parte das metodologias existentes são economicamente inviáveis para implantação em larga escala. Sendo assim, este trabalho propõe uma nova técnica para detecção de FAIs que utiliza apenas os valores de corrente amostrados na subestação de energia, a qual conta com um detector de transitórios que, por sua vez, serve como gatilho para o processo de identificação da fase de buildup, característica exclusiva das formas de onda das correntes neste tipo de falta. O algoritmo proposto foi implementado no ambiente MATLAB R e testado com base em simulações realizadas no software EMTP-ATP para obtenção dos sinais de corrente utilizando modelos computacionais de simulação de FAIs encontrados na literatura. Para fins de comparação e comprovação da eficácia do método proposto, este teve sua resposta comparada com aquela obtida através de uma metodologia fundamentada na análise da corrente de sequência negativa da rede para diferentes situações de falta. Os resultados obtidos demonstram que a técnica proposta é robusta e eficaz para detecção de FAIs, uma vez que a mesma classificou corretamente a ocorrência de faltas de alta impedância na grande maioria dos casos analisados e não atuou falsamente diante de eventos transitórios comuns ao sistema, tais como energização de transformadores e chaveamento de banco de capacitores, entrada e saída de cargas.