Proposição de uma nova técnica para detecção de faltas de alta impedância em redes de média tensão

• Autor(a) principal: Stein, Henrique
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIPAMPA
• Texto Completo: http://dspace.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/1052
• topic: Electrical engineering; Distribution networks of electric energy; Electrical power systems; Transitory (Electricity); Engenharia elétrica; Redes de Distribuição de energia elétrica; Sistemas elétricos de potência; Transitórios (Eletricidade); CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::TRANSMISSAO DA ENERGIA ELETRICA, DISTRIBUICAO DA ENERGIA ELETRICA

Os sistemas de distribuição de energia elétrica, principalmente os aéreos, estão sujeitos a ação do tempo, das pessoas e dos fenômenos naturais. Essas ações podem causar a interrupção do fornecimento de energia pela atuação do sistema de proteção, seja por acidente, por descargas atmosféricas, por defeitos em equipamentos, entre outros. As proteções convencionais atuam sempre que detectam uma sobrecorrente no sistema, a qual pode ser causada por um curto-circuito, por fuga de corrente em isoladores ou por excesso de carga. Porém existe uma situação em que esses dispositivos não atuam. Isso ocorre 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). Nessas condições, a corrente de falta resultante, dependendo do terreno, pode alcançar valores próximos aos nominais, fazendo com o que os dispositivos de proteção não atuem. 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 feitos para desenvolver metodologias capazes de detectar as FAIs. Entretanto, ainda não existe nenhum método robusto o suficiente que seja capaz de 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 FAIs que utiliza apenas os valores de corrente amostrados na subestação de energia. Essa técnica conta com um detector de transitório e é capaz de classificar uma FAI através da característica de buildup da corrente, a qual é própria desse tipo de falta. A detecção de um transitório é feita com base no cálculo das distâncias euclidianas entre dois pontos no plano formado pelas amostras do sinal de corrente e o respectivo valor da primeira função-diferença desse sinal. Uma vez que esse parâmetro sofre um incremento considerável quando da ocorrência de um distúrbio na rede, um evento ou transitório fica caracterizado sempre que o valor das referidas distâncias torna-se maior do que um valor limite, dado segundo funções estatísticas calculadas para uma janela de dados contendo valores passados deste parâmetro. Determinada a ocorrência de um transitório na rede, inicia-se o processo de classificação de faltas de alta impedância. Neste processo é identificada a característica de buildup do sinal de corrente, a qual permanece por alguns ciclos do sinal. O algoritmo proposto foi testado com base em simulações realizadas no EMTP/ATP para obtenção dos sinais de corrente, utilizando modelos computacionais de simulação de FAIs encontrados na literatura. Já o algoritmo foi implementado no ambiente MATLAB R○. Os resultados obtidos demonstram que a técnica proposta é robusta e eficaz para detecção de FAIs, uma vez que esta classificou corretamente a ocorrência de faltas de alta impedância em todos os casos analisados.