Localização de faltas em linhas de transmissão de extra-alta tensão: teoria e aplicação de algoritmos com base em fasores

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: QUEIROZ, Guilherme Bertuol Rodrigues de
• Orientador(a): SILVEIRA, Paulo Marcio da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Itajubá
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia Elétrica
• Departamento: IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Faltas; Linhas de transmissão; Extra-alta tensão; Sistema elétrico de potência; Estimação de fasores; Algoritmos de localização de faltas; Linhas não transpostas; Modelo de parâmetros distribuídos; Resistência de falta; Resistividade do solo e componente DC de decaimento exponencial.
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA
• Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3909

Os algoritmos de localização de faltas apresentam diferentes formulações, requisitos de dados e parâmetros, que os tornam aplicáveis, ou não, à um cenário específico. A compreensão desses requisitos e dos erros característicos em diversos cenários distintos é essencial para permitir a seleção da abordagem mais apropriada. Este trabalho apresenta diversos algoritmos de localização de falta com base em fasores, de um e de dois terminais, analisando os seus desempenhos em casos de faltas reais e faltas simuladas em Linhas de Transmissão de Extra-Alta Tensão. Os algoritmos apresentados foram implementados em um software em ambiente MATLAB ®, para análise das faltas simuladas pelo ATPDraw™ e para a análise das faltas reais a partir dos arquivos gerados pelos Relés de Proteção e Registradores Digitais de Perturbação. Os resultados dos desempenhos dos algoritmos foram compilados em gráficos para análise. Foram avaliados os desempenhos para diferentes tipos de faltas, considerando diversas fontes de erro. Os algoritmos de um terminal utilizados apresentam recursos para reduzir o erro provocado pela resistência de falta, combinada com a corrente de carga e a não homogeneidade do sistema. Os algoritmos de dois terminais solucionam esse problema e apresentam recursos para reduzir o erro por falha de sincronismo. Entretanto, os algoritmos que utilizam a abordagem de componentes simétricos podem apresentar erros consideráveis nos casos de Linhas de Transmissão não transpostas ou com segmentos longos sem transposição. Para esses casos, foram utilizadas abordagens matriciais. A apresentação teórica dos algoritmos e os resultados das simulações possibilitam indicar a solução mais viável com base nos requisitos de parâmetros, nos dados de entrada disponíveis e nos efeitos das diferentes fontes de erros presentes em cada caso, aprimorando as estimativas de localização de faltas. Quadros apresentando os efeitos das fontes de erros e os requisitos de dados e parâmetros foram elaborados para subsidiar essa escolha. Uma estimativa de localização de falta mais precisa reduz o tempo e o custo para inspeção da Linha de Transmissão, reduzindo o tempo de restauração do sistema, contribuindo para segurança das pessoas, do meio ambiente e do sistema de transmissão. Além de evitar possíveis penalidades financeiras por indisponibilidade dos equipamentos ou indenizações. Palavras-chave: Faltas, Linhas de Transmissão, Extra-Alta Tensão, sistema elétrico de potência, estimação de fasores, algoritmos de localização de faltas, linhas não transpostas, modelo de parâmetros distribuídos, resistência de falta, resistividade do solo e componente DC de decaimento exponencial.