Um Método baseado em cruzamentos por zero para localização de faltas de alta impedância em redes aéreas de distribuição

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: PAYE, Juan Carlos Huaquisaca
• Orientador(a): VIEIRA , João Paulo Abreu
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Pará
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
• Departamento: Instituto de Tecnologia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: FAI (Faltas de alta impedância); Cruzamentos por zero; Redes aéreas de distribuição de energia elétrica
• Palavras-chave em Inglês: High Impedance faults (HIFs),; distribution networks; zero-crossings
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
• Link de acesso: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16776

A localização de faltas de alta impedância (FAI) é um problema de confiabilidade cada vez mais relevante na distribuição de energia elétrica. O desenvolvimento de métodos práticos e acurados de localização de falta, que utilizam sinais de tensão e corrente registrados apenas no relé localizado no terminal do alimentador, é vital para reduzir o tempo e o custo de restauração de interrupções de longa duração. Contudo, a necessidade de estimar tanto os parâmetros do modelo de falta quanto o sinal de corrente de falta pode comprometer a acurácia e a praticidade dos métodos existentes de localização de FAI. Isto deve-se a maior quantidade de parâmetros que necessitam ser estimados quando um modelo de FAI é incluído na formulação, bem como ao pressuposto de que as correntes de cargas nas barras da rede são constantes durante um intervalo pré e pós FAI. Em outras palavras, o uso do modelo e da forma de corrente de FAI implica que o método de localização depende das características e magnitudes aleatórias da corrente de falta, as quais são determinadas pelas condições ambientais, técnicas e pelo tipo de superfície onde ocorre a FAI, isso inclui até mesmo a forma como o contato entre a superfície e o condutor ocorre. Esta tese propõe um método iterativo independente de modelo de falta e da forma de onda da corrente da FAI, que baseia-se em cruzamentos por zero, para localizar FAI em redes aéreas de distribuição de energia elétrica. Dois insights sobre as relações de sinais senoidais de tensão são fornecidos para eliminar a necessidade de estimar parâmetros do modelo de falta e o sinal de corrente de falta no processo de localização de FAI. O primeiro insight é baseado em cruzamentos por zero do sinal de queda de tensão (por unidade de comprimento) calculado para estimar dois parâmetros do sinal de tensão no ponto de falta. O outro insight baseia-se no cruzamento por zero do sinal de tensão no ponto de falta, no qual os dois parâmetros foram previamente estimados, para calcular a distância da falta a partir do k-ésimo nó. Resultados de simulação em um alimentador teste modificado de 34 nós do IEEE validam a alta acurácia e a robustez do método proposto, considerando o efeito de diversos fatores na estimativa da distância da FAI. Além disso, o desempenho de convergência do método proposto é avaliado.