Análise de desempenho de relés de proteção com hardware process bus

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Melo, Andre Felipe Silva
• Orientador(a): Dreyer, Uilian José
• Banca de defesa: Rambo, Marcos Vinicio Haas , Dreyer, Uilian José , Netto, Ulisses Chemin
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Sistemas de Energia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Sistemas de energia elétrica - Automação; Redes elétricas inteligentes; Relés de proteção; Ethernet (Redes locais de computadores); Electric power systems - Automation; Smart power grids; Protective relays; Ethernet (Local area network system)
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26300

A busca por novas tecnologias para tornar os sistemas de automação de subestações (SAS) mais eficientes é contínua. A norma IEC 61850 têm garantido a melhoria contínua da gestão do sistema de potência em diferentes níveis. A parte 9-2 da norma define o perfil do protocolo Sampled Values (SV) e com ele surge a possibilidade da substituição do método de medição convencional, baseado em cabos de cobre, por uma rede Ethernet chamado de Process Bus (PB). A implementação do PB não depende apenas da mudança da instrumentação convencional do pátio, mas também da adaptação da arquitetura dos dispositivos eletrônicos inteligentes ao novo tipo de entrada de dados. Esta pesquisa tem como objetivo a investigação dos efeitos da implementação do PB sobre o desempenho dos relés de proteção, como, por exemplo, os efeitos sobre a amplitude, o espectro de frequência e defasamento angular dos sinais medidos. Foram apresentados, ainda, os aspectos que devem ser considerados durante o processo de engenharia e de projeto de soluções PB de acordo com o guia de aplicação IEC61850-9-2LE e a norma IEC61869-9. As investigações foram realizadas utilizando uma arquitetura de teste laboratorial composta por um relé convencional de distância e dois relés PB do mesmo modelo. Quanto à sincronização de tempo, os dispositivos foram sincronizados via protocolo IEEE1588 (PTP) para garantir a precisão do tempo necessária. Os estudos de caso realizados incluem a simulação de uma linha de transmissão, sob condição de falta no software ATPDraw, dados coletos em campo, como, a curva de inrush de um transformador de média tensão e os tempos de atuação de uma proteção de distância. A principal contribuição desta pesquisa é, apresentar o efeito de reamostragem do sinal SV, que não é considerado pelas normas de PB, os relés PB apresentam um sinal de entrada deslocado em comparação ao relé convencional o que impacta nas análises e detecção de falhas, principalmente em sistemas mistos. O tempo final de atuação da proteção é aumentado em aproximadamente 9 ms devido ao atraso da rede e o metodo de processamento do relé de PB. Esse atraso precisa ser considerado nos estudos de proteção antes da implementação. Caso contrário, pode resultar em um impacto significativo na coordenação, seletividade e ciclo de vida dos ativos.