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Análise de novos relés para detecção de ilhamento de geradores síncronos distribuídos

Processo: 06/03031-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de setembro de 2006
Vigência (Término): 31 de agosto de 2007
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Elétrica - Sistemas Elétricos de Potência
Pesquisador responsável:José Carlos de Melo Vieira Júnior
Beneficiário:Daniel Queiroz Vasconcelos Cunha
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Geração distribuída   Redes de distribuição de energia elétrica   Proteção de sistemas elétricos   Máquinas síncronas   Estabilidade   Detecção de ilhamento

Resumo

Geradores síncronos conectados em redes de distribuição de energia elétrica estão sujeitos a operarem de forma ilhada durante contingências. Ilhamento ocorre quando uma parte da rede de distribuição torna-se eletricamente isolada da fonte de energia principal (subestação), mas continua a ser energizada por geradores distribuídos conectados no subsistema isolado. A prática atualmente utilizada pelas concessionárias e recomendada nos principais guias técnicos é desconectar todos os geradores tão logo ocorra um ilhamento. Tipicamente, é necessário detectar uma situação de ilhamento em menos de 2 segundos. Os métodos mais comuns e baratos para detectar ilhamento compreendem relés baseados em medidas de freqüência (sub/sobrefreqüência, taxa de variação de freqüência e “salto de vetor”) e o relé de tensão. No entanto, esses relés podem falhar se os níveis de desbalanço de potência ativa e reativa no subsistema ilhado forem pequenos. Portanto, o objetivo deste projeto de iniciação científica é investigar a potencialidade de novos sinais para detectar ilhamento, como forma de substituição ou complementação aos dispositivos de proteção anti-ilhamento convencionais. Os sinais investigados serão a variação da potência ativa fornecida pelo gerador em relação ao tempo (dP/dt), a variação de potência ativa fornecida pelo gerador pela variação da freqüência elétrica (dP/df) e a variação da tensão terminal pela variação da freqüência elétrica ou vice-versa (dV/df ou df/dV). A investigação será baseada no levantamento de um conjunto de curvas relacionando tempo de detecção e desbalanço de potência ativa/reativa e no conceito de desbalanço crítico de potência ativa/reativa. Tais curvas serão obtidas usando simulação dinâmica não-linear trifásica considerando diferentes perfis de carga-geração na rede ilhada. (AU)