Técnicas para localização de defeitos em sistemas modernos de distribuição de energia elétrica

Autor(es)

Paulo Anderson Holanda Cavalcante

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
• Data de defesa: 2016-12-21

Membros da banca

Madson Cortes de Almeida; Mário Oleskovicz; Carlos Alberto de Castro Junior; Fernanda Caseño Trindade Arioli; Manoel Firmino de Medeiros Júnior

• Orientador: Madson Cortes de Almeida

Resumo

Entre os principais fatores que deterioram a confiabilidade de sistemas de energia e a qualidade da energia elétrica entregue pelas concessionárias, está a ocorrência de faltas. Esses eventos causam distúrbios e desligamentos, temporários e permanentes, não programados na rede elétrica, resultando na elevação dos custos operacionais das concessionárias. O uso de técnicas de localização de faltas em sistemas de energia permite melhorar a confiabilidade da rede e a qualidade da energia elétrica, pois viabiliza o restabelecimento mais rápido do fornecimento de energia, bem como, pode apontar ações capazes de reduzir a ocorrência de defeitos. Nesse contexto, esta tese investiga técnicas para a localização de faltas em sistemas modernos de distribuição de energia elétrica, caracterizados pela presença de geradores distribuídos e infraestrutura de monitoramento. São apresentadas duas metodologias inéditas que permitem usar medições de módulos de tensões e/ou correntes, bem como medições fasoriais sincronizadas e não sincronizadas. A primeira metodologia proposta é baseada em conceitos da teoria de cálculo de curto-circuito. Nesta abordagem, as medidas de tensões e/ou correntes são usadas para estimar as variações das tensões em todas as barras da rede devidas às faltas, a partir das quais são calculados índices ponderados para todas as barras da rede que permitem identificar o local da falta. Esta metodologia possui um mecanismo de refinamento que permite localizar faltas nas barras e nos ramos com boa precisão. A segunda metodologia se baseia em técnicas de estimação de estado e em um método comumente usado na localização de faltas em linhas de transmissão. Este método requer as tensões e as correntes em ambos os terminais do ramo sob falta, as quais são obtidas pelos estimadores de estado propostos. Pseudomedidas são propostas para tornar as redes observáveis permitindo a estimação das grandezas necessárias. Na apresentação desta metodologia admite-se a disponibilidade de oscilografias de tensões e correntes em diversos pontos da rede, a partir das quais são estimados fasores sincronizados. Para a sincronização dos fasores é proposto um mecanismo simples baseado nos afundamentos de tensões devidos às faltas. As metodologias foram testadas em um sistema de distribuição real de 13,8 kV com 134 barras. Para tornar as simulações mais realistas, foram propostos mecanismos de inclusão de erros estatisticamente distribuídos nas principais grandezas que afetam o desempenho das metodologias propostas. Assim, simulações estatísticas são adotadas na avaliação de ambos os métodos (AU)

• Processo FAPESP: 11/19568-1 - Localização de Defeitos em Sistemas Modernos de Distribuição de Energia Elétrica
• Beneficiário: Paulo Anderson Holanda Cavalcante
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado