A Localização de Faltas em Linhas de Transmissão

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Turma: S02

Proteção de Sistemas

Localização de Faltas em Linhas de Transmissão

Fernanda Rodrigues Braga

Curitiba,

2016.

1. INTRODUÇÃO

        O correto aproveitamento dos recursos energéticos do país garantem desenvolvimento econômico e social para o mesmo. Para tanto, os Sistemas Elétricos de Potência, que têm a função de gerar, transportar e distribuir a energia elétrica, devem garantir que o fornecimento de energia seja de qualidade e confiável. Entretanto, podem ocorrer faltas no SEP que afetam essa dinâmica, sendo que as Linhas de Transmissão são os elementos mais suceptíveis a essas ocorrências. Isto posto, os objetos de estudo deste trabalho são os métodos utilizados para a localização de faltas nas linhas de transmissão, para assim, diminuir os problemas que essas faltas acarretam.

2. LOCALIZAÇÃO DE FALTAS À FREQUÊNCIA FUNDAMENTAL

2.1 Localização com dados de um único terminal

Baseando-se na determinação da impedância aparente da linha de transmissão analisando-se a partir do local de medida durante o instante de falta, estão os algoritmos que utilizam dados de um único terminal da linha de transmissão.

Originados em um dos terminais da linha de transmissão, os parâmetros da linha, fasores de frequência fundamental de tensão e corrente fornecem a impedância necessária para se gerar os algoritmos de detecção de falta.

A principal vantagem de se utilizar esse modelo de algoritmo é sua atuação off-line, que simplifica os requisitos de comunição para os localizadores de falta. Porém, este modelo está sujeito a erros devido às correntes provenientes do outros, possíveis, terminais aos quais a linhas está conectada e, também, à resistência de falta. Não obstante, faz-se necessária a identificação do tipo de falta ocorrida, pois cada tipo de falta possui equacionamento diferenciado.

Portanto, para separar a rede faltosa em redes derivadas, utilizou-se a teoria da superposição.

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Com isso, o equacionamento proposto é baseado no cálculo da razão entre a reatância de falta da linha e a reatância total da linha, onde esta razão determina a posição da falta.

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Onde:

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Ainda, têm-se:

 – Reatância de falta na linha.[pic 8]

 – Reatância total na linha.[pic 9]

 – Corrente pós-falta no terminal R.[pic 10]

 – Tensão pós-falta no terminal local.[pic 11]

Por este equacionamento é possível localizar a posição da falta pela medida de dois ângulos, que pode ser realizada por contadores digitais.

        2.2 Localização com dados de múltiplos terminais

A distância da falta é obtida a partir do equacionamento dos vetores trifásicos de tensão e corrente com o uso da matriz trifásica de impedância série da linha, sendo desprezado o efeito da capacitância.

As vantagens desta metodologia vão desde a maior precisão de resultados, independência da impedância de falta até a independência de mudanças que podem ocorrer na configuração do sistema elétrico de potência. Todavia, para sua utilização é necessário que haja comunicação entre os terminais euma sincronização precisa entre eles. Também apresenta menor precisão em se tratando de linhas de transmissão longas e, ainda, necessita de um método de determinação de ângulos de fase das tensões e correntes em relação a um eixo em comum entre os terminais.

O método considera linhas de dois ou três terminais. Para linhas de dois terminais com dados sincronizados, têm-se

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        Onde:

 – Vetor de tensão trifásica no terminal local.[pic 13]

 – Vetor de corrente trifásica no terminal local.[pic 14]

 – Vetor de tensão trifásica no terminal remoto.[pic 15]

 – Vetor de corrente trifásica no terminal remoto.[pic 16]

 – Matriz trifásica de impedância série da linha.[pic 17]

 – Comprimento da linha.[pic 18]

 – Distância da falta.[pic 19]

O valor de  é calculado através do método de mínimos quadrados.[pic 20]

3. LOCALIZAÇÃO DE FALTAS COM TRANSITÓRIOS DE ALTA FREQUÊNCIA OU MÉTODO DE ONDAS VIAJANTES

Algoritmos baseados na determinação do tempo de viagem da onda de tensão ou corrente do ponto de falta ao terminal de monitoramento e na velocidade de propagação da onda viajante na linha, a qual é função dos parâmetros desta.

O conceito de onda viajante afirma que esta é causada a partir de qualquer distúrbio em uma linha de transmissão, deslocando-se no sentido das extremidades da linha até, por fim, ser atenuada pelas perdas na linha.