Comparação entre métodos para detecção e localização da área de falta de alta impedância em sistemas de distribuição

Guaracy, Paola Aragão

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Type:	Dissertação
Title:	Comparação entre métodos para detecção e localização da área de falta de alta impedância em sistemas de distribuição
Author:	Guaracy, Paola Aragão
First Advisor:	Araujo, Débora Rosana Ribeiro Penido
Co-Advisor:	Araujo, Leandro Ramos de
Referee Member:	Silva, Kleber Melo e
Referee Member:	Soares, Guilherme Márcio
Resumo:	A detecção e a localização de faltas em sistemas elétricos de potência são temas de grande importância, tanto para as concessionárias quanto para os usuários, principalmente por questões de custos e de segurança, e por isso merecem avanços e novos desenvolvimentos. O presente trabalho analisa alguns métodos de detecção e localização da área de faltas de alta impedância (High Impedance Faults - HIFs) monofásicas em sistemas de distribuição, comparando resultados obtidos em simulações por cada método. Os métodos comparados são Proteção Diferencial de Sequência Zero (PDSZ), Proteção Quasi-Diferencial de Sequência Zero (PQDSZ), Plano Operacional utilizando valores RMS (PO-RMS), o Plano Operacional utilizando valores complexos (PO-Complexo), Plano Alfa ABC, Plano Alfa de Sequência Zero e o Plano Complexo da PDSZ. Os métodos PDSZ e PQDSZ utilizam os princípios fundamentais da proteção diferencial em correntes de sequência zero para detectar e localizar HIFs. Enquanto a PDSZ utiliza medições fasoriais, a PQDSZ utiliza medições não fasoriais. Os métodos PO-RMS e PO-Complexo utilizam o plano operacional, que é uma forma de apresentar o gráfico de atuação das proteções diferenciais. Da mesma forma, o PO-RMS utiliza medidas RMS e o PO-Complexo, medidas complexas. Uma contribuição do trabalho é utilizar o plano operacional em sequência zero para detectar HIFs. O plano alfa é um plano complexo utilizado para representar a atuação das proteções diferenciais. O Plano Alfa ABC aplica a teoria de plano alfa em coordenadas de fase e o Plano Alfa de Sequência Zero, em componentes de sequência zero. Ambos utilizam medições fasoriais. Apesar de consolidado nos sistemas de transmissão, o presente trabalho propõe a utilização do plano alfa em sistemas de distribuição. O plano complexo da PDSZ é a combinação dos métodos PDSZ e plano alfa e foi proposto no presente trabalho. Simulações realizadas no sistema IEEE13 barras nos softwares PSCAD/EMTDC® e Matlab® confirmam a eficiência dos métodos para detecção de falhas em diferentes localizações, considerando a presença de diversos equipamentos do sistema de distribuição. O impacto de equipamentos e condições típicas dos sistemas de distribuição nos métodos analisados é uma contribuição deste trabalho.
Abstract:	The detection and localization of faults in power systems are issues of great importance for both electric companies and for consumers, mainly because of safety and costs. Therefore it deserves research advances. This paper analyzes some methods of detection and area location of single-phase high impedance faults (HIFs) in distribution systems, comparing simulation results of each method. The compared methods are Zero Sequence Differential Protection (ZSDP), Zero Sequence Quasi Differential Protection (ZSQDP), Operational Plan using RMS values (OP-RMS), Operational Plan using complex values (OP-Complex), ABC Alpha Plan, Zero Sequence Alpha Plan, and ZSDP Complex Plan. ZSDP and ZSQDP apply differential protection fundamental principles in zero sequence currents to detect and locate HIFs. While SZDP uses phasor measurements of zero sequence currents, ZSQDP uses non-phasor measurements. OP-RMS and OP-Complex methods use the operational plan, which is a technique to present the trip chart of differential protections. As in ZSDP and ZSQDP, OP-RMS uses RMS measurements and OP-Complex uses complex measures. A contribution of the paper is to use zero sequence operational plane to detect HIFs. The alpha plane is a complex plane used to represent the tripping process of differential protections. ABC Alpha Plane applies alpha plane theory in phase coordinates whereas Zero Sequence Alpha Plane uses measurements in zero sequence components. Both use phasor measurements. Although the alpha plane is consolidated in the transmission systems, the present work proposes the use of alpha plan in distribution systems. ZSDP Complex Plane is a combination of ZSDP and alpha plane methods and it is proposed in this paper. Simulations were performed in the IEEE13 bus system using PSCAD/EMTDC® and Matlab® softwares in order to endorse the detection efficiency of these methods for detecting failures in different locations, considering several distribution systems’ equipment. The impact of equipment and typical conditions of distribution systems on the analyzed methods is a contribution of this work.
Keywords:	Sistemas de distribuição Detecção e localização de faltas de alta impedância Medições fasoriais e não fasoriais Coordenadas de fase Componentes de sequência zero Distribution systems Detection and location of high impedance faults Phasor and non-phasor measurements Phase coordinates Zero sequence components
CNPq:	CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Language:	por
Country:	Brasil
Publisher:	Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials:	UFJF
Department:	Faculdade de Engenharia
Program:	Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Access Type:	Acesso Aberto
URI:	https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/9803
Issue Date:	27-Feb-2019
Appears in Collections:	Mestrado em Engenharia Elétrica (Dissertações)

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