Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Dissertações
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Tipo: Dissertação
Título: Proposição de implementação de medidas mitigadoras para redução do nível de curto-circuito em estudo de superação de disjuntores
Autor(es): SANTOS, Guilherme da Silva
Primeiro Orientador: COELHO, Aurélio Luiz Magalhães
metadata.dc.contributor.advisor-co1: FARIA, Ivan Paulo de
Resumo: O aumento constante na demanda de energia elétrica requer um planejamento cuidadoso da expansão da geração e da malha de transmissão, mantendo a eficiência, a segurança e a confiabilidade do sistema elétrico. A integração de novos empreendimentos introduz desafios na operação da rede devido, por exemplo, ao aumento dos fluxos de potência e das correntes de curto-circuito. Essas correntes podem, em alguns casos, exceder a capacidade nominal dos disjuntores, resultando na superação desses equipamentos. Por essa razão, deve-se avaliar a condição de suportabilidade nominal do equipamento frente às correntes de defeito no circuito onde se encontra inserido. Esse problema se verifica no Sistema Elétrico Brasileiro (SEB), que enfrenta atualmente desafios significativos devido aos elevados níveis de corrente de curto-circuito, especialmente na área elétrica do Rio de Janeiro, que possui um grande número de subestações com disjuntores superados, fato que limita, inclusive, a expansão desse sistema. Nesse sentido, esse trabalho apresenta um conjunto de análises para identificação de disjuntores superados por corrente de curto-circuito nas instalações da área Rio. Para isso, esse estudo envolveu simulações detalhadas da área do Rio de Janeiro, de modo a se obter as correntes de curto-circuito da rede de simulação. Para estas simulações, utilizou-se a ferramenta computacional de Análise de Faltas Simultâneas (ANAFAS) e realizou-se uma investigação detalhada de superação de disjuntores em uma condição real do sistema elétrico. Visando resolver a questão de superação causada pelas altas correntes de defeito, também são apresentadas as principais medidas mitigadoras comumente utilizadas no Brasil e no mundo. A efetividade na aplicação das medidas é confirmada por meio de simulações. O presente trabalho teve como principal propósito a pesquisa de soluções estruturais para serem adotadas na área do Rio de Janeiro, em substituição às medidas operativas temporárias atualmente empregadas em campo, sendo também realizada uma estimativa de investimentos para a implementação das soluções definitivas. A relevância desse trabalho se estende à aplicação prática das medidas propostas nas subestações da área Rio, considerando o horizonte de análise atual e uma configuração futura desse sistema elétrico.
Abstract: The constant growth in electrical power demand requires careful planning to expand the generation power plants and the transmission lines while maintaining the efficiency, safety, and reliability of the electrical system. The integration of new projects introduces operational challenges to the electrical grid, such as increased power flows and short-circuit currents. In some instances, these currents may exceed the rated capacity of circuit breakers, resulting in their being overstressed. Therefore, it is imperative to assess the equipment’s rated withstand capability against the fault currents in the circuit where it is installed. The Brazilian Electric System (SEB) currently confronts significant challenges, particularly concerning high levels of short-circuit currents. This is especially notable in the electrical area of Rio de Janeiro, which contains numerous substations where circuit breakers have been overstressed. This situation has constrained the expansion of the system. In this context, this study entailed comprehensive simulations of the Rio de Janeiro area to determine short-circuit currents within the simulation network. To conduct these simulations, we utilized the computational program Simultaneous Fault Analysis (ANAFAS) and conducted an extensive investigation of circuit breakers being overstressed under actual electrical system conditions. To address the issue of circuit breakers being overstressed due to high fault currents, we also present the principal mitigating measures commonly employed in Brazil and worldwide. The primary objective of this study was to research structural solutions for implementation in the Rio de Janeiro area, thus replacing the temporary operational measures that have been previously utilized. Additionally, the study estimated the necessary investments for implementing these definitive solutions. The significance of this work extends to the practical application of the proposed measures within the substations of the Rio area, considering the current analysis timeframe and the future configuration of this electrical system.
Palavras-chave: Curto-circuito
Superação de disjuntores
Medidas mitigadoras definitivas
Área elétrica do Rio de Janeiro
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA::SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia Elétrica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3981
Data do documento: 15-Dez-2023
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