Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Dissertações
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Tipo: Dissertação
Título: Análise de erros na impedância medida por relés de distâncias durante faltas do tipo fase-terra em linhas de circuitos paralelos
Autor(es): CHIARADIA, Júlio César Xavier
Primeiro Orientador: SILVEIRA, Paulo Marcio da
Resumo: A transferência de energia elétrica, desde a geração até os consumidores finais, é realizada através de um sistema ao qual se denomina Sistema Elétrico de Potência (SEP), o qual deve ter qualidade, confiabilidade e apresentar um baixo número de interrupções, curta duração do tempo sem energia e um rápido reestabelecimento no atendimento aos seus clientes. No que diz respeito à proteção, as Linhas de Transmissão (LT) são protegidas através de IEDs (Intelligent Electronic Devices), contendo a função ANSI 21 (distância), muitas vezes com redundância a fim de se obter maior confiabilidade na detecção e classificação das faltas e, consequentemente, na operação imediata de desligamento do trecho defeituoso. Esta dissertação de mestrado se propõe a fazer uma análise dos fatores que impactam na correta medição do relé 21, para faltas monofásicas em linhas de circuitos duplos, considerando principalmente a influência do acoplamento mútuo de sequência zero das linhas paralelas. Tal trabalho foi conduzido, primeiramente, avaliando os diversos documentos existentes na literatura, aos quais falam sobre os problemas teóricos envolvidos na correta medição do relé 21, em relação ao local do defeito. Em segundo lugar, foi utilizado o Matlab para cálculo dos erros teóricos para, em seguida, realizar simulações em uma plataforma de tempo real, no caso um Simulador Digital em Tempo Real (RTDS). O sistema considerado no Matlab e modelado no RTDS contém uma LT de 440 kV em circuito duplo (operando em paralelo), algumas vezes com um destes circuito desligado e aterrado, assim como duas fontes de alimentação nas extremidades. Entretanto, um elemento de distância sofre influência de diversos fatores, tais como: resistência de falta, infeed remoto, resistividade do solo, carregamento da linha, acoplamento mútuo de sequência zero existente em circuitos duplos que, em tese, poderiam ser minimizados utilizando-se corretas parametrizações da função 21, incluindo correntes compensadas para o caso de faltas à terra. O sistema mencionado foi modelado no simulador digital em tempo real (RTDS), incluindo os relés de proteção 21 virtuais em cada um dos circuitos da linha paralela, com o objetivo de analisar os resultados de simulações no que tange às suas medições das impedâncias durante faltas fase-terra em diferentes posições ao longo de um dos circuitos, considerando ainda diferentes valores de resistências de falta, tendo ou não um fator de compensação de mútua de sequência zero ajustados nos relés. Os valores obtidos são comparados qualitativamente com resultados teóricos calculados via rotina no MatLab e apresentados em forma de tabelas e por gráficos diversos.
Abstract: The transfer of electrical energy, from generation to final consumers, is carried out through a system, normally called the Electric Power System (EPS), which must have quality, reliability and present as few as possible interruptions with a quick reestablishment of service to its customers. Regarding protection, the transmission lines (TL) are protected by means of IEDs (Intelligent Electronic Devices), containing the ANSI 21 function (distance), often with redundancy to obtain greater reliability in the detection and classification of faults and, consequently, in the immediate operation of shutting down the section under fault of the transmission line. This master's dissertation aims to analyze the factors that impact the correct measurement of relay 21, for single-phase faults on double circuit lines, considering the influence of the mutual zero sequence coupling of the parallel lines. This work was conducted, firstly, by evaluating the various documents in the literature, which talk about the theoretical problems involved in the correct measurement of relay 21. Secondly, the program Matlab was used to calculate the theoretical errors and then carry out simulations on a real-time platform, in this case a Real-Time Digital Simulator (RTDS). The system considered in Matlab and modeled in RTDS contains a 440 kV TL double circuit (operating in parallel), sometimes with one of these circuits disconnected and grounded, as well as two power supplies at the ends. However, a distance element is influenced by several factors, such as: fault resistance, remote infeed, soil resistivity, line loading, zero sequence mutual coupling existing in double circuits which, in theory, could be minimized using correct parameterization of 21 function, including compensated currents in the case of earth faults. The mentioned system was modeled in the real-time digital simulator (RTDS), including virtual protection relays (ANSI 21 function) in each of the parallel line circuits, with the aim of analyzing the simulation results regarding impedance measurements during faults phase-to-ground in different positions along one of the circuits, also considering different fault resistance values and the mutual compensation factor set (or not) in the relays. The values obtained are qualitatively compared with theoretical results calculated by a MatLab routine and presented in the form of tables and various graphs.
Palavras-chave: Proteção de distância
Linhas de transmissão
Circuitos paralelos
Mútua de sequência zero
Parametrização do fator K0M
Resistência de falta
MatLab
RTDS
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/123456789/4077
Data do documento: 26-Mar-2024
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