Detecção e localização de faltas em sistemas elétricos de distribuição usando abordagem inteligente baseada em análise espectral de sinais

Zamboni, Lucca

doi:10.11606/t.18.2013.tde-27112013-110022

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“…(b) contato de objetos, animais ou árvores com as redes elétricas; (c) manutenção inadequada, defeito e deterioração de equipamentos e componentes do sistema elétrico (ZAMBONI, 2013). As faltas temporárias são aquelas que são extintas após as tentativas de religamento da rede pelo sistema de proteção, e estão, tipicamente, associadas a descargas atmosféricas, ventanias e contato de objetos, animais ou árvores com as redes elétricas.…”

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

Cavalcante¹

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A ata de defesa, com as respectivas assinaturas dos membros da Comissão Julgadora, encontra-se no processo de vida acadêmica do aluno. Ao meu pai, Adirson AGRADECIMENTOSAgradeço, À Deus, pela vida e família.Ao professor Madson Côrtes de Almeida pela oportunidade, confiança, incentivo e dedicada orientação.À minha mãe, Penha; minha irmã, Paula e meus irmãos, Adirson e Addson pela paciência, incentivo e apoio incondicional para que esse projeto fosse concretizado.À Lauren pela paciência, carinho e compreensão pelos momentos que estive ausente.Aos professores e funcionários do DSE que colaboraram de alguma forma para a realização desse trabalho.Aos amigos e colegas do DSE, em especial ao LE 19 e LE 23.À Unicamp por fornecer toda estrutura para a realização desse projeto de pesquisa de doutorado.À FAPESP pelo apoio financeiro. RESUMOEntre 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 de...

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