Algoritmo de alto desempenho para proteção numérica de linhas de transmissão imune a oscilações de potência
Resumo
Neste trabalho propõe-se uma nova metodologia de proteção de linhas de transmissão,
tolerante as oscilações de potência. O algoritmo desenvolvido tem a capacidade de detectar,
classificar e localizar todos os tipos de faltas, com e sem a presença de oscilações de potência,
inclusive aquelas que produzem altos valores de resistência de falta. Em uma primeira etapa
com o emprego do método de ajuste de curvas por mínimos quadrados desenvolve-se um
estimador para localizar a posição das faltas. Para fins de proteção, este é modelado por meio
de um circuito R-L série representado por suas equações diferenciais. Em uma segunda etapa
são apresentadas as principais causas das oscilações de potência, bem como suas
consequências para os relés de distância de linhas de transmissão. Ainda neste contexto, são
apresentadas, analisadas e comparadas algumas técnicas destinadas a minimizar estes efeitos.
Essas técnicas foram testadas por meio de simulações computacionais, sob condições de
oscilação de potência com e sem a presença de curtos-circuitos, considerando-se diversos
valores de carregamento e frequências de oscilação. Os resultados mostraram que nenhum
método é totalmente eficiente para todos os cenários. Desse modo, ainda há algumas
incertezas sobre o desempenho das técnicas de proteção contra as oscilações de potência
existentes. Em uma terceira etapa, foi desenvolvido um algoritmo para proteção numérica de
linhas de transmissão imune as oscilações de potência. A metodologia faz uso da Morfologia
Matemática nas etapas de detecção e classificação das faltas. De modo a se obter uma maior
segurança na operação do relé, especialmente na região próxima ao limiar de operação,
incorporou-se uma estratégia de contagem diferente das tradicionais. A principal contribuição
do trabalho relaciona-se com a análise da diferença comportamental da componente
exponencial decrescente (componente dc) para uma situação de falta e de oscilação de
potência. Ou seja, a componente dc, obtida por meio de um filtro morfológico, é utilizada
como critério de disparo do relé de distância. Para avaliar o desempenho do algoritmo
desenvolvido, uma série de testes com diferentes cenários de faltas com e sem a presença de
oscilações de potência foram realizadas. Devido à simplicidade das operações matemáticas
utilizadas no algoritmo, a técnica apresenta segurança e velocidade na sua operação, mesmo
durante oscilações de potência.