Proteção diferencial de linhas de transmissão no Plano Alfa : modelagem e simulação

Abstract

Neste trabalho implementa-se um modelo de relé digital de proteção diferencial de linhas de transmissão, que utiliza o método de detecção de faltas baseado no plano alfa (plano- ). Emprega-se as unidades de fase e sequência para garantir mais sensibilidade à defeitos com elevada resistência de falta ou que ocorram em sistemas com fontes fracas. Aplica-se a técnica do plano- generalizado, que permite a proteção de sistemas com múltiplos terminais e o uso de lógicas adicionais para elevar a segurança do esquema de proteção. São utilizados: atraso de atuação nas unidades de sequência, eliminação da corrente capacitiva, restrição por componentes harmônicas e detecção de faltas externas. São deduzidos analiticamente os quocientes de regime permanente de falta do plano- relativos à operação de uma linha curta, visando identi car os parâmetros que afetam sua localização. Simulações no MATLAB com modelos simpli cados de linhas curtas e longas são utilizadas para observar as trajetórias dos quocientes em função da resistência de falta, da corrente capacitiva e da corrente de carga. O ATP (Alternative Transients Program) em conjunto com a MODELS para foi usado para simular, modelar e visualizar a dinâmica entre o sistema elétrico de potência e o relé de proteção implementado. Toda a modelagem, desde o sistema de potência até os componentes do relé de proteção, é descrita detalhadamente, seguida de testes para validar o modelo desenvolvido e veri car o desempenho da proteção diferencial. São realizadas análises no tempo, de curtoscircuitos em condições que podem afetar a detecção de faltas no plano- , bem como avaliações em regime permanente através do ATP, para veri car as diferenças resultantes da aplicação de um modelo mais completo da linha. Os resultados evidenciam que somente as unidades de fase não garantem a sensibilidade e segurança necessárias para a proteção de linhas de transmissão. As unidades de sequência, com sensibilidade muito superior, em conjunto com todas as lógicas adicionais, complementam as unidades de fase, formando um sistema de proteção rápido, sensível, con ável e seguro.