Orientador: Walmir de Freitas Filho

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação

Resumo: Atualmente, cargas de diversos tipos de consumidores têm se tornado cada vez mais sensíveis a variações e interrupções de energia. Na maioria das vezes, falhas no fornecimento de energia são resultados da ocorrência de defeitos (faltas) em sistemas de distribuição de energia elétrica. Estes...

Resumo: Atualmente, cargas de diversos tipos de consumidores têm se tornado cada vez mais sensíveis a variações e interrupções de energia. Na maioria das vezes, falhas no fornecimento de energia são resultados da ocorrência de defeitos (faltas) em sistemas de distribuição de energia elétrica. Estes defeitos prejudicam a confiabilidade do fornecimento de energia e podem resultar em afundamento de tensão, interrupções momentâneas ou sustentadas e em elevados custos operacionais. Em vista disto, cada vez mais, os consumidores estão conscientes sobre o assunto e observa-se a necessidade da elaboração de soluções eficientes para melhorar os índices de confiabilidade e de qualidade do fornecimento de energia elétrica. Um dos métodos mais eficazes para melhorar os índices de confiabilidade e qualidade de energia elétrica em sistemas de distribuição consiste no desenvolvimento de técnicas rápidas e precisas de localização de defeitos na rede. Embora os métodos de localização de defeito empregados em alimentadores de distribuição ainda sejam rudimentares, a integração de técnicas de medição, comunicação, do conhecimento da configuração da rede e atuação de religadores em tempo real, além de dados provenientes dos Sistemas de Informações Geográficas em sistemas de distribuição permite o desenvolvimento de métodos mais eficientes, que exploram informações provenientes de diferentes locais da rede (informações distribuídas) e não apenas da subestação. Neste contexto, este trabalho explora métodos de localização de defeitos baseados em medidas de tensão provenientes de diferentes locais de modernos sistemas de distribuição. Três métodos foram investigados: (1) o primeiro, baseado na correspondência de valores de tensão, utiliza os parâmetros elétricos da rede e duas ou mais medidas de tensão ao longo do alimentador; (2) o segundo método, baseado na correspondência da corrente de falta, utiliza os parâmetros elétricos da rede e uma quantidade maior de medidas de tensão que o primeiro método; (3) finalmente, o terceiro método, baseado no mapeamento das zonas de tensão reduzida, não necessita do conhecimento completo dos parâmetros da rede, no entanto, é necessário utilizar uma maior quantidade de medidores que nos outros dois métodos. Os resultados dos testes realizados mostram que de acordo com a disponibilidade de medição de tensão ao longo do alimentador, um destes métodos pode ser escolhido para localizar o defeito de maneira eficaz

Abstract: Nowadays, loads from different classes of customers have become more sensitive to variations and interruptions from power supply. Frequently, failures in electrical energy delivery are caused by occurrences of faults in distribution systems. Such faults decrease the reliability of power...

Abstract: Nowadays, loads from different classes of customers have become more sensitive to variations and interruptions from power supply. Frequently, failures in electrical energy delivery are caused by occurrences of faults in distribution systems. Such faults decrease the reliability of power delivery, increase operational costs and may result in power quality problems, such as voltage sag, short or long term outages. Since the customers consciousness is increasing, the need of efficient solutions to improve reliability and power quality indices is also increasing. One of the most efficient approaches to improve such indices in distribution systems is to develop fast and accurate fault location techniques for aerial feeders. Even though fault location methods dedicated to distribution feeders are still rudimentary, the recent integration of measurement, communication, real time knowledge of feeder configuration and reclosers trip and Geographic System Information allows the development of more efficient solutions, which explores information from different places from the grid (distributed information) and not only from the substation. In this context, this work explores fault location methods based on voltage measurements applied to modern distribution systems. Three methods were investigated: (1) the first one is based on matching voltage values, this method requires the network electrical parameters and two or more voltage meters installed along the feeder; (2) the second method is based on the correspondence of fault current, this method uses the network electrical parameters and a higher quantity of meters than the first method; (3) finally, the third method is based on the identification of low voltage zones, this method does not require network electrical parameters, however it needs a higher quantity of voltage meters than the other two methods. The test results show that according to the voltage measurement availability along the feeder, one of these methods can be chosen to efficiently locate the fault