Correntes geomagneticamente induzidas: detecção e influência no sistema elétrico de potência

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Lagoas, Fabiana da Cunha
• Orientador(a): Santos, Eduardo Machado dos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Pampa
• Programa de Pós-Graduação: Mestrado Acadêmico em Engenharia Elétrica
• Departamento: Campus Alegrete
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Correntes geomagneticamente induzidas; Detecção; Proteção; Filtro morfológico; Engenharia elétrica; Electrical engineering; Geomagnetically induced currents; Detection; Protection; Morphological filter
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
• Link de acesso: http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/2029

Correntes geomagneticamente induzidas (GICs) são correntes espelhadas na superfície terrestre, que ocorrem em função do movimento de partículas ionizadas no campo magnético terrestre. Tais partículas eletricamente carregadas são provenientes da massa coronal expelida em erupções solares, as quais viajam a uma velocidade de, aproximadamente, 450 km/s. Ao entrarem em contato com a magnetosfera, proporcionam distorções no campo magnético, as quais são medidas por meio de três índices geomagneticos: Kp e Ap, que representam o grau de perturbação do campo magnético, e Dst, o qual informa a intensidade da tempestade solar por hora. Quando as GICs penetram no sistema elétrico de potencia (SEP) através dos aterramentos dos equipamentos, problemas podem ocorrer, tais como o aquecimento de componentes da rede, além de desligamentos de linhas de transmissão, decorrentes da atuação indevida de dispositivos de proteção. Destaca-se que, atualmente, as concessionarias brasileiras de energia são severamente multadas pelos órgãos reguladores quando ha a ocorrência de um desligamento não programado que não seja causado por uma falta permanente. Al˜ em disso, ressalta-se que os dispositivos de proteção são desprovidos de funções capazes de detectar as GICs, as quais comprometem também a vida útil de alguns equipamentos. Nesse contexto, um estudo aprofundando deste fenômeno geomagnético e apresentado neste trabalho. Para tal, um histórico de desarmes da Linha de Transmissão (LT) de 138 kV ALE SE – SMA1, localizada entre as cidades de Alegrete e Santa Maria, no estado do Rio Grande do Sul, foi analisado em função dos dados dos índices geomagnéticos para o período de 2010 a 2015. Além disso uma analise do ciclo solar, evidenciou a possibilidade de ocorrência de GICs nesta LT, o que pode justificar muitos dos desligamentos indeterminados. Dessa forma, o presente trabalho apresenta uma técnica para detecção de GICs, a qual pode ser aplicada em reles digitais ou em ferramentas computacionais para determinação das causas de desligamentos indevidos sem justificativa aparente. Tal método consiste em um filtro morfológico para detecção dessas correntes, o qual foi implementado em Matlab e testado a partir do processamento de sinais de corrente, gerados computacionalmente pela simulação de um sistema teste no software EMTP-ATP. Os valores de GICs utilizados para testar o seu desempenho foram obtidos a partir do software OPENDSS, o qual calcula o fluxo de corrente geomagneticamente induzida a partir de dados técnicos da LT, como o comprimento da linha e as respectivas latitudes e longitudes de seus terminais. Os resultados obtidos através das simulações em OPENDSS mostraram a ocorrência de GICs na linha estudada. Por fim, o processamento dos sinais conseguidos através da simulação do sistema, por parte da metodologia para detecção de GICs, comprovaram a excelência da técnica proposta.