Detecção de faltas de alta impedância do tipo fase-terra em sistemas de distribuição: uma abordagem baseada em sua progressão no domínio do tempo e da frequência

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Trondoli, Luiz Henrique Pessôa Da Costa
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: computational model for high impedance faults; detecção de faltas de alta impedância; discrete Fourier transform; electrical distribution systems; high impedance fault detection; modelo computacional de faltas de alta impedância; sistemas de distribuição de energia elétrica; transformada discreta de Fourier
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18154/tde-13032023-074327/

A ruptura de um condutor da rede primária com consequente queda e toque ao solo são uma das causas de Falta de Alta Impedância (FAI) em Sistema de Distribuição (SD). Esse tipo de falta gera arcos elétricos e pode trazer risco à vida e ao patrimônio. A detecção deste defeito se faz, portanto, necessária. A literatura não apresenta uma solução definitiva para este problema e os métodos existentes não são testados em condições suficientes para comprovar sua eficácia. Ainda, quando não baseados em sinais reais, os estudos utilizam, por vezes, modelos determinísticos ou que não representam por completo as características geradas pelas FAIs. Por este motivo, este trabalho propõe um método de detecção para este tipo de falta, o qual busca por características do evento já conceituadas na literatura, com o propósito de analisar o sinal da corrente de falta, observando sua progressão temporal desde o rompimento do condutor até a formação dos arcos elétricos e como se comportam. Do sinal de falta, em síntese, foram observadas características como: buildup, variação de assimetria e relação dos componentes harmônicos e inter-harmônicos. Para as simulações de FAIs são utilizados, além de sinais reais, um modelo de faltas de alta impedância, modificado da dissertação do autor desta tese, que visa representar, com elevado detalhamento, a natureza do evento, além de ser capaz de reproduzir as características estudadas simultaneamente ou isoladamente. O método implementado foi testado frente a diversos eventos, tais como: chaveamentos, energizações, cargas não lineares e com potência e perfil harmônico variáveis ao longo do tempo. Ainda, os testes incluíram modificação no carregamento do sistema e presença de Geração Distribuída (GD). O método se mostrou capaz de detectar 100% de FAIs em que houvesse carga à jusante do ponto de ruptura do condutor. Nenhum dos eventos não-FAI sensibilizou o algoritmo.