Algoritmo de isolamento de faltas elétricas em redes de distribuição

Abstract

Atualmente os sistemas elétricos de distribuição apresentam uma acentuada expansão e aumento na complexidade da operação. Este nível de complexidade é maior a medida que aumenta o número de equipamentos e plantas de operação distribuída conectadas à rede. Entretanto, os defeitos na rede, sejam eles causados por uma vasta sorte de fatores, provocam a interrupção do fornecimento de energia. Os dispositivos de proteção são fundamentais para manter a integridade dos equipamentos instalados na rede e para que eventuais acidentes não aconteçam. O avanço da microeletrônica e o crescimento da automação em redes de distribuição, isto é, a presença de dispositivos inteligentes no sistema permite a implementação de sistemas capazes de operarem de forma autônoma, ou assistida, agilizando, facilitando, ou até auxiliando a tomada de decisões dos seus operadores. O referido projeto de diplomação tem como objetivo apresentar um algoritmo computacional de isolamento de faltas em sistemas de distribuição considerando a presença de redes inteligentes. O algoritmo tem como função retornar um plano de manobras contendo a configuração ótima de operação que atenda o isolamento da falta e as restrições de operação do sistema. Não é escopo do trabalho realizar a reconfiguração do sistema para restabelecimento do fornecimento de energia. Neste trabalho foram feitos testes em sistemas padrão do IEEE, com as simulações sendo feitas em sistemas de 4, 13 e 123 nós. Os testes se baseiam na atribuição de um índice que indica a provável localização de falta elétrica denominado grau de confiança às porções da rede entre chaves manobráveis. De acordo com os testes realizados, o algoritmo retorna um plano de manobras satisfatório que contempla o isolamento marginal completo da porção faltosa considerando-se as situações que se discutem ao longo do texto.

Nowadays electrical distribution systems present a marked expansion and increased complexity of the operation. This level of complexity is larger as the number of devices and distributed operation of plants connected to the network increases. Faults in network, whether caused by wide array of factors, cause the interruption of power supply. The protection devices are critical to maintaining the integrity of installed equipments in the network and to avoid accidents to occur. The advancement and growth of microelectronics automation of distribution networks, i.e., the presence of smart devices in the system enables the implementation of systems capable of operating autonomously, or assisted, streamlining, facilitating, or even aiding the decision making of its operators. The referred graduation project aims to present an algorithm for fault isolation in distribution systems considering the presence of smart grids. The algorithm has the function to return a list of maneuver plan containing the optimal operating configuration that may match the fault isolation and restrictions on the operation system. Accomplish the system reconfiguration to reestablish the power supply is not part of the scope of this work. In this work, tests were done in standard IEEE systems, with simulations being done at 4, 13 and 123 node systems. The tests are based on assigning a probability index that indicates the probable location of an electrical fault termed degree of confidence to the portions of the network between maneuverable switches. According to the tests, the algorithm returns a satisfactory maneuver plan that includes the full marginal isolation of faulty portion considering the situations that are discussed throughout the text.