SÍNTESE DO TRABALHO E CONCLUSÕES

Neste trabalho, foram apresentadas as principais características das faltas de alta impedância em RDA, suas conseqüências e causas, assim como ações para a redução de sua freqüência.

Foi mostrado que o problema de faltas de alta impedância está mais relacionado com a proteção pessoal do que com a proteção do sistema de distribuição, devido principalmente ao baixo nível de corrente gerado em suas ocorrências. Isso se traduz no grave problema da limitação das proteções convencionais de sobrecorrente com relação à sensibilidade a esses tipos de falta, agravando-se ainda devido às características das RDA e ao comportamento aleatório da falta. Dessa forma, o rompimento de condutores de circuitos primários da rede de distribuição tornou-se o principal foco deste trabalho, uma vez que quando caídos ao solo sem a interrupção sustentada da energia elétrica, provoca grandes riscos de acidentes fatais, especialmente em áreas com alto adensamento populacional.

Vários métodos de detecção desenvolvidos por concessionárias, fabricantes e instituições de pesquisa, destacando-se o EPRI e a TAMU, foram apresentados, assim como suas principais características, vantagens e desvantagens. Em geral os métodos se baseiam em três grandezas de monitoramento: corrente, tensão ou tempo de propagação de sinais injetados no alimentador.

Diante das avaliações realizadas com os métodos estudados e do problema de rompimento de condutores, foi selecionado o método baseado no monitoramento do desequilíbrio de tensão, o qual foi abordado com maior detalhamento, de modo a verificar sua eficiência através de cálculos. O estudo consistiu em avaliar as seguintes questões:

¾ se o nível de desequilíbrio de tensão poderia detectar o rompimento de condutores e distinguir essa ocorrência de um desequilíbrio acentuado de carga;

¾ qual parâmetro deveria ser utilizado para medir o desequilíbrio de tensão no alimentador com confiabilidade e segurança.

A análise foi efetuada utilizando-se três parâmetros compostos por componentes de seqüência das tensões: α₀, α e ₂ ∆ , baseados na componente de seqüência zero, negativa e V_d

positiva, respectivamente. Foram realizados vários cálculos no MatLab® englobando diversas situações de desequilíbrio acentuado de carga em um alimentador para cinco tipos de cabos e variando-se sua extensão. Além disso, também foram simulados casos no ATP® com o alimentador fictício representado na Figura 4.1, de modo a avaliar o desequilíbrio de tensão em casos simultâneos de assimetria série e shunt (abertura monopolar e bipolar, com carga

desequilibrada) no alimentador. Para esses casos, foram analisadas várias situações podendo citar: diferentes valores da resistência representativa de contato entre cabo e solo, existência ou não de bancos de capacitores e rompimento do lado carga ou lado fonte do alimentador. Os resultados mostraram que α0 e são parâmetros eficientes para o objetivo de detecção de desequilíbrio de tensão para todas as situações analisadas, o que é uma grande vantagem com relação a outros métodos de detecção, pois não são influenciados pelo nível e comportamento aleatório da corrente da falta de alta impedância, pelo tipo de condutor (nu ou protegido) e pelo lado de ocorrência da falta: carga ou fonte.

d V ∆

Entretanto, devido às suas vantagens práticas, o trabalho recomenda a utilização de α0 para o propósito em questão, tendo como limiar de detecção o valor 0,3 pu, já contemplando uma boa faixa de segurança nesse valor.

Assim, considerando a tensão de seqüência zero referida à tensão nominal como parâmetro de monitoramento do desequilíbrio de tensão, dada como α0, é proposto um sistema de supervisão de alimentador de distribuição com a instalação de sensores nos finais de rede, como em [2], e em outros pontos estratégicos do alimentador.

Para localizar o ponto de falta, foi proposto um algoritmo que utiliza a metodologia contemplada em [17] com pequenas modificações, porém utilizando a “Matriz de Percurso de Rede”, criada neste trabalho, a qual promove a informação de todas as barras contidas no caminho série de qualquer barra do alimentador, proporcionando dessa forma os dados necessários para a localização da falta. O desempenho do algoritmo foi avaliado através de testes de vários casos simulados no ATP®, inclusive de uma representação de um alimentador real da CEMIG. O algoritmo funcionou corretamente em todos os casos, indicando a localização correta das faltas. Além disso, nos casos onde foram inseridos sensores não só nos finais de rede, como também em pontos estratégicos do alimentador, o algoritmo indicou a localização exata da falta.

É importante destacar que o nível de confiabilidade para a distinção entre eventos de rompimento de condutores com características de faltas de alta impedância e eventos de

operação monofásica de equipamentos de proteção, dependerá do nível de segurança pessoal e do sistema pretendido pela concessionária, sendo que quanto maior o número de sensores a serem instalados, maior o nível de segurança.

Assim, o algoritmo poderá proporcionar a indicação não só da localização de rompimento de cabos primários das redes de distribuição como também a localização de equipamentos de operação atuados em até duas fases (como o caso de fusíveis) antes mesmo da reclamação do cliente por falta de energia, o que promoverá uma melhoria no nível de segurança pessoal e uma redução do tempo de atendimento a essas ocorrências.

Apesar do algoritmo trabalhar apenas com barras trifásicas, sua abrangência é muito grande em virtude da característica do problema de rompimento de condutores de redes de distribuição, o qual se apresenta com maior risco de acidente em áreas urbanas que são atendidas em sua maioria por redes trifásicas de distribuição.

Os resultados obtidos indicam que a metodologia proposta de detecção e localização de falta de fase para proteção pessoal contra rompimento de condutores com características de falta de alta impedância se mostrou eficaz, não tendo influência com relação:

ƒ ao tipo de cabo (nu ou protegido) da RDA;

ƒ ao lado onde o cabo está caído: lado carga ou lado fonte;

ƒ ao comportamento e nível de corrente da falta ou até mesmo ausência de corrente;

ƒ ao ponto de localização da falta no alimentador ou à distância elétrica da falta até a SE;

ƒ à presença ou não de bancos de capacitores;

ƒ ao nível de desequilíbrio de carga do sistema;

ƒ ao nível de corrente do sistema em qualquer horário;

ƒ a eventos transitórios do sistema.

Logo, a metodologia proposta se apresenta como uma interessante ferramenta não só para detecção e distinção destas faltas como também para a sua localização, o que é uma grande vantagem não só do ponto de vista de segurança como também operacional, uma vez que fornece ao operador do COD as informações necessárias para a tomada de decisão confiável e segura.

Futuramente, com maiores aprimoramentos e testes de campo, a metodologia pode se tornar uma alternativa para o problema em questão, visando a proteção da vida de pessoas em eventuais ocorrências de faltas de alta impedância.