TRATAMENTO DOS DADOS

Para o tratamento e seleção dos dados simulados no ATPDraw os mesmos devem ser exportados, em seguida importados no software Matlab®. A forma encontrada foi salvar as amostras dos eventos em uma extensão chamada “.MAT” e, através de um script (Apêndice B), realizar a importação no programa, que transforma o sinal originalmente de 16.667 amostras por ciclo para 165 amostras no mesmo intervalo, como adotado por Ghessi (2012). Este procedimento faz com que os dados ocupem menos memória e tem-se maior celeridade na execução do algoritmo.

O código desenvolvido gera um gráfico no Matlab® com o comportamento dos dados simulados no ATPDraw e separa os eventos em uma tabela com os valores de corrente pré-falta e falta para cada uma das fases e o terra. Estes dados são as entradas da rede responsável pela classificação das faltas.

Já para as amostras destinadas à etapa de localização, os eventos são separados em valores de corrente e tensão pré-falta, falta e pós-falta. Esta escolha é definida pelo usuário através da janela desenvolvida no algoritmo, conforme apresentado na Figura 36.

Figura 36 – Janela desenvolvida para a escolha do conjunto de saídas desejadas Fonte: Autoria própria (2018)

Os parâmetros Delta 1 e Delta 2 são valores absolutos e definidos pelo usuário por meio de experimentos, que se referem à variação do comportamento da forma de onda senoidal da corrente, em Ampère, e/ou da tensão, em Volts. Desta forma, no algoritmo desenvolvido no Apêndice B, cada ciclo da forma de onda senoidal é transformado em uma representação composta de 165 amostras de valores de corrente e/ou tensão ao longo do tempo. No qual cada valor é comparado com o valor da amostra anterior e com o valor da amostra posterior e, quando a diferença entre ambas for maior ou igual ao valor pré-definido no parâmetro Delta 1, seu valor é armazenado em uma variável, ou seja, um vetor.

Já o parâmetro Delta 2 é responsável pela detecção do momento em que há a alternância dos eventos pré-falta e falta, ou falta e pós-falta, de modo que quando a diferença dos elementos adjacentes constantes na variável vetor for superior ao valor de Delta 2 é caracterizada a transição entre os eventos, sendo armazenado em sua memória os valores da variável medida nas três fases e no terra. Assim, ao final da rotina, o algoritmo faz uma composição destes registros para determinar quais são os valores das respectivas grandezas nos eventos pré-falta, falta e pós-falta.

Este processo possibilita gerar os conjuntos de amostras de entrada para as RNAs elaboradas neste trabalho. As Tabelas 7, 8 e 9 exibem como os algoritmos no Apêndice B apresentam ao final de suas rotinas os dados processados por eles. Mais especificamente, a Tabela 7 apresenta os valores de corrente pré-falta e falta do alimentador 1 nas três fases e no terra. A Tabela 8, por sua vez, descreve além das correntes pré-falta e falta, a corrente pós-falta do

alimentador 1 nas três fases e no terra. Já na Tabela 9, tem-se as tensões pré-falta, falta e pós-falta somente para as três fases. É importante observar que a Tabela 7 refere-se aos dados extraídos pelo algoritmo para a etapa de classificação e as Tabelas 8 e 9 são os dados extraídos para a etapa de localização das faltas.

Assim, as três tabelas referem-se a um curto-circuito na barra 49 com uma impedância de falta de 5Ω após a chave 1615, onde é possível observar que se trata de um curto-circuito trifásico com correntes de pico pré-falta de 142A, falta de 665A e pós falta de 140A e tensões de pico pré- falta de 10874V, falta de 8475V e pós-falta de 10875V para cada uma das fases.

Tabela 7 – Corrente na saída do alimentador 1 em um curto-circuito trifásico de 5 Ω na barra 49 na etapa de classificação

fase A [A] fase B [A] fase C [A] Terra [A] pré- falta falta pré- falta falta pré- falta falta pré- falta falta 142 665 142 665 142 665 0 0

Fonte: Autoria própria (2018)

Tabela 8 – Corrente na saída do alimentador 1 em um curto-circuito trifásico de 5 Ω na barra 49 na etapa de localização

fase A [A] fase B [A] fase C [A] Terra [A]

pré- falta falta pós- falta pré- falta falta pós- falta pré- falta falta pós- falta pré- falta falta pós- falta 142 665 140 142 665 140 142 665 140 0 0 0

Fonte: Autoria própria (2018)

Tabela 9 – Tensão na saída do alimentador 1 em um curto-circuito trifásico de 5 Ω na barra 49 na etapa de localização

fase A [V] fase B [V] fase C [V]

pré-falta falta pós-falta pré-falta falta pós-falta pré- falta falta pós-falta 10874 8475 10875 10874 8473 10875 10874 8475 10875

Fonte: Autoria própria (2018)

Adotando-se como o início da falta a mudança de estado citada anteriormente, são considerados como pré-falta os valores de tensão e/ou corrente três ciclos anteriores a esta variação, desta forma a metodologia desenvolvida desconsidera os valores com maiores valores de picos e garante a ausência de registro dos transitórios de falta.

Para o evento pós-falta o intervalo é o mesmo, ou seja, de três ciclos, com a diferença que os valores adotados estão após esta mudança de estado. Lembrando que os valores dos parâmetros Delta adequados foram obtidos por meio de experimentos realizados com o sistema modelado, em

que os valores ideais são preestabelecidos e, somente quando há uma alteração considerável no nível de curto-circuito simulado há a necessidade de reajustar estes valores, até que se obtenha ao fim do algoritmo a saída desejada.

A Figura 37 ilustra as curvas geradas pelo algoritmo referente aos resultados apresentados nas Tabelas 7 a 9. Neste gráfico é evidenciada a separação dos eventos pré-falta, falta e pós falta.

É interessante frisar que na implantação da metodologia em um sistema real, o tempo do evento de falta a ser considerado é o tempo que o equipamento de proteção analisado demora para atuar. No caso das chaves fusíveis, que são as que possuem maior número nas redes de distribuição rurais, este depende do valor, do tipo do elo fusível aplicado na chave e do nível da corrente de curto-circuito do evento da falta. Os tipos dos elos fusíveis podem ser classificados de acordo com a velocidade de sua fusão (característica tempo versus corrente pré-arco) em K, H e T, sendo estes rápidos, lentos e de alto surto, respectivamente (NBR 7282, 2011). Estas características estabelecidas pela NBR 7282 (2011) podem ser fornecidas por meio do gráfico de tempo versus corrente dos elos fusíveis dado nos catálogos dos fabricantes (Conceição, 2012).

Figura 37 – Separação dos eventos de falta Fonte: Autoria própria (2018)

A mesma norma estabelece as correntes padronizadas para cada tipo de elos fusíveis K, H e T. No Brasil os valores mais utilizados para as correntes nominais dos elos são (NBR 7282, 2011):

a) Valores preferenciais: 6A, 10A, 15A, 25A, 40A, 65A, 100A, 140A e 200A; b) Valores não preferenciais: 8A, 12A, 20A, 30A, 50A e 80A;

c) Para o tipo H: 0,5A, 1A, 2A, 3A e 5A.

A Figura 38 ilustra o gráfico tempo versus corrente dos elos fusíveis preferenciais tipo K.

Figura 38 – Gráfico de tempo x corrente dos elos fusíveis preferenciais tipo K Fonte: Adaptado de NBR 7282 (2011) 0,01 0,1 1 10 100 1000 1 10 100 1000 10000 T e m p o (s ) Corrente (A) 6 K 40 K 65 K100 K 140 K 200 K

______ Tempo mínimo de fusão

______ Tempo máximo de fusão 25 K 15 K 10 K

Como exemplo, o gráfico tempo versus corrente pode ser utilizado considerando os valores de corrente na saída do alimentador 1 quando de um curto-circuito na barra 49 com impedância de falta de 5 Ω, descritos nesta seção nas Tabelas 7 e 8, onde a corrente de curto- circuito é de 665A. Supondo que a chave fusível que protege a barra 49 tenha um elo fusível 25K, neste caso o tempo do evento de falta registrado pelo relé do religador microprocessado do alimentador 1 é de aproximadamente 0,05 segundos.

Os valores para compor as entradas das RNAs e os demais procedimentos utilizados serão apresentados na Seção 4.2.