Análise da utilização de dados de sincrofasores para obtenção de indicadores de afundamentos momentâneos de tensão

Abstract

No contexto de modernização dos sistemas elétricos de potência, com a digitalização de subestações, prevê-se a gradual transição dos sistemas de controle, medição e proteção, outrora com equipamentos dedicados, para a utilização de hardwares com funções compartilhadas, como os Dispositivos Eletrônicos Inteligentes (IED), a partir da configurações de software ajustadas para cada finalidade. Neste cenário, destacam-se os Sistemas de Medição Sincronizada de Fasores (SMSF), cuja infraestrutura é baseada em Unidades de Medição Fasorial (PMU), as quais podem fazer parte dos IEDs, ou constituir equipamentos dedicados. Tais sistemas, a partir dos pontos de monitoração, possibilitam a obtenção de grandezas do sistema elétrico de forma contínua, o que permite conhecer as condições do mesmo. Dentro desta perspectiva, este trabalho traz um estudo que visa contribuir na sinergia com os SMSF existentes, no âmbito do monitoramento da qualidade de energia elétrica. Desta forma, almeja-se a obtenção de dados já disponíveis no SMFS da Rede Básica do Sistema Interligado Nacional (SIN) para contribuir com o acompanhamento contínuo em diversos pontos do sistema. No âmbito de qualidade de energia elétrica, a sinergia com os equipamentos dos SMFS poderia possibilitar o monitoramento contínuo de indicadores de qualidade de energia, além de fornecer suporte aos estudos de acesso ou integração à rede de transmissão e às campanhas de medição, sem o custo adicional de instalação de novas infraestruturas. Neste contexto, o presente trabalho busca realizar uma análise da utilização de dados de sincrofasores de um SMSF instalado em pontos de baixa tensão no SIN para a obtenção de indicadores de afundamentos momentâneos de tensão, um dos principais e mais comuns fenômenos de qualidade de energia elétrica. Para isto, utilizou-se registros de oscilografias e de sincrofasores de eventos capturados nos terminais de medição desse sistema como principal ferramenta para o processo de análise. A análise foi apoiada na compreensão do processamento de sinais envolvido nos equipamentos utilizados para medição de qualidade de energia e nas PMUs. Os resultados indicam a possibilidade de aplicação de sincrofasores para a geração dos indicadores de afundamentos de tensão no intuito de apoiar e aperfeiçoar as metodologias relacionadas à operação do sistema de transmissão, no estudo, acompanhamento e avaliação desses fenômenos, baseados em indicadores, cuja metodologia e aplicação também podem ser estendidas para os fenômenos de elevações de tensão.

In the context of the modernization of the electrical power systems, with the arising of digitalization of substations, it is expected a gradual transition of the control, measurement and protection systems, formerly with dedicated equipment, for the use of hardware with shared functions, such as Intelligent Electronic Devices (IED), by software configurations adjusted for each purpose. In this scenario, Synchronized Phasor Measurement Systems stand out, whose infrastructure is based on Phasor Measurement Units (PMU), which can be part of the IEDs, or constitute dedicated equipment. Such systems, from the monitoring points, make it possible to obtain quantities of the electrical system in a continuous way, which allows knowing the conditions of the system. Within this perspective, this work presents a study that aims to contribute to the synergy with the existing SMSF, within the scope of monitoring the power quality. In this way, the aim is to obtain data already available in the SMFS of the Basic Network of the National Interconnected System (SIN) to contribute to continuous monitoring at various points in the system. In the scope of electric power quality, synergy with the SMFS equipment could enable the continuous monitoring of power quality indicators, in addition to providing support for studies of access or integration to the transmission network and measurement campaigns, without the additional cost of installing new infrastructures. In that sense, the present work seeks to carry out an analysis of the use of synchrophasor data from a SMSF installed at low voltage points in the SIN to obtain indicators of momentary voltage sags, one of the main and most common phenomena of electrical power quality. For this, oscillography and synchrophasor records of events captured in the measurement terminals of this system were used as the main tool for the analysis process. The analysis was supported by the understanding of the signal processing involved in the equipment used for power quality measurement and in the PMUs. The results indicate the possibility of applying synchrophasors to generate voltage sag indicators in order to support and improve methodologies related to the operation of the transmission system, in the study, monitoring and evaluation of these phenomena, based on indicators, whose methodology and application can also be extended for the phenomena of voltage swells.