Análise de ocorrências e desempenho da proteção de linhas de transmissão de extra alta tensão através da modelagem e simulação computacional de um relé de proteção digital

Abstract

O Sistema Interligado Nacional (SIN) é um sistema hidro-termo-eólico de grande porte, de dimensões continentais, composto pelas instalações integrantes da Rede Básica (RB) do sistema elétrico de transmissão brasileiro. Possui linhas de transmissão em tensão igual ou superior a 230kV e uma malha de transmissão com aproximadamente (171) mil quilômetros de extensão. A necessidade de transportar grandes quantidades de energia a longas distâncias entre as regiões produtoras e os centros consumidores, com requisitos de segurança elétrica e de qualidade de energia relativos a continui- dade do serviço público é um desafio para todos os agentes de transmissão. Estes estão sujeitos à incidência de descontos na Receita Anual Permitida (RAP), referen- tes aos encargos de transmissão, conhecido como Parcela Variável (PV), em caso de indisponibilidade e/ou restrição da capacidade operativa, sobrecarga, utilização de equipamentos reserva, cancelamentos de intervenções e atraso da entrada em opera- ção das Funções de Transmissão (FTs). Neste sentido, os indicadores de desempenho para todos os sistemas envolvidos, ou seja, indicadores dos sistemas de proteção, dos sistemas especiais de proteção e dos esquemas de religamento automático em linhas de transmissão são fundamentais para o bom desempenho do Sistema de Transmissão. Neste trabalho serão estudados alguns dos principais sistemas de proteção aplicados em linhas de transmissão de extra alta tensão (EAT) em corrente alternada. Serão analisadas, através dos registros de oscilografias, as diversas ocorrências que ocasionaram atuação destes esquemas de proteção, referenciado ao sistema elétrico de transmissão brasileiro, na região Sul, identificando principalmente os tipos de curto-circuitos que originam estas perturbações. Para isso, será utilizado dados de ocorrências reais dos registradores digitais de perturbação (RDP), em formato CONTRADE, e do sequencial de eventos dos relés, com o objetivo de avaliar o desempenho do modelo deum relé de proteção digital desenvolvido.

Abstract: The Brazilian Interconnected Power System (BIPS) is a large hydro-thermo-wind sys- tem, with continental dimensions, comprising installations that are part of the Basic (RB) of the Brazilian, transmission system. It has include transmission lines with a volt- age level equal to or greater than 230kV, end a transmission grid with approximately (171) thousand kilometers in length. The need to transport of energy over long dis- tances between producing regions and consumer centers, with electrical safety and energy quality requirements relating to the continuity of public service, is a challenge for transmissions agents. These are subject to discounts on the Allowed Annual Rev- enue (RAP), referring to transmission charges, known as the Variable Portion (PV), in case of unavailability and/or restriction of operating capacity, overload, use of reserve equipment, intervention cancellations and delay in the entry into operation of the Trans- missions Functions (FTs). In this sense, the performance indicators for all the systems involved, that is, indicators of protection systems, special protection systems and auto- matic reclosing schemes in transmissions lines are essential for good performance of the system of transmission. In this work, the main protection systems applied to extra high voltage (EAT) transmission lines in alternating current will be studied. It will be analyzed, through oscillograph records, the various occurrences that caused the action of these protection schemes, referenced to the Brasilian electrical transmission sys- tem, in the southern region, identifying mainly thy types of short circuits that originate these disturbances. For this, real occurrence data from digital disturbance recorders (RDP) will be used, in CONTRADE format, and the sequence of events from the relays, with the aim of evaluating the performance of the model of a digital protection relay developed.