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Type: TCC
Title: Análise do desempenho de relé de distância para proteção de linhas de transmissão em alta tensão
Authors: Silva, Ícaro Cunha Farias da
Advisor: Sampaio, Raimundo Furtado
Co-advisor: Cysne, Karol Damasceno
Keywords in Brazilian Portuguese : Relé de distância;Polarização por memória de tensão;Proteção de Sistemas Elétricos de Potência;MATLAB;Simulink
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Issue Date: 2024
Citation: SILVA, Ícaro Cunha Farias da. Análise do desempenho de relé de distância para proteção de linhas de transmissão em alta tensão. 2024. 58 f. Monografia (Graduação em Engenharia Elétrica) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024.
Abstract in Brazilian Portuguese: A complexidade e a criticidade dos sistemas elétricos tornam a proteção elétrica um aspecto vital para a segurança e a confiabilidade do sistema. Entre os dispositivos de proteção, os relés de distância desempenham um papel crucial na localização e eliminação das faltas, evitando danos ao sistema e aos equipamentos e minimizando interrupções no fornecimento de energia. Entretanto, a atuação do relé de distância pode ser comprometida em situações de faltas próximas ao local de instalação do relé, em que os valores de tensão se tornam extremamente baixos, dificultando o funcionamento dos comparadores de fase do dispositivo e ocasionando seu disparo indevido. Esse cenário desafia a eficácia dos relés de distância na identificação da falta, em particular o relé de distância tipo admitância. Dentro desse contexto, o objetivo desse trabalho é analisar o funcionamento do relé de admitância utilizando o MATLAB-SIMULINK em diferentes condições de falta, com foco em melhorar sua capacidade de proteção em cenários desafiadores. Para esse desenvolvimento, emprega-se a seguinte estratégia metodológica: (i) levantamento dos dados da linha de transmissão definida para estudo; (ii) dimensionamento dos transformadores de potencial; (iii) determinação dos ajustes das zonas de proteção do relé 21; (iv) implementação dos parâmetros calculados no software MATLAB-SIMULINK; e, (v) apresentação dos resultados de avaliação do desempenho do relé. As simulações permitem uma análise detalhada do comportamento das impedâncias a partir das medições de tensões e correntes durante diferentes tipos de curto-circuito, além da avaliação do diagrama R-X, essencial para verificar o alcance das zonas de proteção e a trajetória das impedâncias durante as faltas. Os resultados mostram que a polarização por memória de tensão oferece uma solução alternativa à polarização tradicional, especialmente em curtos-circuitos trifásicos, em que os valores de tensão podem ser muito próximos de zero. No entanto, o estudo também aponta que, em falhas monofásicas, a aplicação da memória de tensão pode ocasionar atuações indevidas do relé em componentes não afetados pela falha. Conclusivamente, o trabalho reforça a importância da polarização por memória de tensão em relés de distância para proteção de linhas curtas, mas destaca a necessidade de um equilíbrio cuidadoso entre sensibilidade e precisão, principalmente ao lidar com diferentes tipos de falhas.
Abstract: The complexity and criticality of electrical systems make electrical protection a vital aspect for the safety and reliability of the system. Among the protection devices, distance relays are crucial in locating and eliminating faults, preventing damage to the system and equipment, and minimizing power supply interruptions. However, the performance of the distance relay can be compromised in situations of faults close to the relay’s installation location, where voltage values become extremely low, hindering the functioning of the device’s phase comparators and causing false trips. This scenario challenges the effectiveness of distance relays, particularly the admittance-type distance relay. Within this context, the objective of this work is to analyze the performance of the admittance relay using MATLAB-SIMULINK under different fault conditions, focused on enhancing its protective capability in challenging scenarios. The following methodological approach is employed for this development: (i) collection of data from the transmission line defined for study; (ii) dimensioning of potential transformers; (iii) determination of the settings for relay 21 protection zones; (iv) implementation of the parameterized data in MATLAB-SIMULINK; and (v) presentation of the performance evaluation results of the relay. The simulations provide a detailed analysis of impedance behavior based on voltage and current measurements during different types of short circuits, as well as an evaluation of the R-X diagram, essential for verifying the protection zone coverage and impedance trajectory during faults. The results show that memory voltage polarization offers an alternative solution to traditional polarization, especially in three-phase faults, where voltage values can be very close to zero. However, the study also points out that in single-phase faults, the application of memory voltage can result in improper relay actions on components unaffected by the fault. In conclusion, the study reinforces the importance of memory voltage polarization in short-line protection systems. Still, it highlights the need for a careful balance between sensitivity and accuracy, especially when dealing with different types of faults.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/79160
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/9936530790182581
Co-advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/6718622022686556
Access Rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:ENGENHARIA ELÉTRICA - Monografias

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