Proteção diferencial de linhas de transmissão baseada na Teoria de Ondas Viajantes aplicada em linhas híbridas

Abstract

Apresenta-se nesta dissertação uma avaliação de desempenho da função de proteção diferencial de linhas de transmissão (LTs) baseada na teoria de ondas viajantes (TW87) quando aplicada em linhas híbridas. As funções de proteção no domínio do tempo têm sido uma tendência em relés digitais comerciais, pois essas eliminam a necessidade de estimar fasores, operando assim mais rapidamente do que as funções de proteção tradicionais. Dentre as funções no domínio do tempo, destacam-se as baseadas na teoria de ondas viajantes (OVs), e em especial a função TW87, que tem apresentado tempos de atuação da ordem de poucos milissegundos, mantendo a segurança da proteção. Em sua concepção, a TW87 foi desenvolvida para proteger LTs aéreas, porém, de acordo com seus desenvolvedores, a função pode ser aplicada em linhas híbridas (formadas por trechos aéreos e cabos subterrâneos e/ou submarinos), desde que algumas restrições sejam levadas em consideração. Nesse sentido, buscou-se nesta dissertação esclarecer tais particularidades. Para tanto, foram simuladas faltas internas e externas em um sistema teste de 230 kV/60 Hz composto por uma linha híbrida com diferentes composições de trechos aéreos e subterrâneos no Alternative Transients Program (ATP). A partir dos testes realizados, avaliou-se a influência do número de trechos da linha híbrida e de aproximações da linha híbrida por uma LT aérea de igual comprimento sobre o desempenho da TW87. Dos resultados obtidos, percebe-se que as amplitudes das OVs são alteradas nas junções entre trechos, e tal fato se reflete nas variáveis da TW87. Além disso, nota-se que existe uma diferença entre as velocidades de propagação das OVs entre trechos, o que repercute na localização de faltas estimada e no cálculo da amplitude do sinal de restrição da função quando se aproxima a linha híbrida por uma LT aérea, implicando assim em restrições no comprimento do(s) trecho(s) subterrâneo( s). Dessa forma, conclui-se das análises realizadas que a aplicação da TW87 em linhas híbridas requer cautela, ainda que tenha se mostrado confiável na maioria dos casos avaliados.