New generalized alpha plane formulation for numerical differential protection applications

Abstract

A presente tese propõe uma nova formulação de Plano Alfa Generalizado (PAG) para proteção diferencial de equipamentos de múltiplos terminais. Como ponto de partida, a nova formulação de PAG foi baseada em duas outras estratégias reportadas na literatura. Ademais a solução proposta deve atender dois importantes requisitos: 1) trajetória transitória direta e segura. 2) Ponto de repouso em regime permanente de falta ajustável. Para tanto, dois ajustes foram criados, juntos eles definem uma circunferência com centro e raio ajustável a qual corresponde a uma região de repouso para defeitos internos. O controle refinado resultante dessas duas configurações é capaz de trazer benefícios para a proteção diferencial, como por exemplo um melhor controle das trajetórias no plano alfa. Com o objetivo de avaliar o PAG proposto, o software Alternative Transients Program foi utilizado para simular uma vasta gama de condições especiais em quatro sistemas diferentes. Para tanto uma linha de transmissão de dois e três terminais, uma configuração de barramento e um transformador de potência foram utilizados para testar o novo PAG. As simulações realizadas foram divididas em análises transitórias -- nas quais avalia-se o comportamento da proteção durante situações de curto-circuito -- e análises de sensibilidade paramétrica, nas quais investiga-se a influência de cada um dos parâmetros envolvidos no curto-circuito durante o regime permanente de falta. Os resultados obtidos revelam que o PAG proposto provê uma alternativa apropriada, eficiente e segura para linhas de transmissão, barramentos e transformadores.