Avaliação de relés microprocessados reais aplicados na proteção de linhas de transmissão de interconexão de parques eólicos

Abstract

Neste trabalho é avaliado o desempenho de funções de proteção de linhas de transmissão no domínio do tempo, TD21 e TW87, e fasorial, PH21 e PH87, disponíveis em relés reais aplicados em um sistema com inserção de geração eólica do tipo full-converter. Avalia-se o desempenho destas funções de proteção sob diversos cenários de falta e operação, variando-se parâmetros como resistência de falta, ângulo de incidência da falta, tipo de falta e localização do ponto de falta na linha de transmissão. Para a realização dos estudos propostos, são aplicadas faltas em uma linha de transmissão de 500 kV / 60 Hz que conecta parques eólicos com unidades de geração do tipo full-converter a uma rede alimentada por fontes de geração convencionais. Inicialmente, um sistema teste com topologia de acordo com um sistema real brasileiro é modelado e simulado por meio do software Power System Simulator (PS Simul). Em seguida, são realizados testes em massa através de procedimentos de loop fechado e de playback utilizando relés de proteção de linhas de transmissão no domínio do tempo e da frequência. Dessa forma, o desempenho dos elementos de proteção de distância e de proteção diferencial, considerando ambas tecnologias, são avaliados nos cenários de falta estudados. A partir dos resultados obtidos, as diferenças entre as contribuições de curto-circuito do parque eólico e da rede convencional de energia são discutidas. Em seguida, é apresentada uma comparação entre os elementos de proteção baseados em fasores e no domínio do tempo em cada terminal de linha. Por fim, o esquema de teleproteção de disparo permissivo por sobrealcance associado a lógicas de weak infeed é avaliado. Os resultados revelam que a presença de parques eólicos pode de fato afetar o desempenho dos relés, influenciando não apenas na confiabilidade da proteção, mas também em seus tempos de operação.