Localização de faltas em redes de distribuição de energia elétrica com geradores distribuídos

Abstract

Neste trabalho apresenta-se uma metodologia para a localização de faltas em alimentadores de distribuição de energia elétrica através do uso de técnicas de análise de redes baseadas na matriz de impedância e circuitos elétricos. A partir de medidas de tensão e corrente na saída do alimentador e medidas de tensão esparsas no alimentador o algoritmo é capaz de identificar e localizar faltas em alimentadores trifásicos radiais ou fracamente malhados, com cargas desequilibradas, ramais laterais trifásicos, bifásicos ou monofásicos e que tenham geração distribuída representada como uma barra de tensão controlada e que possua medidores de tensão. O sistema de diagnóstico e localização de faltas proposto é capaz de auxiliar as concessionárias de energia em sua rotina de trabalho, fornecendo informações importantes para a operação e manutenção dos sistemas elétricos de distribuição de energia, minimizando os tempos de reparos e, consequentemente, obtendo-se menos perdas financeiras devido ao rápido diagnóstico de faltas e restabelecimento das condições normais de operação. Um sistema de distribuição trifásico real de 135 barras, tensão nominal de 13,8 kV e potência nominal de 7,065 MVA foi utilizado para testar o algoritmo proposto, que apresenta resultados satisfatórios, mostrando-se ser um algoritmo eficiente e rápido.

In this work, a methodology for fault localization in electric power distribution feeders using network analysis techniques based on the impedance matrix and electric circuits is presented. From the voltage and current measurements at the feeder's output and sparse voltage measurements at the feeder, the algorithm is able to identify and locate faults in three-phase radial or weakly meshed feeders with unbalanced loads, three-phase, biphasic or single-phase lateral branches and that have distributed generation represented as a voltage controlled bar and that have voltage meters. The proposed fault diagnosis and fault localization system is capable of assisting electric power concessionaires in their work routine, providing important information for the operation and maintenance of electrical distribution systems, minimizing repair times and, consequently, with less financial losses due to the rapid diagnosis of failures and the restoration of normal operating conditions. A real three-phase 135-bar distribution system, nominal voltage of 13.8 kV and nominal power of 7,065 MVA was used to test the proposed algorithm, which presents satisfactory results, proving to be an efficient and fast algorithm.