Formulação estendida baseada na impedância aparente para localização de faltas em sistemas de distribuição rurais : uma análise da influência de faltas de alta impedância

Abstract

O presente trabalho tem por objetivo apresentar inicialmente uma extensão da formulação existente para localização de faltas fundamentada na impedância aparente para sistemas de distribuição rurais. Posteriormente, o trabalho apresenta uma análise da influência das faltas da alta impedância na formulação desenvolvida e existente. Os sistemas rurais caracterizam-se pela presença de laterais com uma, duas ou três fases que derivam do alimentador principal. A metodologia fornece a distância elétrica da subestação de monitoramento até o local do defeito. Neste trabalho, a seção em falta é considerada conhecida. Faltas de alta impedância são defeitos que ocorrem em sistemas elétricos por motivos como rompimento dos cabos ou por contato com superfícies com propriedades de alta impedância, provocando uma corrente de magnitude muito baixa. Este tipo de falta apresenta características particulares de forma, assim foi empregado no estudo um modelo proposto na literatura especialmente concebido para essa finalidade. A metodologia estendida utiliza os sinais de tensão e corrente que são adquiridos pelo relé de proteção no período pré-falta e durante a falta, sendo analisados na frequência fundamental. Os dados das faltas foram obtidos através de simulações numéricas de um modelo de alimentador de distribuição com ramificação trifásica e monofásica.

This work presents an extension of an existing state-of-the-art impedance-based fault location formulation for rural distribution systems. An analysis of the high impedance fault effects in the developed and existing formulation is also presented. Rural distribution systems are characterized by the presence of laterals tapped-off from the main feeder with one, two or three phases. The extended formulation provides the electric distance from the monitoring substation up to the fault location. In this work, the fault section is considered known. High impedance faults are faults that occur in electrical system for reasons such a rupture of conductors or by contact of these with surfaces with high impedance properties, resulting in a very low magnitude current. This kind of fault presents specific features. In this work a model proposed in literature specifically for this purpose is used. The extended methodology uses voltage and current signals acquired by the protection relay in the pre-fault and during fault period, which are analyzed at fundamental frequency. The proposed extended method was tested through numerical simulations of a distribution feeder model with three-phase and single-phase branches.