Metodologia para uma completa análise das variações de tensão de curta e de

longa duração

Ana Carolina Silva CastroGuilherme Moura SoaresLeandro de Souza LemosThaís Machado Queiroz

Trabalho da disciplina Qualidade de Energia ministrada pelo Prof. Msc. José Antônio de Moreira Rezende

Resumo

• Proposta: detectar, localizar e classificar distúrbios;

• Não apenas VTCD e VTLD, mas também desconformidades na forma de onda [3]; • Ferramentas: TW, TF e cálculo do valor RMS;

• Validação no software ATP;

• Resultados excelentes.

Introdução

• Rede sujeita a vários níveis de distorção;

• ANEEL, PRODIST, módulo 8: aspectos de QEE;

• Análise necessária para entender as causas, impactos e elaborar soluções; • Diversas ferramentas;

• TW: detecção e localização no tempo;

• TW, TF e cálculo do valor RMS: classificação.

Sistema de Distribuição Real Analisado

• ATP (Alternative Transient Program);

• Subestação: nível de alimentação a 138 kV, rebaixa para 13,8 kV, potência de 25MVA (TSUB), FP geral: 0,95;

• Modelagem: trafos usando curva de saturação, cargas usando dados da concessionária,bancos de capacitores;

• Alimentador principal e alimentador secundário;

• Situações de faltas.

Sistema de Distribuição Real Analisado

Fig. 1. Sistema elétrico de distribuição real [1].

Sistema de Distribuição Real Analisado

Tabela I. Distúrbios caracterizados sobre o sistema elétrico modelado [1].

Algoritmo Proposto

Fig. 2. Fluxograma para a análise dos distúrbios relacionados à QEE [1].

Algoritmo Proposto

• Aquisição dos sinais: provenientes do software ATP, filtragem para evitar o fenômeno de mascaramento (filtro modelado pela aproximação Butterworth) [2], digitalização e normalização.

• Detecção e localização dos distúrbios: TW e AMR, divisão do sinal em pedaços (figura 3).

Fig. 3. a) Sinal elétrico caracterizando um afundamento de tensão na fase A,e b) Coeficientes do primeiro nível de detalhe do sinal em análise [1].

Algoritmo Proposto

• Determinação da duração do fenômeno: subtrai-se o tempo final do inicial.

• Pré-classificação: VTCD, VTLD ou DFO. Baseada na duração dos eventos.

• Classificação: Via RMS, via TRF e via TW (figura 4).

Fig. 4. Faixas utilizadas na etapa de classificação com a) Valor RMS; b) TRF e c) TWD [1].

Algoritmo Proposto

Fig. 5. Fluxograma para a classificação dos distúrbios dispondo da TW para os pré-classificados como VTCD [1].

Algoritmo Proposto• Decisão Lógica: escolha da classificação final (figura 6). • Relatório final: evidencia todos os aspectos conclusivos da análise.

Fig. 6. Fluxograma para o módulo da decisão lógica [1].

Resultados• Erro médio geral: 0,126 ms. • 21 dos 171 casos de VTDC apresentaram erro ao acusar o fim do transitório inicial.• Pré-classificação: 100% de acerto. • Classificação: 99,3% de acerto. • Amplitude: erros inferiores a 1%.

Fig. 7. Porção do sinal em análise que caracteriza uma oscilação transitóriaquando do instante do distúrbio.

Resultados

Tabela II. Resultados da detecção do início das alterações da forma de onda [1].

Observações Finais

• Todas as etapas condizentes com o esperado;

• A potencialidade de cada ferramenta foi aproveitada;

• Classificação de evento com duração inferior a meio ciclo (oscilação transitória); • As ferramentas foram exploradas com eficiência, resultados satisfatórios.

Referências Bibliográficas

[1] L.C.P. Rodrigues, W.F. Usida , M. Oleskovi, D.V. Coury, “Metodologia para uma completa análise das variações de tensão de curta e de longa duração”.

[2] J.M. Carvalho, E.C. Gurjão, L.R. Veloso, Introdução à Análise de Sinais e Sistemas, Elsevier, 1a Edição, Rio de Janeiro, 2015.

[3] ANEEL(2003). Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional – PRODIST, Módulo 8 – Qualidade da Energia Elétrica. Acedido em 7 de Julho de 2016, em: http://www.aneel.gov.br/modulo-8.