A Solução de Rede de Distribuição para Detectar Faltas de Alta Impedância

A NOJA Power revela uma nova Capacidade de Proteção de Admitância para seus Religadores da Série OSM

Comunicado de imprensa

maio 2017
Instalação do religador NOJA Power

Instalação do religador NOJA Power

A NOJA Power lança a nova Proteção de Admitância para seu conjunto de Religadores OSM com controle RC10. A Proteção de Admitância fornece aos engenheiros uma maior capacidade para obter uma sensibilidade mais alta do que a oferecida pela proteção convencional de falta a terra. Este novo conjunto de proteção está disponível para todos os usuários do controlador RC10 por meio de uma atualização do firmware e é realizada através da avaliação das características de admitância de neutro dos alimentadores conectados ao religador. Esta funcionalidade adicional aumenta a sensibilidade de proteção do religador especialmente em redes aterradas compensadas e de alta resistência, onde a corrente de fuga a terra resistiva está tipicamente abaixo dos níveis razoáveis de captação de proteção. Ao examinar os componentes reais e reativos da admitância de neutro é possível definir zonas de proteção designadas para os religadores, proporcionando maior sensibilidade e confiabilidade para todas as instalações.

Ao longo das últimas décadas, a popularidade do projeto de rede solidamente aterrada tem visto um declínio geral. A principal motivação para este declínio é que as faltas a terra em redes solidamente aterradas têm altas correntes de falta a terra. Apesar da reduzida segurança das altas faltas a terra, a maior magnitude da falta a terra implica que os relés conectados a esta rede verão um aumento acentuado na corrente de neutro sob condições de falha. Isso tornou a repercussão da proteção de falta a terra muito fácil.

No entanto, considerando as implicações para a proteção da rede, segurança e risco de incêndio, é muitas vezes vantajoso implementar esquemas para limitar a corrente de falta a terra em um alimentador. Existem várias técnicas disponíveis para obter a redução de falta a terra, do aterramento de alta impedância através das bobinas Petersen e de uma compensação ativa. Ao implementar técnicas de limitação de falta a terra, frequentemente os níveis de falta a terra são conduzidos abaixo dos níveis de detecção para relés convencionais e técnicas adicionais são necessárias para detectar a presença de uma falha.

 

Exemplo de Configuração de Zona de Proteção de Admitância

 

Esta redução na magnitude da falta a terra implica que os engenheiros de proteção precisam usar novos métodos para detectar faltas a terra com sensibilidade suficiente em redes de alta impedância. A resposta a esse desafio é a proteção à admitância.

Em termos simples, a proteção de admitância é uma medida de "como é fácil para a corrente escapar do sistema de carga". Quanto maior a leitura da admitância de neutro, mais fácil é a corrente escapar do circuito de carga desejado. Ao definir um limite para o quão elevado esse valor pode alcançar, a proteção de admitância fornece um algoritmo para haver o disparo mesmo quando a corrente de falta a terra pode ser baixa. A impedância a terra diminui em uma situação de falta a terra, o que é contraditório com a maioria dos outros elementos de proteção, enquanto, inversamente, a admitância a terra aumenta. A maioria dos elementos de proteção dispara quando uma métrica de uma rede se torna muito alta (muita corrente, demasiada tensão etc), portanto, a admitância é mais fácil de calcular e compreender a partir de uma perspectiva de proteção de rede. Simplesmente, conforme a falha se torna mais grave, a admitância também aumenta. Ao ajustar um limite para o alcance do valor da admitância, nós podemos fornecer a proteção às faltas a terra mesmo quando os desvios individuais da tensão ou da corrente são pequenos. É por isso que a proteção de admitância é inestimável para redes de alta impedância ou proteção de linhas com baixa corrente de falta a terra.

Na realidade, a falta a terra é uma combinação de efeitos reativos (carga de linha capacitiva e indutância de linhas / aterramento) e o componente resistivo (fluxo de corrente convencional através do local da falta e retornado através do aterramento do transformador a montante). Examinando cada um destes efeitos isoladamente, é possível inferir a presença de uma falha, mesmo quando no valor nominal os componentes individuais de falta a terra parecem pequenos. O benefício adicional de utilizar esta técnica está associado com a polaridade dos vetores, uma vez que os componentes de admitância podem ser determinados numa base de direção como resultado do sinal do valor. Portanto, a proteção direcional de falta a terra pode ser obtida através do uso de proteção de admitância também. A Figura 1 ilustra um exemplo de utilização de intervalos de condutância aceitável e valores de susceptância, com a proteção do funcionamento logo que a magnitude nas direções para a frente ou para trás ultrapasse os limites calculados de admitância de neutro.

Tradicionalmente, a proteção contra a admitância só está disponível nas tensões de nível de transmissão. Com as melhorias da estabilidade da tensão de rede e do equilíbrio nas redes de distribuição, tem sido possível começar a utilizar as características de admitância como um método mais preciso de detecção de falhas. O RC10, a implementação mais recente da NOJA Power de proteção de admitância, oferece acessibilidade à proteção da camada de transmissão em um ambiente de rede de distribuição, proporcionando maior sensibilidade e eficácia na implementação de proteção.

A proteção de admitância é a solução ideal de retransmissão de proteção para redes com alta impedância, redes compensadas de neutro ou desenterradas. Utilizando a detecção de tensão e a corrente incorporada no OSM da NOJA Power, a proteção de admitância foi conseguida para proporcionar maior sensibilidade às faltas a terra. Em uma era em que a eficiência da rede e a precisão da proteção para a mitigação de incêndios são primordiais, a proteção de admitância oferece uma solução econômica para a detecção de faltas a terra, onde uma maior sensibilidade e precisão são necessárias.