UTILIZANDO O SOFTWARE PS SIMUL PARA LOCALIZAÇÃO DE FALTAS POR ONDAS VIAJANTES
O software PS Simul, criado com a finalidade principal de permitir ao usuário modelar os mais variados e complexos componentes dos sistemas de potência/controle e simular transitórios eletromagnéticos e eletromecânicos, possui uma interface bastante intuitiva e amigável, utilizando uma série de recursos que facilitam a entrada de dados em geral, assim como a obtenção e avaliação de resultados.
Além disso, o PS Simul disponibiliza uma biblioteca com mais de 400 elementos a seus usuários. Dentre os modelos que possibilitam estudos envolvendo ondas viajantes em linhas de transmissão, podemos destacar: linhas de transmissão representadas por diversos modelos (bergeron, modelagem em frequência no domínio das fases ou modal, entre outros), filtros de topologias variadas, diagrama de Bewley para análise de ondas viajantes, entre outros.
A seguir, será abordada parte da teoria relacionada à localização de faltas por ondas viajantes e, além disso, será mostrado um estudo possibilitado pelos recursos e componentes do software PS Simul. O estudo está disponível na versão FREE do software podendo ser acessado utilizando a aba “Suporte -> Exemplos”. Dessa forma você poderá abrir o exemplo, verificar parâmetros utilizados na simulação e visualizar as formas de onda disponibilizadas. Para realizar o download da versão FREE e acessar tais exemplos, utilize o link abaixo:
http://www.conprove.com.br/pub/i_ps_simul.html
LOCALIZAÇÃO DE FALTA POR ONDAS VIAJANTES
O conceito de ondas viajantes aplicado à localização de faltas pode ser melhor entendido com utilização do diagrama de Bewley/Lattice, apresentado na figura abaixo.
Anexo:
Comentário sobre o Arquivo: Fig. 1 – Diagrama de Bewley/Lattice para análise de ondas viajantes.
FIG. 1 - TW.png [ 36.09 KiB | Visualizado 30119 vezes ]
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O diagrama mostra que a ocorrência de uma falta (curto circuito) produz ondas de tensão e corrente que se propagam a partir do ponto de defeito em ambos os sentidos da LT. Assim que tais ondas encontrarem novas descontinuidades, estas irão refletir e retornar ao ponto de defeito, onde haverá novas reflexões e refrações.
Dessa forma, é possível estimar a distância de uma falta em relação ao terminal de medição A até a primeira metade da LT por:
d = (T2-T1)*v/2
Onde:
v -> velocidade de propagação das ondas;
T1 -> tempo de propagação da primeira frente de onda a partir do ponto de falta até o terminal A;
T2 -> tempo de propagação da primeira onda, medido após a segunda reflexão, no ponto de falta e desse ponto novamente ao terminal de medição A;
Tipicamente, a dificuldade da localização de faltas pela onda propagada é encontrar a segunda frente de onda reversa que reflete no ponto de medição já que, em condições reais, o sinal transitório analisado conterá ruídos.
EXEMPLO PRÁTICO DE LOCALIZAÇÃO DE FALTA POR ONDAS VIAJANTES
Este exemplo visa abordar o conceito de localização de faltas através da análise de ondas viajantes em linhas de transmissão. Conforme já exposto, após a ocorrência de uma falta em uma linha de transmissão, ondas de tensão e corrente se propagam em ambos os sentidos da LT. Ao encontrar nova descontinuidade, tais ondas se refletem e retornam ao ponto de defeito, onde haverá novas reflexões e refrações.
Neste exemplo, foi modelado o sistema mostrado na figura abaixo e simulada uma contingência a 20 km da SE1 no instante t = 1 ms.
Anexo:
Comentário sobre o Arquivo: Fig. 2 – Sistema modelado no software PS Simul.
FIG. 2 - SEP.png [ 15.72 KiB | Visualizado 30119 vezes ]
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As ondas de tensão e corrente que se propagam na linha podem ser visualizadas nos gráficos abaixo.
Anexo:
Comentário sobre o Arquivo: Fig. 3 – Formas de onda obtidas após a falta na linha de transmissão.
FIG. 3 - RES.png [ 47.77 KiB | Visualizado 30119 vezes ]
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É possível estimar a distância de uma falta em relação ao terminal de medição utilizando a equação já mencionada nessa publicação. Para a contingência deste exemplo, temos que o tempo de propagação (calculado pelo software) é de aproximadamente 268,082 us, logo a velocidade de propagação é de:
v = 80 km (comprimento total da LT) / (268,082 e-6) s = 298416,15 km/s
Considerando como referência a subestação SE1, temos que a diferença entre T2 e T1 é de aproximadamente 135 us. Dessa forma uma distância da falta de:
d = (135 e-6) * 298416,15 / 2 = 20,14 km (ou seja, a 25% da LT de 80 km de comprimento)
Objetivando possibilitar a análise gráfica das ondas viajantes, o PS Simul fornece o diagrama de Bewley/Lattice que, para este exemplo, é mostrado abaixo. Nesse diagrama o usuário pode posicionar os cursores através da simples análise das formas de onda filtradas em ambos os terminais. O filtro das formas de onda pode ser realizado externamente (por componentes de controle do software) ou pelo próprio gráfico de Bewley/Lattice (o gráfico contém esse recurso).
Anexo:
Comentário sobre o Arquivo: Fig. 4 – Análise da localização da falta pelo diagrama de Bewley/Lattice.
FIG. 4 - RES-BEWLEY.png [ 51.98 KiB | Visualizado 30119 vezes ]
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OUTROS EXEMPLOS E POSSIBILIDADES
Além dos exemplos mencionados nessa publicação, o software disponibiliza outros que podem ser acessados pela aba Suporte -> Exemplos. Por isso, recomendamos que você realize o download da versão FREE para conhecer tanto os componentes disponibilizados quanto os exemplos prontos. Nossa equipe de suporte técnico ficará à disposição para sanar quaisquer dúvidas relacionadas ao software PS Simul.
Dê sua sugestão, caso haja algum estudo de seu interesse que não consta entre os ressaltados aqui.