Análise de curto-circuito e afundamentos de tensão em sistemas elétricos de potência : um estudo aplicado à expansão da geração no Rio Grande do Sul

Este projeto de diplomação apresenta um estudo da influência, no nível de afundamentos de tensão causados por curtos-circuitos, da expansão da geração elétrica no estado do Rio Grande do Sul. É realizado um levantamento detalhado da matriz energética, tanto na configuração atual quanto dos projetos em construção e outorgados para estarem em operação no estado até o final do ano de 2019. São apresentados conceitos teóricos sobre afundamentos de tensão, assim como os métodos de cálculo e predição de dois parâmetros fundamentais que caracterizam este distúrbio: a magnitude e a frequência de ocorrência. Sabendo-se que as faltas monofásicas em linhas de transmissão são as principais causas de afundamentos de tensão, um estudo de caso é realizado para as predições deste distúrbio, tomando-se como metodologia a simulação de faltas via o programa computacional ANAFAS. Uma série de cenários é implementada para simular o sistema elétrico básico do Rio Grande do Sul, considerando a integração isolada dos diferentes tipos de unidades geradoras, possibilitando-se a análise comparativa dos níveis de afundamentos de tensão das configurações atual e futura (2019). Tomando-se como base os resultados quantitativos e qualitativos obtidos nas simulações, observou-se uma melhora do desempenho do sistema elétrico do Rio Grande do Sul frente à expansão da geração, principalmente com a integração dos novos parques eólicos.This graduation project presents a study of the influence on the voltage sags caused by short circuits resulted by the expansion of electricity generation in the state of Rio Grande do Sul. A detailed survey of the energy matrix is performed both in the current configuration as in the projects under construction and granted to be operating by the end of 2019. Theoretical concepts are presented about voltage sags, as well as the methods of calculus and prediction about two fundamental parameters that characterize this problem: the magnitude and frequency of occurrence. Once the single-phase faults in transmission lines are the main causes of voltage sags, a case-study is developed to predict this problem, based on fault simulation method, using the software ANAFAS. A number of scenarios are implemented to simulate the electric power system of Rio Grande do Sul, considering the isolated integration of the different types of generating units, enabling a comparative analysis of voltage sags levels from current and future (2019) configurations. The quantitative and qualitative result from the simulations of the electrical generation expansion has shown an improvement of the electrical system performance, mainly with the integration of the new wind farms