Estudo e implementação de modelo de falta de alta impedância

Trabalho de Conclusão Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2019.O Sistema de Distribuição Elétrica é composto de um conjunto de instalações e equipamentos elétricos, que tem como objetivo fornecer energia aos consumidores finais. Os alimentadores primários em média tensão percorrem as ruas da cidade e estão sujeitos a falhas, como curto-circuito. Um tipo específico de curto-circuito que causa grande preocupação para a sociedade é a Falta de Alta Impedância (FAI). A FAI ocorre quando o alimentador primário energizado entra em contato com uma superfície de baixa condutividade produzindo correntes de baixa intensidade, que dificilmente é detectada pelos sistemas de proteção convencionais baseados em sobrecorrente. A FAI apresenta grande risco de incêndios e eletrocussão seguida de morte. Para a distribuidora de energia a ocorrência de FAI pode acarretar em indisponibilidade no fornecimento de energia para clientes a montante do ponto de falta, além das consequências judiciais quando há mortes ou danos ao patrimônio. O desenvolvimento de modelos representativos do fenômeno é fundamental para que seja possível o desenvolvimento de técnicas de detecção da FAI. O presente trabalho se propôs a desenvolver um modelo realístico, porém simplificado, da FAI e analisar o impacto da falta sobre os harmônicos de corrente. O modelo proposto poderá ser utilizado, em trabalhos futuros, para testar esquemas de proteção contra faltas de alta impedância devido a rompimento de condutor primário e seu contato com o solo, bem como auxiliar no desenvolvimento de novas técnicas de detecção deste tipo de falta.The Electric Distribution System is a set of electrical installations and equipment, which provides energy to end consumers. The primary feeders cross the city and are under the risk of failures such as short circuit. A specific type of short circuit that causes great concern is the High Impedance Fault (HiZ). High Impedance Fault occurs when an energized primary feeder comes into contact with a low conductivity surface producing currents of low intensity, which is hard to be detected by conventional overcurrent-based protection systems. High Impedance Fault presents a high risk of fires and electrocution followed by death. For Electric utilities, the occurrence of HiZ can interrupt the energy supply for customers upstream of the point of failure, as well as cause judicial consequences when there are deaths or damages to assets. The development of representative models of the phenomenon is fundamental for the development of HiZ detection techniques. The present work developed a realistic, but simplified model, of HiZ and analyzed the impact of the fault on current harmonics. The proposed model may be used in future work to test HiZ protection schemes, as well as assist in the development of new techniques for detecting this type of fault