Fault location in transmission lines: development and improvment of algorithms

Este trabalho tem por objetivo apresentar novos desenvolvimentos em localização digital de faltas em linhas de transmissão, baseados na utilização de fasores em regime permanente. São apresentadas propostas de aperfeiçoamento de algoritmos de localização de falta usando dados de dois terminais, além de simplificações, em algoritmos de um e dois terminais, com o objetivo de viabilizar a implementação em relés digitais. Um novo algoritmo de localização de faltas usando dados do terminal local, foi desenvolvido. Os resultados fornecidos pelo algoritmo são a distância de falta e a resistência de falta, obtidos por método de otimização. As principais vantagens são a possibilidade de se representar qualquer tipo de linha (transposta, não transposta, circuito duplo), a opção de não se utilizar medições de correntes em falta e a precisão, bastante alta, ser independente das condições da falta (distância, resistência, tipo e impedâncias dos equivalentes). Para esse novo algoritmo é feita uma análise da influência de erros de medição e ajuste de parâmetros de entrada, de forma a verificar a robustez do método na precisão da localização de falta. Tanto para o novo algoritmo, quanto para as propostas de aperfeiçoamentos e simplificações, a análise de eficiência foi baseada principalmente em simulações de curto no programa ATP, variando-se as condições de falta. O pós processamento, para obtenção dos fasores e da distância de falta foi implementado em MatLab.The objective of this work is to present new developments in digital fault location in transmission lines, based on the use of steady-state phasors. Proposals for the improvement of fault location algorithms using data of two terminals are presented as well as simplifications for one and two terminals algorithms, with the purpose of propitiating the implementation in digital relays. A new fault location algorithm using local terminal data was developed. The results generated by the algorithm are the fault distance and fault resistance, which are obtained by optimization method. The main advantages are the possibility of representing any line type (transposed, untransposed, double circuit), the option of not using fault currents measurements, and the fact that the accuracy is independent of the fault conditions (distance, resistance, type and impedances of the equivalents). An analysis of the influence of measurement errors and input parameters adjustment is performed, in order to verify the robustness of the method regarding the fault location accuracy. The efficiency analysis of the new algorithm, as well as of the improvements and simplifications, was based mainly in short-circuits simulations in the ATP program, varying the fault conditions. The post-processing module for obtaining the phasors and the fault distance was implemented in MatLab