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

A NOJA Power lança a nova Proteção de Admitância para seu conjunto de Religadores OSM com controle RC-10. 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 RC-10 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.

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 RC-10, 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.