Sistema Inteligente para Localizar Faltas em Alimentadores de Distribuição Rural

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1 Sistema Inteligente para Localizar Faltas em Alimentadores de Distribuição Rural Rodrigo Aparecido Fernandes Pereira Laboratório de Planejamento de Sistemas de Energia Elétrica Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira FEIS/UNESP Luis Gustavo Wesz da Silva Laboratório de Planejamento de Sistemas de Energia Elétrica Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira FEIS/UNESP José Roberto Sanches Mantovani Laboratório de Planejamento de Sistemas de Energia Elétrica Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira FEIS/UNESP Resumo. Localização de faltas em alimentadores de distribuição é um problema de natureza probabilística. Na literatura especializada existem algumas técnicas de soluções propostas, as quais são limitadas por fatores técnicos e econômicos. O presente trabalho tem como objetivo a localização de faltas fase-terra, possibilitando assim que as equipes de manutenção atuem com rapidez na eliminação e/ou nos reparos necessários na rede, proporcionando para seus clientes o fornecimento confiável de energia e ainda mantendo os índices de qualidade de energia e de fornecimento dentro dos padrões aceitáveis. É apresentado um sistema especialista para localizar faltas, composto pelas seguintes estruturas: 1) Base de Dados: Valores típicos de resistência de falta, parâmetros e topologia do alimentador, curvas de cargas típicas e taxas de faltas permanentes para cada seção do alimentador; 2) Base de Conhecimento: Rotinas de seleção do tipo de falta, análise de curto-circuito, fluxo de potência, estimação e localização de possíveis locais de falta e cálculo da resistência de falta; 3) Sistema de Aquisição de Dados: Amostragem dos fasores das correntes das fases e do neutro no alimentador, na saída da subestação; 4) Atualização da Base de Dados: Executado pelo usuário, o qual fornece como entrada o exato ponto de incidência de uma falta localizada com sucesso. A atualização dos valores da base de dados (resistência de falta e taxas de falta) é feita periodicamente. Este sistema foi testado para um alimentador real, contendo 80% de consumidores rurais e 20% de consumidores urbanos. Os resultados mostram que a metodologia proposta é adequada para localizar faltas faseterra. Palavras chaves. Localização de faltas, Sistema Inteligente, Alimentadores de Distribuição Rural, Faltas Fase-Terra. 1. Introdução A desregulamentação, a privatização e a automação das empresas do setor de distribuição de energia elétrica juntamente com as novas normas que impõem índices de qualidade a serem atendidos para o fornecimento de energia elétrica, propiciam estudos, pesquisas e desenvolvimento de equipamentos, técnicas matemáticas, algoritmos e sistemas computacionais para detecção e localização de faltas. Com a finalidade de manter os índices de fornecimento dentro dos padrões preestabelecidos e atender seus clientes com uma energia de boa qualidade, além de tornar também o sistema mais confiável, os equipamentos localizadores de faltas instalados nos sistemas de distribuição têm a finalidade de registrar as faltas (curto-circuito) ocorridas e alguns parâmetros pré e pós-falta e, com isso, auxiliar os operadores, apontando para o local de ocorrência dessa falta. Dentre as principais dificuldades encontradas pela grande maioria das técnicas empregadas na localização das faltas estão a topologia da rede, as variações nas impedâncias da rede devido à reconfiguração, a existência ou não de cogeração no sistema, a distribuição e os níveis de cargas na rede que se refletem diretamente nas correntes e tensões pré-falta, as seções da rede com condutores de diferentes bitolas e o conhecimento exato da impedância do sistema que se encontra atrás da subestação. Segundo Tang et al (2000) as técnicas de localização de faltas podem ser classificadas em três categorias: Técnicas baseadas em tensões e correntes de freqüência fundamental, principalmente na medição de impedâncias; Técnicas baseadas em ondas viajantes e componentes de altas freqüências; e, Técnicas baseadas em acessos a bases de dados aproximados. As técnicas baseadas em medição de impedâncias contam com uma grande quantidade de trabalhos publicados na literatura (Adu, 2001; Aggarwal et al, 1997; Santoso et al, 2000; Girgis e Fallon, 1992; Pettissalo et al, 2000 e Saha et al, 2001) e com pesquisas consideráveis para o desenvolvimento de localizadores de faltas baseadas na aquisição de dados em apenas um local da linha, chamado método de um terminal, e em aquisição de dados de dois pontos da linha, chamado método de dois terminais. Entretanto, como em qualquer outro método baseado em freqüência fundamental, eles sofrem limitações devido à resistência de falta, ao carregamento das linhas e aos parâmetros das fontes, entre outros fatores.

2 Por muitos anos, as empresas de energia reconheceram os métodos das ondas viajantes como um caminho alternativo para superar as imprecisões e limitações dos métodos tradicionais de localização de faltas baseados em medições de grandezas de freqüências fundamentais. Sistemas de ondas viajantes fornecem melhor precisão que qualquer outro anteriormente disponível, mas foram gradualmente abandonados devido a problemas de confiabilidade e manutenção, os quais levaram a uma perda gradual do interesse e confiança nesta técnica. Recentemente, os métodos de ondas viajantes têm reaparecido como uma alternativa para localização de faltas. Isto porque, em geral, as empresas de energia desejam localizadores de faltas mais rápidos e precisos, associados a melhoramentos em aquisição de dados, nos sistemas de comunicação e sincronização de tempo (Global Positioning System - GPS). Os métodos de localização de faltas usando ondas viajantes são independentes da configuração da rede e dos dispositivos instalados nesta. Estas técnicas são muito precisas, mas requerem alta taxa de amostragem e sua implementação é mais cara que a implementação das técnicas de medição de impedâncias. Outros esforços recentes têm sido enfocados no desenvolvimento de técnicas para localização de faltas usando bases de conhecimento aproximadas, tais como redes neurais, sistemas especialistas e teoria fuzzy. Tais técnicas freqüentemente dependem de informações externas de gerenciadores de centros de controle de distribuição, tais como sistema SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition System), posição de chaves na subestação e no alimentador, medições de grandezas elétricas no alimentador e sensores de tensão nas cargas. O presente trabalho tem como objetivo a localização de faltas fase-terra, possibilitando, assim, que as equipes de manutenção atuem com rapidez na eliminação e/ou nos reparos necessários na rede proporcionando para seus clientes o fornecimento confiável de energia e, ainda, mantendo os índices de qualidade e de fornecimento dentro dos padrões aceitáveis. A metodologia foi desenvolvida com base na aquisição e monitoramento de dados na saída dos alimentadores na subestação. Desta forma, o processo de localização de faltas é baseado na aquisição do fasor da corrente de falta fase-terra na subestação e em sua comparação com fasores obtidos através de simulação de curtocircuito para as barras preestabelecidas no alimentador sob análise. Para se obter resultados de melhor qualidade, são considerados nas simulações três valores de resistências de falta fase-terra. Estes valores são definidos a partir de um histórico que contém valores estimados para a resistência de falta. A estimativa dos valores desta resistência é obtida com informações das faltas localizadas com sucesso no alimentador, anteriormente à falta atual. Apresentam-se resultados e descrições sobre a qualidade do sistema localizador de faltas para um alimentador real de distribuição rural. 2. Concepção do Sistema Na concepção e desenvolvimento do sistema para localização de faltas em alimentadores radiais de distribuição, considera-se que as informações disponíveis do alimentador são apenas as medições dos fasores das correntes de carga pré-falta na subestação, dos fasores das correntes pós-falta, ou seja, a metodologia é baseada na comparação do fasor da corrente de neutro medida na saída do alimentador, na subestação, com os fasores das correntes de falta obtidos através de simulação computacional que utiliza os parâmetros elétricos do sistema de distribuição sob estudo. O fasor da corrente de neutro é obtido através da aquisição e tratamento dos fasores das correntes pré e pós-falta para as três fases. Fazendo-se a soma dos três fasores das correntes de carga pré-falta, obtém-se a corrente pré-falta de desequilíbrio presente no sistema. De forma análoga, pode-se obter a corrente de desequilíbrio pós-falta somando-se os fasores das correntes trifásicas pós-falta. Subtraindo-se o fasor resultante para a corrente pré-falta de desequilíbrio do fasor resultante para a corrente pós-falta de desequilíbrio, obtém-se o fasor da corrente de curto-circuito no ponto em falta. Para localizar uma falta detectada pelo sistema de aquisição de dados, comparam-se os fasores das correntes de faltas obtidas através de simulação de faltas em pontos predeterminados com o fasor obtido através das medições. Assim, identificam-se as possíveis seções da linha onde pode ocorrer tal falta. Uma vez obtidas todas as seções candidatas a serem a seção faltosa, utilizando-se as taxas de faltas dos últimos cinco anos para cada seção, faz-se um ordenamento decrescente destas seções. No entanto, para isto é necessário que se tenha um excelente modelo elétrico para representar o sistema além do conhecimento das impedâncias de seqüência positiva e zero da fonte. Nesta metodologia, como se utiliza a matriz de impedâncias de barra e as impedâncias de seqüência positiva e zero das seções da rede, é possível localizar faltas com precisão mesmo em sistemas nos quais as seções não são compostas pelo mesmo tipo de condutor. É evidente que a precisão dos resultados depende dos parâmetros e do estado do sistema no instante de ocorrência da falta e também da resistência de falta envolvida. Desta forma, à medida que o sistema é utilizado, novas informações sobre a resistência de falta e sobre as taxas de faltas por seção são incorporadas ao mesmo. Com isso, consegue-se obter melhorias na qualidade do banco de dados do sistema, que se refletem diretamente na qualidade final dos resultados. O estado do sistema é obtido através de um fluxo de carga, sendo as cargas modeladas de acordo com a curva de carga típica para o alimentador sob estudo Estrutura do Sistema A Fig. (1) mostra, de forma simplificada, a estrutura do sistema desenvolvido e implementado dedicado à localização de faltas. A Fig. (2) ilustra, de forma mais completa, o diagrama de blocos desse sistema.

3 Figura 1. Estrutura simplificada do sistema para localização de faltas. O sistema é composto por um módulo principal responsável pela localização da falta e por mais dois módulos secundários, sendo um para estimar a resistência de falta para uma falta que já ocorreu e cujo local foi determinado com exatidão, e um outro para atualizar o índice de faltas por seção, considerando um período de cinco anos. O módulo para estimar a resistência de falta é baseado no princípio de que é conhecida a magnitude da corrente de falta, o local exato de ocorrência da falta e no conhecimento dos parâmetros do sistema, tais como impedâncias de seqüência positiva e zero e da tensão pré-falta no local de ocorrência da falta. O valor estimado para a resistência de falta é, então, armazenado em uma lista que contém o histórico desses valores. O módulo que atualiza o índice de faltas por seção faz a aquisição, via usuário, do local, dia, mês e ano da ocorrência da falta e armazena em um banco de dados. Quando existe uma diferença de um ano entre duas datas deste banco de dados, é, portanto, realizada a atualização dos índices de faltas por seção. Isto é feito levando-se em consideração que os índices referentes ao ano mais antigo são substituídos pelos índices do ano atual. Quando é feita a localização de uma falta, o sistema faz a aquisição do fasor que representa a corrente de falta. Através da simulação computacional de faltas em pontos pré-estabelecidos, utilizando-se três valores de resistência de falta, as possíveis regiões são determinadas e classificadas. Os três valores para a resistência de faltas são determinados com base nos valores contidos no histórico de resistências de falta, considerando um intervalo de confiança em que 95% das vezes contém o verdadeiro valor médio da resistência de falta. A seguir serão detalhados os principais itens referentes à Fig.(2). Figura 2. Diagrama de blocos do sistema localizador de faltas Base de dados A base de dados é formada pelos parâmetros elétricos do alimentador, tais como impedâncias de seqüência positiva e zero das seções do alimentador, comprimento de cada seção do alimentador, identificação da barra, isto é, se esta tem uma carga conectada ou é uma derivação de ramal, além de dados estatísticos de ocorrência de falta nas seções do alimentador e do histórico das resistências de falta. Como o alimentador pode possuir vários ramais em derivações, para formar a base de dados, faz-se uma classificação destes considerando três categorias, a saber: Categoria principal: saindo da subestação, é o trecho de maior comprimento considerando que os condutores deste não sofram mudança de bitola;

4 Categoria 1º lateral: são as derivações que partem do trecho classificado como categoria principal e terminam em uma nova derivação de ramal ou em um ponto onde ocorra mudança de bitola dos condutores; Categoria 2º lateral: são as derivações que partem dos trechos classificados como categoria 1º lateral. Para alimentadores rurais, são incluídos nesta categoria apenas os ramais que têm um comprimento maior ou igual a 500 m Base de Conhecimento A base de conhecimento é composta por regras if-then em associação com rotinas para cálculo de correntes de curto-circuito e fluxo de potência, rotina para a estimação da resistência de falta, rotina para determinar o local da falta e rotinas para atualização dos dados estatísticos de ocorrência de falta nas seções do alimentador Regras para identificação do local em falta As regras para identificação do local são compostas por declarações if-then que, através da comparação do fasor da corrente de falta medida e dos fasores das correntes de falta calculadas para cada uma das barras do sistema, determinam a provável seção faltosa. Em seguida, por comparação das magnitudes das tensões (fluxo de potência) das barras que delimitam a seção, é identificada qual a barra localizada à montante da falta. Conhecendo-se a barra à montante da falta, a base de conhecimento faz a busca de todos os parâmetros necessários para estimar o local da falta Atualização da base de dados Existem dois itens na base de dados que são atualizados via base de conhecimento durante a execução do algoritmo. O primeiro é o histórico da resistência de falta. Isto é feito toda vez que o usuário executa o módulo para estimar a resistência de falta para uma falta que já foi localizada com sucesso no circuito. Desta forma, a cada execução deste módulo é adicionado à base de dados mais um valor de resistência de falta. O histórico das resistências de falta será utilizado para a determinação do intervalo de confiança para a média da resistência de falta, quando for executado o módulo de localização de falta. O segundo item que é atualizado pela base de conhecimento é a taxa de ocorrência de faltas nas seções do alimentador. Esta base de dados é composta por um histórico dos últimos cinco anos para as taxas de faltas nas seções do alimentador. Toda vez que o módulo de atualização desta base é executado são armazenadas a seção e a data de ocorrência da falta (dia, mês e ano). Assim, quando o módulo de localização da falta é executado, é feita uma verificação para checar se há um intervalo de um ano entre a ocorrência de duas faltas. Em caso afirmativo, as taxas de falta correspondente ao ano mais antigo são trocadas pelas taxas do ano atual Obtenção do estado da rede e simulação de faltas O estado da rede é obtido através de um fluxo de potência trifásico (Cheng e Shirmohammadi, 1995) e as cargas são modeladas de acordo com a curva de carga típica para o alimentador em estudo. Quanto maior o grau de precisão da modelagem das cargas e das linhas de distribuição, menor será o erro envolvido na determinação do estado da rede e conseqüentemente menor será o erro presente no valor da corrente de falta simulada. Para a simulação de faltas foi desenvolvido um programa computacional utilizando análise de sistemas elétricos desequilibrados e formulação matricial (Elgerd, 1978). Esta metodologia é apropriada para aplicação computacional, principalmente quando se deseja simular faltas de diferentes tipos, isto é, faltas fase-terra, faltas bifásicas e faltas trifásicas Cálculo da resistência de falta Uma vez conhecido o fasor da corrente de falta fase-terra, o qual é função da resistência de falta, utilizando-se os parâmetros do alimentador, o local de incidência da falta e tensões pré-falta, é possível obter um valor estimado para a resistência de falta (Pereira, 2003). Esse valor é estimado utilizando-se a equação clássica para cálculo de correntes de curto-circuito fase-terra e equivalentes de Thévenin (Anderson, 1995 e Giguer, 1988) Tratamento Estatístico para Estimar a Resistência de Falta. O equacionamento envolvido no cálculo das correntes de falta fase-terra depende de algumas variáveis, que são parâmetros do sistema de energia, e também da resistência de falta, que é um parâmetro no qual seu valor exato é difícil de ser determinado e que influi diretamente na segurança e precisão das técnicas de cálculos de correntes de curtocircuito fase-terra e também na determinação do provável ponto de incidência da falta. Assim, pode-se considerar que esta variável é de caráter probabilístico. Buscando estimativa com boa precisão para a resistência de falta, utilizou-se o conceito de intervalo de confiança (Fonseca e Martins, 1978). O intervalo de confiança para este parâmetro foi obtido através de valores estimados para as resistências de falta armazenados na base de dados do sistema localizador de faltas,

5 ao longo do tempo. O processo para estimar a resistência de falta é executado, via usuário, após a localização exata do ponto em falta, sendo que a tensão pré-falta do ponto em falta, é determinada em função das tensões pré-falta das barras inicial e final da seção considerada, da distância do local da falta até a barra inicial da seção e do comprimento total da seção. 3. Algoritmo dos módulos do sistema localizador de faltas O sistema localizador de faltas desenvolvido e implementado é composto de três blocos distintos cuja execução é iniciada com a intervenção do usuário. Estes módulos são os seguintes: Módulo localizador de falta: parte principal que executa todo o processo de localização da falta que ocorreu no alimentador; Módulo para estimar a resistência de falta: módulo secundário que executa o cálculo da resistência de falta para uma falta que já ocorreu no sistema e foi previamente localizada. Este módulo é importante, pois faz o refinamento do valor da resistência de falta propiciando um aumento na precisão do Módulo Localizador de Falta; Módulo de atualização das taxas de falta por seção: módulo secundário responsável pela atualização das taxas de falta armazenadas na base de dados. As taxas de falta são utilizadas pelo Módulo Localizador de Falta para especificar, em uma lista de prováveis locais de ocorrência da falta, qual destes tem maior probabilidade de ser o local procurado Algoritmo do módulo localizador de faltas i. Busca na base de dados, das impedâncias de seqüência positiva e zero e do comprimento das seções do alimentador; ii. Busca na base de dados, os dados das barras do alimentador (cargas, derivações de ramais); iii. Montagem das matrizes de impedância de barra de seqüência positiva e zero; iv. Obtenção do perfil de tensão pré-falta do alimentador (fluxo de potência); v. Busca dos valores das resistências de falta armazenados no histórico da base de dados; vi. Cálculo do intervalo de confiança ao nível de 95% para a média da resistência de falta; vii. Para cada nó do alimentador, simulam-se três faltas fase-terra, sendo a primeira com o valor mínimo do intervalo de confiança para a média da resistência de falta, a segunda com o valor médio do intervalo de confiança para a média da resistência de falta e a terceira com o valor máximo do intervalo de confiança para a média da resistência de falta; viii. Leitura do fasor da corrente de falta (I cc ); ix. Para cada seção do alimentador, verifica-se: I bf cc I cc I bi cc sendo: I o fasor da corrente de falta obtido através de simulação para a barra inicial da seção considerada; bi cc bf I cc o fasor da corrente de falta obtido através de simulação para a barra final da seção considerada. Em caso afirmativo, estima-se a distância da falta à barra inicial da seção. Armazena-se a seção e a distância calculada em um banco de dados. Este passo deve ser repetido considerando-se cada um dos três valores de correntes de falta calculados para cada barra, no passo vii; x. Buscar as taxas de faltas por seção do alimentador na base de dados; xi. Classificar decrescentemente de acordo com as taxas de faltas para cada uma das seções encontradas; xii. Mostrar resultados; xiii. Finalizar Algoritmo do módulo para estimar a resistência de falta i. Buscar os dados das seções do alimentador na base de dados; ii. Montar as matrizes de impedância de seqüência positiva e zero; iii. Buscar os dados das barras do alimentador; iv. Ler o fasor da corrente de falta; v. Obter o perfil de tensão do alimentador; vi. Ler a seção e o local de ocorrência da falta na seção; vii. Calcular o valor da resistência de falta; viii. Armazenar este valor no histórico da base de dados; ix. Finalizar.

6 3.3. Algoritmo do módulo de atualização das taxas de falta por seção do alimentador i. Ler a seção de ocorrência da falta; ii. Ler a data de ocorrência da falta; iii. Armazenar estas informações em um histórico; iv. Verificar se no histórico existem registros de faltas (datas) cujo intervalo de tempo entre eles seja igual a um ano. Em caso afirmativo, substituir as taxas de faltas do ano mais antigo presente na base de dados pelos valores do histórico. Em caso negativo ir para o passo v; v. Finalizar. 4. Testes e resultados O sistema localizador de faltas foi testado para um alimentador de distribuição real, predominantemente rural, de configuração radial. A Fig. (3) ilustra o diagrama unifilar deste alimentador, já com os ramais classificados em categorias. Após a classificação dos ramais, foram levantados todos os parâmetros elétricos. Deve-se ressaltar que o perfil de tensão é obtido considerando-se todos os ramais com suas respectivas cargas. Para a utilização do sistema localizador de faltas, são consideradas apenas as seções mostradas na Fig. (3). Para inicializar o sistema os fasores das correntes de curto-circuito fase-terra, as taxas de faltas por seção e a resistência de falta típica para o alimentador teste foram criteriosamente estimados. Os valores para a resistência de falta foram gerados aleatoriamente, levando-se em consideração a hipótese de que, tipicamente, este valor é maior ou igual a 5 ohms e menor ou igual a 20 ohms para regiões rurais. As taxas de faltas foram sorteadas aleatoriamente para cada seção, considerando que estas se encontram no intervalo entre 0 e 10 faltas seção/ano. Os valores das correntes de curtocircuito foram estimados considerando-se valores de resistência de falta entre 5 e 20 ohms. Figura 3. Diagrama unifilar do alimentador predominantemente rural utilizado para testes, após a aplicação da classificação dos ramais em categorias. Após as considerações iniciais, obteve-se o perfil de tensão, considerando-se que cada transformador destinado a consumidores rurais do alimentador estava com um carregamento de 30% da sua potência total. Escolheram-se aleatoriamente 6 seções e os pontos de incidência e as resistências de falta nas seções. Após isto, foram calculados os valores reais para a corrente de curto-circuito fase-terra para cada uma das seções selecionadas. Na Tab. (1) estão os parâmetros considerados nos testes para cada uma das seções.

7 Tabela 1. Seções, resistências de falta e correntes de falta fase-terra. Seções Barra Inicial Comprimento da seção (m) Local de incidência da falta (m) Resistências de Falta (W) Corrente de falta (A) Barra Final ,4 2150,0 16,5 179,13 - j74, ,8 549,0 10,3 259,75 - j78, ,1 1873,0 8,6 120,89 j51, ,0 364,0 18,3 120,37 j37, ,6 124,7 6,9 436,14 - j138, ,0 382,0 13,8 175,17 - j65,50 Considerou-se para efeito de testes, a ocorrência de faltas em seis seções do alimentador, porém serão apresentados os resultados de apenas três seções. Os testes foram realizados considerando que a primeira falta ocorrida foi entre as barras 6 e 7. Como ainda não havia nenhum valor estimado para a resistência de falta e considerando que o sistema localizador de falta deve ser inicializado com três valores de resistência de falta para que seja possível determinar um intervalo de confiança, foram escolhidos os valores de 10, 15 e 20 ohms. Iniciando o processo de localização da falta e entrando com o valor da corrente de falta para a seção 6-7, isto é, (179,13 j74,39) A, foram localizadas as seções em destaque na Fig. (4) como sendo as prováveis seções de incidência da falta. O intervalo de confiança para este caso foi [2,55;27,45] ohm, com valor médio igual a 15 ohm. Figura 4. Destaque das prováveis seções em falta para a corrente de falta fase-terra de (179,13 j74,39) A. A localização da falta na seção foi realizada considerando que a resistência de falta, de 10,3 ohm para a falta na seção 9-10, já estava presente no histórico de resistências de falta. Assim, entrando com o valor da corrente de falta para a seção 14-15, isto é, (120,89 j51,16) A, foram localizadas as seções em destaque na Fig. (5) como sendo as prováveis seções de incidência da falta. O intervalo de confiança para este caso foi [9,08;19,64] ohm, com valor médio igual a 14,36 ohm.

8 Figura 5. Destaque das prováveis seções em falta para a corrente de falta fase-terra de (120,89 j51,16) A. A localização da falta na seção foi realizada considerando que a resistência de falta, de 8,6 ohm para a falta na seção 14-15, já estava presente no histórico de resistências de falta. Assim, entrando com o valor da corrente de falta para a seção 33-34, isto é, (120,37 j37,36) A, foram localizadas as seções em destaque na Fig. (6) como sendo as prováveis seções de incidência da falta. O intervalo de confiança para este caso foi [8,71;18,09] ohm, com valor médio igual a 13,40 ohm. Figura 6. Destaque das prováveis seções em falta para a corrente de falta fase-terra de (120,37 j37,36) A. O sistema proposto necessita de históricos (resistência de falta e taxas de falta) para a determinação dos pontos de incidência da falta. Além disso, não utiliza medição em pontos remotos. Os resultados obtidos têm grau de confiabilidade adequado e apropriado para alimentadores rurais de longa extensão e baixo carregamento.

9 5. Conclusões Neste trabalho foi proposta uma metodologia para localização de faltas fase-terra em sistemas rurais de distribuição de energia elétrica, possibilitando que, após a incidência de uma falta permanente no sistema de distribuição, obtenha-se um mapeamento das possíveis seções de incidência das faltas e a localização dos pontos de defeito. Isso permite determinar as chaves que possam ter atuado fazendo com que as equipes de manutenção atuem com rapidez na eliminação dessa falta e/ou executem os reparos necessários na rede. Para as companhias de distribuição, a rápida localização de faltas reflete tanto na redução de gastos e no tempo em que os funcionários ficam destinados à tarefa de restabelecimento do fornecimento de energia, quanto na melhoria dos índices de qualidade, tais como o Tempo Médio de Atendimento (TMA), a Duração Máxima de Interrupção por Consumidor (DMIC), a Duração Equivalente de Interrupção por Unidade Consumidora (DEC) e a Duração de Interrupção Individual por Consumidor (DIC). Para os consumidores, principalmente os rurais, a rápida localização das faltas reflete na diminuição dos transtornos causados pelas longas interrupções no fornecimento e na continuidade do serviço. Assim como a maioria das metodologias propostas para esta finalidade, a metodologia apresentada necessita de um modelo confiável das cargas, das redes do sistema de energia e das fontes presentes no sistema. A metodologia utilizada apresenta uma maneira adaptativa para atualização do valor da resistência de falta utilizada nas simulações para localização da falta. Este é um parâmetro de grande importância na localização de faltas fase-terra, pois os valores das correntes de falta são dependentes deste parâmetro. Como se pode verificar nos resultados apresentados, o intervalo de confiança para o valor médio da resistência de falta, após a atualização do histórico das resistências de faltas, tende para um intervalo que represente realmente o valor da resistência de falta típica para o alimentador em análise. Os resultados apresentados são de boa qualidade, uma vez que eles especificam quais são as possíveis seções do alimentador que podem ter uma falta cuja corrente seja igual à medida na subestação. Futuros desenvolvimentos deste trabalho estão relacionados com o uso simultâneo das informações das correntes de carga e curto-circuito e dos afundamentos de tensão na rede de distribuição, que deverão propiciar uma melhoria significativa na precisão do algoritmo de localização de faltas. Além disso, ressalta-se que os parâmetros relacionados com estudo de confiabilidade do sistema de distribuição (índices de faltas permanentes), melhoram significativamente as estimativas de localização dos pontos de falta. 6. Agradecimentos Os autores agradecem as empresas do Grupo Rede Companhia Nacional de Energia Elétrica (Catanduva SP), Empresa de Eletricidade Vale Paranapanema S/A (Assis SP) e a ELUCID SOLUTIONS, pelo financiamento deste projeto de pesquisa. 7. Referências Adu, T., 2001, A new transmission line fault locating system, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 16, n. 4, New York, pp Aggarwal, R. K., Aslan, Y., Johns, A. 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T., 2000, Fault Indicators in Transmission and Distribution Systems, Proceedings of the International Conference on Electric Utility Deregulation and Restructuring and Power Technologies, 2000.

10 Intelligent System To Locate Faults in Rural Distribution Feeders Abstract. Locating faults in distribution feeders is a problem of probabilistic nature. However, the specialized literature proposes some solution techniques, which are limited by technical and economical factors. This work is aimed to locate single-line-to-ground faults, thus the maintenance work for the fault restoration and/or network repairs can be rapidly performed, providing reliable power supply to the customers by maintaining the quality power and supplying indices according to acceptable standards. It is presented a specialist system to locate faults composed by the following structure: 1) Data Base: Typical values of fault resistances, parameters and topology of the feeder, typical load curves and permanent fault rates by the feeder section; 2) Knowledge Base: Fault type selection routines, short circuit computation, load flow, estimation and localization of the possible fault location and calculation of the estimated fault resistance; 3) Data Acquisition System: Sample of fault current values on the phases, neutral at the substation output; 4) Data Base Update: Done through user, which gives as input the exact point of the incidence of one fault localized with success. The update of the data base values (fault resistance and permanent fault rates) is done periodically. It was analyzed one reallife feeder with 80% of rural and 20% of urban customers. Results showed the proposed methodology is good for locating phase to ground faults. Keywords. Fault Location, Intelligent System, Rural Distribution Feeders, Single-Line-to-Ground Fault. Copyright Notice The authors are the only responsible for the printed material included in their paper.