Laboratório de Pesquisa em Proteção de Sistemas Elétricos Lprot

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1 Laboratório de Pesquisa em Proteção de Sistemas Elétricos Lprot O Laboratório de Pesquisa em Proteção de Sistemas Elétricos - LPROT, se encontra instalado junto ao Departamento de Engenharia de Energia e Automação Elétricas da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, Av. Prof. Luciano Gualberto 158 travessa 3 Cidade Universitária. Ele dispõe de todos os equipamentos necessários para a realização de testes em relés de proteção (tais como 02 malas de testes Omicron, modelo CMC 256-6, com sincronização via GPS, para realização de ensaios ponta-a-ponta em sistemas de proteção de linhas de transmissão) além da linha de relés de proteção da GE Multilin. Como mostrado nas figuras abaixo os relés de proteção (IED s) se encontram instalados em 4 painéis: Painel 1 (5 IED s) - Proteção de Linhas e Barras; Painel 2 (4 IED s) Proteção de Geradores e Transformadores; Painel 3 (5 IED s) Proteção de Alimentadores; Painel 4 (2 IED s) Proteção de Motores. Além dos IED, os painéis contam também com Switch s Ópticos e Conversores de Protocolo para interligação dos relés através de duas redes de comunicação padrão Ethernet. A primeira utilizando fibras ópticas (rede de comunicação de dados e proteção) e a segunda utilizando par trançado (rede de sincronismo de tempo através de SNTP). Os relés descritos acima da linha UR já possuem instalados em seu hardware o protocolo IEC Figura 1 Instalações do Laboratório de Pesquisa em Proteção de Sistemas Elétricos 1

2 Para a realização de simulações e estudos na área de Proteção de sistemas elétricos, o Laboratório conta com um cluster de PC s e modernas ferramentas de software (ATP, PSCAD/EMTDC, CAPE, MATLAB, etc). 2 ) Áreas de Atuação do LPROT Figura 2 Painéis de Proteção existentes no LProt As áreas de atuação do LPROT podem, de forma resumida, ser agrupadas nos items listados abaixo : a) Simulação e ensaios de sistemas de proteção : Neste item o LPROT possui condições de efetuar simulações dinâmicas de sistemas de potência através dos softwares ATP e MATLAB com os seguintes objetivos principais: - Verificação da atuação e aplicação das proteções em análise no que tange à sua precisão e diagnóstico operativo das condições simuladas. Essa verificação pode ser obtida também através de dados de oscilografia dos eventos em questão através de arquivos texto e/ou Contrade. Após os estudos, pode ser emitido um relatório técnico com conclusões e recomendações sobre o assunto. - Simular em detalhes o sistema elétrico a partir de um modelamento detalhado das linhas, transformadores, equivalentes, geradores e transformadores de medição, considerando-se inclusive as características não lineares dos equipamentos citados. 2

3 - Os testes acima poderão ser efetuados com relés de qualquer fabricante desde que seja disponibilizada a documentação técnica necessária para uma avaliação consistente dos mesmos. b) Desenvolvimento de estudos na área de Proteção de Sistemas Elétricos: Estudos de curto-circuito, fluxo de potência, visando o cálculo de ajustes e seletividade das funções de proteção selecionadas. Estudo e análise das lógicas de proteção aplicáveis. c)- Desenvolvimento de novos dispositivos de proteção: Nesta área o LProt está capacitado a realizar o projeto do hardware, o desenvolvimento dos algoritmos das funções de proteção, e a implementação do firmware de novos relés digitais de proteção. A equipe de pesquisadores que atua no âmbito do LProt tem desenvolvido uma série de estudos e projetos de pesquisa na área de Proteção tanto para concessionárias de energia elétrica quanto para fabricantes. Alguns exemplos desses trabalhos são apresentados a seguir: 1- Projeto: Metodologia para Detecção e Minimização de Ocorrências de Quedas de Cabos de Redes de Distribuição do Sistema CEB Objetivos: o projeto proposto tem como objetivo principal reduzir o número de ocorrências de rompimento de condutores na rede da CEB bem como disponibilizar um sistema de proteção capaz de detectar com maior sensibilidade esse tipo de evento. Com isso pretende-se diminuir os acidentes, muito deles fatais, que ocorrem com pessoas que se encontram nas proximidades de locais onde ocorreu a queda de condutores energizados. Contratante: CEB Período: Projeto: Localização de Defeitos em Alimentadores de Distribuição Utilizando Medidor Digital de Eventos Objetivos: Implantar e testar um protótipo do sistema de localização de faltas no sistema de distribuição da CELESC, utilizando como unidade de aquisição dos sinais um medidor digital desenvolvido no âmbito do projeto. Contratante: CELESC Período: Junho 2003 a maio

4 3- Projeto: Detecção, localização e análise de defeitos na rede de média tensão utilizando técnicas de inteligência artificial. Objetivos: Desenvolver um módulo de software que, utilizando técnicas de Inteligência Artificial, é capaz de analisar as diversas faltas ocorridas em um dado alimentador, fornecendo subsídios para a imediata tomada de ação e para a futura manutenção (indicação de trechos que necessitam de serviços específicos de manutenção, tais como poda de árvores, vistoria com termo-visão, etc.). Contratante: Bandeirante Energia Período: Projeto: Desenvolvimento de um Sistema Automatizado de Localização de Faltas para Redes Primárias de Distribuição Objetivo: Desenvolvimento de um sistema automatizado para localização do ponto de ocorrência da falta em alimentadores primários de distribuição. O sistema é baseado em aplicativos de software, executados no COD, que recebem, via equipamentos digitais de medição já instalados na subestação, informações sobre os sinais de pré e pós-falta das tensões e correntes no alimentador. Além desses dados, o sistema utiliza informações, armazenadas em uma base de dados, sobre a topologia e os parâmetros elétricos do alimentador. Contratante: Eletropaulo Metropolitana Período: Projeto: Diagnóstico do Sistema de Proteção da Eletropaulo e Proposição de Possíveis Melhorias - Ações de Tecnologia Objetivos: Implantar, em dois alimentadores primários da Eletropaulo, um sistema completo de proteção para detecção e localização de faltas de alta impedância provocadas pelo rompimento de condutores. Contratante: Eletropaulo Metropolitana Período:

5 7- Projeto: Rompimento de condutores e Análise de Defeitos de Alta Impedância. Objetivo: Analisar a questão das falta de alta impedância provocadas por rompimento de condutores em alimentadores primários de três concessionárias paulista (CESP; Eletropaulo e CPFL) Contrato: CED - Centro de Excelência em Distribuição (USP) e as concessionárias CESP/ELETROPAULO/CPFL Período: Projeto: Desenvolvimento de um Sistema de Proteção para Faltas de Alta Impedância Provocadas por Rompimento de Condutor em Alimentadores Primários de Distribuição Objetivo: Foi desenvolvido e patenteado um sistema de proteção baseado no desequilíbrio das tensões. Esse sistema permite detectar com segurança a ocorrência da falta, além de localizar com precisão o trecho da rede onde esta ocorreu. Contratante: CESP/ELETROPAULO/CPFL/CCON Período: Projeto: Sistema de Proteção para Faltas de Alta Impedância Objetivo: Desenvolver uma versão microprocessada para o sensor que integra o sistema de proteção para detecção e localização de faltas de alta impedância baseado no desequilíbrio de tensões Contratante: FUSP e Empresa Bandeirante de Energia Período: 7/1999-6/ Projeto: Desenvolvimento de um Sistema Automatizado de Localização de Faltas para Redes Primárias de Distribuição Objetivo: desenvolvimento de um sistema automatizado para localização do ponto de ocorrência da falta em alimentadores primários de distribuição. O sistema é baseado em aplicativos de software, executados no COD, que recebem, via equipamentos digitais de medição já instalados na subestação, informações sobre os sinais de pré e pós falta das tensões e correntes no alimentador. Além desses dados, o sistema utiliza informações, armazenadas em uma base de dados, sobre a topologia e os parâmetros elétricos do alimentador. Contratante: Eletropaulo Metropolitana Período:

6 3) Grupo de Pesquisa do LPROT e Custos. Para o desenvolvimento dos trabalhos descritos acima o LProt conta com a seguinte equipe de pesquisadores : Prof. Doutor Eduardo Cesar Senger. Prof. Doutor Clóvis Goldemberg. Pesquisador Doutor Francisco Antonio Reis Filho. Pesquisador Mestre Giovanni Manassero Júnior. Pesquisador Mestre Eduardo Pellini. Pesquisador Mestrando Renato Mikio Nakagomi. Esses estudos são realizados com base em um custo diferenciado,sendo o preço total dependente do escopo e das particularidades de cada estudo. Estão inclusos nesse valor todos os impostos e taxas pertinentes à execução dos trabalhos. Não estão inclusos nesse valor despesas com viagens, hospedagens e outros pertinentes a execução dos serviços apresentados. 6

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