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Título: Estudo de coordenação da proteção de um circuito alimentador de 13,8 kV
Título(s) alternativo(s): Study of the protection coordination of a 13.8 kV feeder circuit
Autor(es): Santos Junior, Djalma Dias dos
Orientador(es): Konopatzki, Evandro André
Palavras-chave: Relés de proteção
Sistemas de energia elétrica - Proteção
Curtos-circuitos
Protective relays
Electric power systems - Protection
Short circuits
Data do documento: 22-Nov-2022
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Medianeira
Citação: SANTOS JUNIOR, Djalma Dias dos. Estudo de coordenação da proteção de um circuito alimentador de 13,8 kV. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2022.
Resumo: A rede elétrica de distribuição deve ser projetada visando a continuidade, a confiabilidade e a flexibilidade do fornecimento de energia aos consumidores. Isso pode ser planejado com sistema de proteção com religadores automáticos e relés ajustados e, especialmente, coordenados entre si. Nesse trabalho de conclusão de curso foi analisada a coordenação do sistema de proteção da rede elétrica atendida pelo circuito alimentador de 13,8 kV instalado na subestação Água Verde, na cidade de Curitiba, Paraná; e nominado como Alimentador Guararapes. Os dados elétricos do circuito foram obtidos no Banco de Dados Geográficos da Distribuição (BDGD), obtidos da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), tratados no software QGIS e o circuito foi simulado software OpenDSS. A partir da simulação foram obtidos os valores das correntes de curto-circuito nas barras do sistema. O número de religadores existentes no circuito foi obtido na simulação e a coordenação deles foi definida a partir da apresentação dos seus diais de tempo (TMS). O software QGIS foi usado para validação dos dados obtidos. Os resultados mostraram que foi possível coletar dados elétricos do circuito alimentador (potência nominal, quantidade instalada, perdas a vazio e totais) do BDGD. Com esses dados foram calculadas as perdas com carga e sem carga; e foram simuladas as correntes nominais e máximas de fase e neutro dos religadores. Foram então calculados os ajustes de corrente das unidades instantâneas de fase e neutro dos religadores com a parametrização dos relés para a coordenação dos religadores existentes nesse circuito de 0,2 s para SE e R1 e 0,1 s para R2 e R3. A conclusão desse estudo validou a possibilidade de coordenação do sistema de proteção de circuitos alimentadores de média tensão (13,8 kV) usando os dados da BDGD da ANEEL e os softwares OPENDSS e QGIS.
Abstract: The distribution electrical grid must be designed to ensure the continuity, reliability, and flexibility of energy supply to consumers. This can be planned with a protection system using automatic reclosers and relays that are properly set and, importantly, coordinated with each other. This thesis analyzed the coordination of the protection system of the electrical grid served by the 13.8 kV feeder circuit installed at the Água Verde substation in Curitiba, Paraná, named Guararapes Feeder. The electrical data of the circuit were obtained from the Geographic Database of Distribution (BDGD) provided by the National Electric Energy Agency (ANEEL), processed in QGIS software, and the circuit was simulated using OpenDSS software. From the simulation, short-circuit current values at the system's buses were obtained. The number of reclosers existing in the circuit was determined in the simulation, and their coordination was defined based on their Time Multiplier Settings (TMS). QGIS software was used to validate the obtained data. The results showed that it was possible to collect electrical data of the feeder circuit (nominal power, installed quantity, no-load and total losses) from the BDGD. With these data, the losses with and without load were calculated, and the nominal and maximum phase and neutral currents of the reclosers were simulated. The current settings of the instantaneous phase and neutral units of the reclosers were then calculated with the parameterization of the relays for the coordination of the existing reclosers in this circuit: 0.2 seconds for SE and R1 and 0.1 seconds for R2 and R3. The conclusion of this study validated the possibility of coordinating the protection system of medium voltage (13.8 kV) feeder circuits using data from ANEEL's BDGD and the OPENDSS and QGIS software.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31921
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