AVALIAÇÃO DE FALHAS EM REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ATRAVÉS DA CORRENTE DE CURTO-CIRCUITO

Autores

  • Cairo da Silva Lesse Universidade do Planalto Catarinense (UNIPLAC)
  • Stéfano Frizzo Stefenon Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC) http://orcid.org/0000-0002-3723-616X
  • Jonatas Policarpo Américo Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
  • Marcelo Picolotto Corso Universidade do Planalto Catarinense (UNIPLAC)
  • Ademir Nied Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC)

Resumo

Este estudo é motivado pela necessidade de as concessionárias distribuidoras de energia elétrica identificar e localizar defeitos na rede elétrica com maior rapidez com o objetivo de diminuir o impacto das interrupções na qualidade e continuidade do serviço prestado garantindo assim, que os índices estipulados pelos órgãos reguladores não sejam ultrapassados, além de otimizar custos e tornar a empresa sustentável. O trabalho traz uma abordagem sobre as principais causas de falhas em redes de distribuição de energia e busca apontar estudos desenvolvidos para a identificação das mesmas. É realizado um levantamento dos sistemas da CELESC e a possibilidade de identificar falhas com estas ferramentas. Por fim, se conclui a existência de estudos aplicáveis e um leque de possibilidades para pesquisas futuras.

Biografia do Autor

Cairo da Silva Lesse, Universidade do Planalto Catarinense (UNIPLAC)

Acadêmico do curso de Engenharia Elétrica da Universidade do Planalto Catarinense, Lages – SC. Atualmente atua como técnico em eletrotécnica na Celesc Distribuição S. A. Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Sistemas Elétricos de Potência (SEP) como geração, transmissão e distribuição.

Stéfano Frizzo Stefenon, Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC)

Graduação em Engenharia Elétrica pela Universidade Regional de Blumenau (2012), Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho pela Universidade do Planalto Catarinense (2018), Mestrado em Engenharia Elétrica (Sistemas de Potência) pela Universidade Regional de Blumenau (2015). Atualmente cursando Doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade do Estado de Santa Catarina. Professor no Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial (SENAI) no curso de pós-graduação em Engenharia de Manutenção. Professor na Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC-CCT) no curso de graduação em Engenharia de Produção e Sistemas. Professor e coordenador do curso de graduação em Engenharia Elétrica na Universidade do Planalto Catarinense (UNIPLAC). Membro do Projeto Associado em Rede Interdisciplinar em Sistemas Produtivos - PPGISP, submetido à avaliação da CAPES. Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, com foco em classificação de isoladores, inspeção do sistema elétrico de potência, viabilidade técnica e econômica em atualização tecnológica industrial. Líder do Grupo de Pesquisa Avançado em Sistemas Elétricos (GPASE) da Universidade do Planalto Catarinense. Registrado no Conselho Regional de Engenharia e Agronomia (CREA) no Estado de Santa Catarina e Rio Grande do Sul.

Jonatas Policarpo Américo, Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)

Possui graduação em Engenharia Elétrica pela Fundação Universidade Regional de Blumenau (2010) e mestrado em Engenharia Elétrica pela Fundação Universidade Regional de Blumenau (2013). Atualmente é professor efetivo da Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR.

Marcelo Picolotto Corso, Universidade do Planalto Catarinense (UNIPLAC)

Possui ensino-médio segundo-grau pela Padre Efrem (2012). Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, atualmente bolsista de pesquisa do Artigo 171 de bolsas de Iniciação à Pesquisa da Secretaria do Estado de Santa Catarina (SED) na Universidade do Planalto Catarinense.

Ademir Nied, Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC)

Possui graduação em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Maria (1987), especialização em Automação Industrial pela Universidade do Estado de Santa Catarina (1992), mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná (1995) e doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Minas Gerais (2007). De 2015-2016 realizou estágio pós-doutoral na University of Wisconsin-Madison, junto ao Wisconsin Electric Machines and Power Electronics Consortuim (WEMPEC), na área de controle avançado de máquinas elétricas, sob a supervisão do Prof. Robert D. Lorenz (Co-Director WEMPEC, Life Fellow-IEEE, Mead Witter Foundation-Consolidated Papers Professor of Controls Engineering). Atuou profissionalmente na WEG Máquinas S.A. (1987-1989), na Empresa Brasileira de Compressores-EMBRACO (1990) e na Escola Técnica Tupy (1995-1997). Foi professor Colaborador do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade do Estado de Santa Catarina (1991-1993 e 1995-1996). Entre 1996-2008 foi professor Adjunto e desde 2008 atua como professor Associado do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade do Estado de Santa Catarina onde desenvolve atividades de ensino e pesquisa junto ao curso de Graduação em Engenharia Elétrica, no curso de Mestrado Profissional do Programa de Pós-Graduação Profissional em Engenharia Elétrica (PPGPEE), e nos cursos de Mestrado Acadêmico e Doutorado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEEL). Atualmente exerce a atividade de coordenador adjunto do PPGPEE e membro permanente dos colegiados do PPGEEL e PPGPEE. No final de 2010, foi criador e é o líder do grupo de controle de sistemas (gcs), que está associado ao Departamento de Engenharia Elétrica e desenvolve atividades de ensino e pesquisa no contexto do PPGEEL/PPGPEE. Criou em 2008 e é o coordenador do Laboratório de Pesquisa em Acionamentos Elétricos (LAPAE), vinculado ao gcs e ao PPGEEL/PPGPEE, que tem por objetivo desenvolver pesquisas de cunho tecnológico e científico, em nível de Iniciação Científica e de Pós-Graduação, na área de controle de máquinas elétricas. Possui experiência na coordenação de projetos de pesquisa financiados por órgãos de fomento, como por exemplo, CNPq, CAPES e FAPESC, além de projetos de pesquisa e desenvolvimento financiados por empresas do setor eletroeletrônico. Exerceu atividades como vice-chefe do Departamento de Engenharia Elétrica (2007-2009), coordenador adjunto do PPGEEL (2008-2011), Coordenador do PPGEEL (2011-2014), membro do Conselho Universitário (2009-2011, 2013-2015), membro suplente do Conselho de Administração (2014-2015), membro do colegiado do PPGEEL (2008-2015), membro do Núcleo Docente Estruturante do DEE (2010-2011), Coordenador da rede de informática do DEE (2007-2013). Tem experiência na área de Engenharia Elétrica com ênfase em máquinas elétricas, acionamento e controle de máquinas elétricas, Redes Neurais Artificiais e Inteligência Computacional. É membro do Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), da IEEE Industry Applications Society (IEEE-IAS), e da Associação Brasileira de Eletrônica de Potência (SOBRAEP). É registrado no Conselho Regional de Engenharia e Agronomia do Estado de Santa Catarina (CREA-SC).

Referências

AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA – ANEEL. PRODIST MÓDULO 8: Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional - Qualidade da Energia Elétrica. 2008. Disponível em: . Acesso em: 01 out. 2015.

ARAÚJO, Waneska Patrícia Pereira. Metodologia Fmea-Fuzzy Aplicada à Gestão de Indicadores de Continuidade Individuais de Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica. 2008. 112 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Elétrica, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2008.

BRASIL. ANEEL. Resolução Normativa nº 794, de 28 de novembro de 2017. Altera a Resolução Normativa nº 414, de 9 de setembro de 2010, aprova a revisão dos Módulos 1 e 8 dos Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional – PRODIST e dá outras providências. 2017. Disponível em: <http://www2.aneel.gov.br/ aplicacoes/audiencia/arquivo/2017/034/resultado/ren2017794.pdf> Acesso em: 20 nov. 2017.

BARROS, Ana Claudia. Detecção e Classificação de Faltas de Alta Impedância em Sistemas Elétricos de Potência Usando Lógica Fuzzy. 2009. 89 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Elétrica, Universidade Estadual Paulista, Ilha Solteira – SP, 2009.

BÍSCARO, André do Amaral Penteado. Proposta de Algoritmos Inteligentes para Localizar Faltas e Monitorar a Qualidade da Energia em Redes de Distribuição de Energia Elétrica. 2013. 155 f. Tese (Doutorado) - Curso de Energia Elétrica, Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho, Ilha Solteira, 2013.

COSER, Joni. Contribuições aos Métodos para Localização de Faltas em Alimentadores de Distribuição. 2006. 215 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Elétrica, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2006.

CELESC DISTRIBUIÇÃO S.A. (Santa Catarina). Manual do Sistema de Supervisão e Controle da Distribuição em Média Tensão. Versão 4. Florianópolis: CELESC Distribuição S.A., 2013.

CYRILLO, Ivo Ordonha. Estabelecimento de Metas de Qualidade na Distribuição de Energia Elétrica por Otimização. 2011. 124 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Elétrica, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, São Paulo, 2011.

DECANINI, José Guilherme Magalini Santos. Detecção, Classificação e Localização de Faltas de Curto-Circuito em Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica Usando Sistemas Inteligentes. 2012. 123 f. Tese (Doutorado) - Curso de Engenharia Elétrica, Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Ilha Solteira, 2012.

FANUCCHI, Rodrigo Zempulski. A Detecção e a Localização de Faltas de Alta Impedância em Sistemas de Distribuição utilizando Transformadas Wavelets e Redes Neurais Artificiais. 2014. 152 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Elétrica, Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação, Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2014.

FARIAS, Patrick Escalante. Detecção e Classificação de Transitórios em Redes de Distribuição para Identificação de Faltas de Alta Impedância. 2013. 131 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Elétrica, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2013.

FARINA, Daniela de Oliveira. Uma Contribuição para a Detecção de Faltas Fase-Terra de Alta Impedância. 2012. 140 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Elétrica, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2012.

FERREIRA, Daniel Augusto Pagi. Impactos na Filosofia de Proteção de Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica na Presença de Geração Distribuída. 2011. 83 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Elétrica, Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2011.

FLAUZINO, Rogério Andrade. Identificação e Localização de Faltas de Alta Impedância em Sistemas de Distribuição Baseadas em Decomposição por Componentes Ortogonais e Inferência Fuzzi. 2007. 356 f. Tese (Doutorado) - Curso de Engenharia Elétrica, Escola de Engenharia de São Carlos, São Carlos, 2007.

FRIZZO STEFENON, S. et al. Diagnostic of Insulators of Conventional Grid Through LabVIEW Analysis of FFT Signal Generated from Ultrasound Detector. IEEE Latin America Transactions, v. 15, n. 5, p. 884-889, maio. 2017. Disponível em: <http://ieeexplore.ieee.org/ stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=7910202&isnumber=7910186>. Acesso em: 05 jun. 2017.

FRIZZO STEFENON, S.; MEYER, L. H.; MOLINA, F. H. Analysis of the Ultrasound Emitted from Defective Insulators. In: International Conference on Condition Monitoring and Diagnosis (CMD). Jeju Island, 2014.

FRIZZO STEFENON, S.; MEYER, L. H.; MOLINA, F. H. Real Time Automated Diagnosis of Insulating System Employng Ultrasound Inspection. In: International Conference on Electricity Distribution, v. 23, p. 1-4, Lion, 2015.

GALLI, F. P.; FRIZZO STEFENON, S.; AMÉRICO, J. P. Análise de Curto-Circuitos Transitórios em Linhas de Transmissão Utilizando o Software UDW. Revista Espacios, Caracas, v. 38, n. 34, p. 11-21, 2017. Disponível em: <http://www.revistaespacios.com/a17v38n34/17383411.html>. Acesso em: 05 jun. 2017.

GIL, Filipe Manuel Teixeira de Castro. Detecção de Defeitos em Redes de Distribuição Secundária. 2009. 126 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Elétrica, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, MT, 2009.

KAGAN, Nelson; OLIVEIRA, Carlos César Barioni de; ROBBA, Ernesto João. Introdução aos Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica. 2. ed. São Paulo: Edgard Blucher, 2010. 328 p.

LEME, Daniel Maciel; CUNHA, Márcio Aparecido da; PITOCCO, Tadeu Armando; RIZZARDI, Wellington Cornetto. Sistema de Proteção da Rede de Distribuição de Energia Elétrica. 2013. 76 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Elétrica, Universidade São Francisco, Itatiba, 2013.

MEDEIROS, Eudes Barbosa de. Sistema de Diagnóstico de Faltas Integrado ao Sistema de Supervisão e Controle. 2008. 116 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Elétrica, Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008.

MORETO, Miguel. Localização de Faltas de Alta Impedância em Sistemas de Distribuição de Energia: Uma Metodologia Baseada em Redes Neurais Artificiais. 2005. 126 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Elétrica, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2005.

NAKAGOMI, Renato Mikio. Proposição de um Sistema para Simulação de Faltas de Alta Impedância em Redes de Distribuição. 2006. 90 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Elétrica, Departamento de Engenharia Elétrica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2006.

OLIVEIRA JÚNIOR, Dilzair Alvimar de. Faltas de Alta Impedância: Detecção e Localização De Rompimento de Condutores em Circuito Primário De Redes Aéreas de Distribuição Baseado em Desequilíbrio de Tensão. 2006. 176 f. Tese (Doutorado) - Curso de Engenharia Elétrica, Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Engenharia Elétrica, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte – MG, 2006.

PRODANOV, Cleber Cristiano; FREITAS, Ernani Cesar de. Metodologia do trabalho científico: Métodos e Técnicas da Pesquisa e do Trabalho Acadêmico. v. 2, Novo Hamburgo: Universidade Feevale, 2013. 277 p.

ROCHA TAVARES, W. et al. Elaboração de Algoritmo Para Melhoria do Rendimento de Transformador com Base em Elementos de Projeto. Revista de Engenharia e Tecnologia, v. 10, n. 01, p. 53–65, 2018.

SAMPAIO, Raimundo Furtado; BARROSO, Giovanni Cordeiro; LEÃO, Ruth Pastôra Saraiva. Método De Implementação De Sistema De Diagnóstico De Falta Para Subestações Baseado Em Redes De Petri. SBA - Controle & Automação, Campinas, v. 16, n. 4, p.417-426, dez. 2005.

SANTOS, Vanessa Malaco dos. Estudo de Caso de Curto-Circuito em um Sistema Elétrico Industrial. 2009. 117 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Elétrica, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2009.

SOUZA, Fabiano Alves de. Detecção de Falhas em Sistema de Distribuição de Energia Elétrica Usando Dispositivos Programáveis. 2008. 120 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Elétrica, Automação, Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" - UNESP, Ilha Solteira, 2008.

TODESCO, José Leomar et al. Uma Plataforma de Gestão para Redes de Distribuição de Baixa Tensão. In: Encontro Nacional de Engenheiros de Produção, v. 14, 2004, Florianópolis: ABEPRO, 2004. p. 4431 - 4438.

ZAMBONI, Lucca. Detecção e Localização de Faltas em Sistemas Elétricos de Distribuição Usando Abordagem Inteligente Baseada em Análise Espectral de Sinais. 2013. 159 f. Tese (Doutorado) - Curso de Engenharia Elétrica, Escola de Engenharia de São Carlos - EESC, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2013.

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2019-08-30

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Artigos