Análise do Tratamento de Falhas de Aterramento Monofásico e Dispositivo de Seleção de Linha de Aterramento de Baixa Corrente em Subestações

Uma subestação sem um dispositivo de seleção de linha de aterramento sofreu uma falha de aterramento monofásico. O sistema de localização de falhas (FA) identificou a seção da falha entre o disjuntor A e o disjuntor B. A patrulha e o tratamento no local levaram 30 minutos para isolar a falha, sem necessidade de testes de acionamento em linhas não-falhas. A coordenação entre a rede principal e a rede de distribuição depende de uma análise abrangente de "ação de proteção do barramento, 3U0, tensão trifásica + alarme de terminal de linha". Com base no equipamento existente de automação de distribuição, não é necessário adicionar novos hardwares — apenas atualizações de software são necessárias. Através da coordenação entre a rede principal e a rede de distribuição, a seleção de linhas e a localização de seções podem ser realizadas.

Quando ocorre uma falha de aterramento monofásico, a tensão do barramento da subestação atende às condições de aterramento, e o barramento emite um sinal de proteção de aterramento. Nesse momento, o terminal de automação de distribuição do disjuntor A na linha de saída envia um sinal de alarme de aterramento, enquanto o disjuntor B não o faz. A estação principal analisa a falha com base nos sinais da rede principal e da rede de distribuição, localizando a falha entre o disjuntor A e o disjuntor B.

O valor central de um dispositivo de seleção de linha de aterramento de pequena corrente reside em identificar precisamente a linha com falha. Quando ocorre uma falha de aterramento monofásico, é a ferramenta mais crítica para bloquear diretamente a origem do problema. Sua importância primordial é identificar rapidamente e com precisão a linha específica com a falha de aterramento entre múltiplas linhas de saída.

Sem ele, os técnicos de manutenção dependem de tentativas manuais de acionamento, que são demoradas e propensas a erros, ou de desligamentos programados rápidos — ambos essencialmente "varreduras cegas". Determinar o ponto de falha cortando as linhas uma por uma inevitavelmente levará ao desnecessário desligamento de linhas não-falhas, sacrificando diretamente a experiência de fornecimento de energia do usuário. Interrupções de energia de curta duração frequentes não só reduzem a qualidade da tensão do lado do usuário, mas também apresentam riscos significativos para cargas sensíveis (como fabricação de precisão e centros de dados), o que contradiz os objetivos de desenvolvimento das redes de distribuição inteligentes que buscam alta confiabilidade e capacidades de autocura elevadas.

A seleção de linhas coordenada e automatizada, embora seja uma alternativa, é complexa e altamente dependente de múltiplos fatores. Quando não se depende de tentativas manuais de acionamento e não há um dispositivo de seleção de linha dedicado, a coordenação entre a rede principal e a rede de distribuição baseada em um julgamento abrangente de "ação de proteção do barramento, 3U0, tensão trifásica + alarme de terminal de linha" é uma abordagem viável. O núcleo deste esquema é usar de forma abrangente informações-chave de falhas da camada de subestação e da camada de linha de distribuição para análise conjunta.

No entanto, este método depende da coordenação de vários elos: coleta e transmissão de informações da subestação (base de hardware), cobertura e confiabilidade dos terminais de linha (base de dados), algoritmos da estação principal (cérebro central) e mecanismos de coordenação (vinculação do sistema). Sua complexidade, atraso e taxa de sucesso são limitados pelo elo mais fraco na cadeia inteira, tornando-o muito menos comparável a dispositivos dedicados.

Os dispositivos de seleção de linhas de modo algum são redundantes; sua precisão determina se eles são um "âncora de estabilidade" ou uma "fonte de acidentes". Um dispositivo com seleção precisa é a pedra angular fundamental para garantir o isolamento rápido e minimizar as interrupções de energia. No entanto, um dispositivo impreciso é extremamente perigoso — pode levar a técnicos de operação e manutenção a cortarem linhas saudáveis com base em informações erradas, transformando um "corte preciso" em um desastre que "causa interrupções de energia precisas". Portanto, sua necessidade está absolutamente ligada ao seu desempenho (precisão, confiabilidade), e o desempenho é a chave para sua sobrevivência.

Embora a seleção de linhas coordenada e automatizada seja uma solução viável, as condições locais variam de região para região, e vários fatores devem ser considerados. Assim, a escolha deve ser feita de acordo com as circunstâncias locais.