Métodos de Recolocação Automática de Linhas de Transmissão de 110kV: Princípios e Aplicações

1. Introdução

• As falhas nas linhas de transmissão podem ser classificadas em dois tipos com base em sua natureza: falhas transitórias e falhas permanentes. Os dados estatísticos mostram que a maioria das falhas nas linhas de transmissão é transitória (causada por raios, incidentes relacionados a pássaros, etc.), representando aproximadamente 90% de todas as falhas. Portanto, após uma linha ser desconectada devido a uma falha, tentar um recolocamento pode melhorar significativamente a confiabilidade do fornecimento de energia. A função de recolocar automaticamente um disjuntor que foi disparado devido a uma falha é chamada de religação automática.

• Após a restauração do disjuntor pela religação automática: Se a falha transitória na linha foi eliminada (por exemplo, o raio passou, o pássaro que causou a falha caiu), os dispositivos de proteção não operarão novamente, e o sistema retorna imediatamente à operação normal. Se existe uma falha permanente (por exemplo, colapso da torre, energização em um circuito aterrado), a falha persiste após a religação, e os dispositivos de proteção dispararão o disjuntor novamente.

• Os métodos de religação automática incluem:

• Verificação de tensão nula na linha

• Verificação de sincronismo (comparando as diferenças de ângulo de fase entre a tensão da barra e a tensão da linha para fases idênticas para garantir que permaneçam dentro dos limites especificados)

• Verificação de tensão nula na linha e presença de tensão na barra

• Verificação de tensão nula na barra e presença de tensão na linha

• Verificação de tensão nula tanto na linha quanto na barra

• Religação sem verificação

2. Verificação de Tensão Nula na Linha e Religação com Verificação de Sincronismo

Para a linha de transmissão MN mostrada na figura abaixo, o terminal M utiliza o método de "verificação de tensão nula na linha", enquanto o terminal N usa o método de "verificação de sincronismo" para a religação.

Quando ocorre um curto-circuito na linha MN e há disparo tripolar em ambas as extremidades, a tensão tripolar na linha se torna zero. Portanto, o terminal M detecta a ausência de tensão na linha, satisfazendo sua condição de verificação, e emite um comando de fechamento após o tempo de espera da operação de religação. Subsequentemente, o terminal N detecta tensão tanto na barra quanto na linha; e a diferença de ângulo de fase entre as fases idênticas (geralmente a fase A) da tensão da barra e da tensão da linha está dentro do intervalo permitido especificado nas configurações. Isso significa que a religação no terminal N atende às condições de sincronismo, e ele pode emitir um comando de fechamento após o tempo de espera da operação de religação.

Observação: A partir do processo de operação acima, pode-se ver que o terminal de verificação de tensão nula na linha sempre religa primeiro. Portanto, este terminal pode religar em uma linha com falha e disparar novamente. Consequentemente, o disjuntor neste terminal pode precisar interromper a corrente de curto-circuito duas vezes em um curto período, resultando em condições operacionais relativamente severas. O terminal de verificação de sincronismo só religa após confirmar a tensão na linha e atender às condições de sincronismo, então ele definitivamente religa em uma linha saudável, resultando em condições operacionais relativamente melhores para seu disjuntor. Para equilibrar a carga, as funções de verificação de tensão nula na linha e de verificação de sincronismo nos dois terminais podem ser alternadas periodicamente.

Para habilitar a religação para remediar situações onde o disjuntor "dispara inadvertidamente" (dispara acidentalmente), a função de verificação de sincronismo geralmente também é habilitada no terminal de verificação de tensão nula na linha; caso contrário, após um "disparo acidental", a religação não seria capaz de emitir um comando de fechamento porque a linha sempre tem tensão. Após habilitar a função de verificação de sincronismo, a religação pode ser realizada usando o método de verificação de sincronismo.

No entanto, no terminal de verificação de sincronismo, a função de verificação de tensão nula na linha não pode ser habilitada. Caso contrário, se ambos os terminais tiverem capacidade de verificação de tensão nula na linha, ambos podem tentar fechar simultaneamente após o disparo dos disjuntores em ambas as extremidades, causando o fechamento não sincronizado.

• Método de Religação sem Verificação Para linhas onde questões de sincronismo não existem, o método de religação sem verificação pode ser usado após o disparo tripolar. Por exemplo, a religação em linhas de alimentação monopolar pode usar este método. Para este método de religação, após a ativação, um comando de fechamento é emitido simplesmente após um tempo de espera.

• Verificação de Tensão Nula na Linha e Presença de Tensão na Barra e Outros Métodos 01 Verificação de Tensão Nula na Linha e Presença de Tensão na Barra Este método pode ser usado em sistemas de dupla fonte de alimentação para o lado que deve religar primeiro.

Verificação de Tensão Nula na Barra e Presença de Tensão na Linha Este método pode ser usado no lado receptor de sistemas de alimentação monopolar, onde o lado receptor religa após o lado de alimentação ter religado com sucesso primeiro.

3.Verificação de Tensão Nula Tanto na Linha quanto na Barra 

Este método requer a ausência de tensão tanto na linha quanto na barra antes da religação, e pode ser usado em sistemas de alimentação monopolar quando o lado receptor deseja religar primeiro.

4.Combinações dos Três Métodos Acima

• Quando as verificações de "Tensão Nula na Linha e Presença de Tensão na Barra" e "Tensão Nula Tanto na Linha quanto na Barra" são habilitadas simultaneamente, isso se torna o método de verificação de tensão nula na linha. Neste caso, a presença ou ausência de tensão na barra não importa, mas a linha deve estar sem tensão para atender à condição de verificação.

• Quando as verificações "Ausência de Tensão na Barra & Presença de Tensão na Linha" e "Ausência de Tensão em Tanto na Linha quanto na Barra" estão habilitadas simultaneamente, isso se torna o método de verificação de ausência de tensão na barra. Nesse caso, a presença ou ausência de tensão na linha não importa, mas a barra deve estar sem tensão para atender à condição de verificação.

• Quando as verificações "Ausência de Tensão na Linha & Presença de Tensão na Barra", "Ausência de Tensão na Barra & Presença de Tensão na Linha" e "Ausência de Tensão em Tanto na Linha quanto na Barra" estão todas habilitadas simultaneamente, isso se torna o método de verificação "ausência de tensão em qualquer uma, linha ou barra". Essa condição é satisfeita quando a linha está sem tensão, ou a barra está sem tensão, ou ambas estão sem tensão. Esta situação é equivalente ao método de verificação de ausência de tensão usado na proteção de linhas para níveis de tensão de 220kV ou superiores.