Análise do Tratamento de Acidentes em Linhas de Transmissão

Análise do Tratamento de Falhas em Linhas de Transmissão

Como componente fundamental da rede elétrica, as linhas de transmissão são amplamente distribuídas e numerosas, frequentemente expostas a diversas condições geográficas e climáticas, tornando-as altamente suscetíveis a falhas. Causas comuns incluem sobretensão, flashover por poluição, danos à isolação, invasão de árvores e danos externos. O desligamento de linhas é uma das falhas mais frequentes nas operações de usinas e subestações, com tipos de falha incluindo curto-circuito monofásico para terra, bifásico para terra, bifásico e trifásico. Dentre essas, as falhas monofásicas para terra são as mais comuns, representando mais de 95% de todas as falhas em linhas.

1. Análise de Falhas em Linhas de Transmissão

As falhas podem ser classificadas como transitórias ou permanentes:

• Falhas permanentes geralmente são causadas por defeitos no equipamento ou isoladores quebrados, onde a falha persiste até ser reparada.

• Falhas transitórias surgem de flashovers em isoladores, descargas de superfície devido a neblina ou neve, detritos levados pelo vento, galhos de árvores ou contato com animais, que podem se autocurar após um curto período. Estatísticas mostram que as falhas transitórias representam 70%–80% de todas as falhas em linhas, tornando-as as mais frequentes.

1.1 Principais Causas de Desligamentos de Linhas

(1) Colapso de Torres: Geralmente ocorre durante condições meteorológicas severas, como tempestades ou ventos semelhantes a tornados, onde ventos fortes causam falha estrutural ou colapso de torres de transmissão.

(2) Desligamentos Induzidos por Raios: Durante tempestades, raios diretos ou sobretensões induzidas podem causar flashovers em linhas, sendo uma das principais causas de desligamentos.

(3) Danos Externos: Inclui construções ilegais, acúmulo de materiais, escavações, extração de pedras, plantio de árvores, anexos não autorizados e furto de instalações de energia dentro da faixa de servidão, todos os quais ameaçam a segurança das linhas.

(4) Congelamento de Condutores e Cabos de Terra: No inverno, a acumulação de gelo aumenta a carga mecânica, alterando o afundamento do condutor. O congelamento severo pode danificar o hardware, quebrar cordoalhas de isoladores ou até mesmo causar o colapso de torres ou a quebra de condutores, levando a desligamentos.

(5) Galope de Condutores: Quando ventos horizontais sopram sobre condutores que se tornaram não circulares devido ao gelo, forças aerodinâmicas podem induzir oscilações autoexcitadas de baixa frequência e alta amplitude, conhecidas como galope. O galope pode causar curtos-circuitos entre fases, especialmente em linhas dispostas verticalmente.

(6) Flashovers Relacionados a Pássaros: Em áreas com alta população de pássaros, bandos pousando nos braços cruzados das torres podem depositar excrementos em cordoalhas de isoladores, reduzindo a resistência à isolação. Em condições úmidas (chuva, neblina), isso pode levar a flashovers e falhas monofásicas para terra.

(7) Flashover por Poluição: Soot e poluentes de escape industriais depositam-se nas superfícies dos isoladores, degradando o desempenho da isolação. Em condições úmidas (neblina, chuva, orvalho), isso pode desencadear flashovers e desligamentos de linhas.

1.2 Análise de Incidentes de Desligamento de Linhas

(1) Falhas Permanentes: Se a proteção de relé atender aos quatro requisitos-chave (seletividade, rapidez, sensibilidade e confiabilidade) e os disjuntores tiverem capacidade de interrupção suficiente, a estabilidade do sistema geralmente não é severamente afetada. Nesses casos, pode-se tentar uma reenergização forçada (envio forte), com os sistemas de proteção esperados para isolar corretamente a linha com falha. Anos de experiência operacional mostraram que não houve casos em que envios fortes falhados levaram a desligamentos em cascata ou incidentes expandidos.

(2) Contato com Objetos Estranhos: Frequentemente resulta na quebra de fios do condutor. Se apenas alguns fios forem quebrados, a linha geralmente pode continuar operando por um período sob carga controlada.

(3) Descargas Elétricas: Às vezes, devido ao longo tempo de recuperação da isolação, o atraso de recolocação pode não ser suficiente, levando a uma recolocação malsucedida. No entanto, a experiência operacional e as estatísticas indicam que os danos causados por raios são frequentemente menores, e a taxa de sucesso da reenergização forçada permanece alta.

(4) Falha de Recolocação Após Desligamento em Cascata: A causa pode ser identificada através de registros de ação de proteção e análise técnica. Uma vez confirmada, o disjuntor que falhou em abrir pode ser aberto manualmente, seguido de uma reenergização forçada da linha.

2. Procedimentos Gerais para Tratamento de Falhas em Linhas

(1) Se ocorrer uma falha transitória e o disjuntor desligar e recolocar com sucesso, o pessoal operacional deve registrar o horário, verificar e documentar a operação da proteção da linha e dos registradores de falhas, confirmar a ausência de danos internos no equipamento e informar ao despacho.

(2) Para linhas equipadas com dispositivos de sincronismo, se um disjuntor desligar e a tensão for confirmada na linha sob condições de sincronismo aceitáveis, o pessoal local pode realizar a sincronização e reconexão sem aguardar ordens de despacho, informando em seguida ao despacho.

(3) Se um desligamento em cascata for causado por falha de um disjuntor ou proteção, o pessoal operacional deve identificar e isolar o ponto de falha antes de reenergizar. A recolocação é estritamente proibida até que a causa seja identificada e a falha isolada, para evitar uma escalada adicional.

(4) Se um disjuntor desligar durante a manutenção de proteção (com a linha energizada), sem registro de falha e sem desligamento no lado oposto, todo o trabalho nos circuitos secundários deve ser interrompido imediatamente. A causa deve ser investigada, informada ao despacho, e após medidas apropriadas serem tomadas, pode-se tentar uma reenergização de teste (possivelmente devido a canais de proteção não removidos ou contato acidental).

(5) Após o tratamento da falha, o pessoal deve registrar logs detalhados do incidente, contagem de desligamentos de disjuntores e compilar um relatório abrangente no local com base em registros de desligamento, ações de proteção e dispositivos automáticos, logs de eventos, registros de falhas e impressões de proteção de microprocessador.

(6) Após um desligamento de linha, o pessoal deve determinar imediatamente:

• Quais proteções ou dispositivos automáticos operaram;

• Se o disjuntor recolocou com sucesso;

• Se foi desligamento monofásico ou multifásico, e qual fase;

• Se a tensão permanece na linha;

• Se há registro de falha disponível;

• Se as impressões de evento, sinais centrais e indicações do painel de proteção estão corretas;

• Se a proteção de microprocessador gerou um relatório;

• Inspeção no local da posição real do disjuntor e de todos os equipamentos do lado da linha para sinais de curto-circuito, aterramento, flashover, condutores quebrados, porcelana quebrada, explosões ou jatos de óleo, independentemente de ter ocorrido recolocação.

(7) Se uma falha causar o desligamento de um disjuntor e a recolocação falhar, o pessoal operacional deve registrar o horário, reiniciar os alarmes, verificar e documentar as ações de proteção e registradores de falhas, confirmar a ausência de danos no equipamento da planta, definir o interruptor de controle do disjuntor para a posição "depois do desligamento" e registrar o número de desligamentos. Ações subsequentes podem incluir:

• Para linhas críticas ou períodos especiais (por exemplo, garantia de fornecimento de energia importante), após inspeção visual do disjuntor revelar nenhuma anomalia, desabilitar a recolocação e tentar uma reenergização forçada;

• Em condições normais, a unidade de manutenção da linha deve inspecionar seções-chave (por exemplo, cruzamentos de rodovias, ferrovias, pontes, rios, áreas residenciais) para confirmar a ausência de anomalias. Após desabilitar a recolocação, tentar uma reenergização de teste. Se a reenergização forçada falhar, pode-se aplicar uma escalada de tensão passo a passo, se as condições permitirem;

• Se a falha for acompanhada por sinais evidentes (por exemplo, incêndio, explosão), a reenergização forçada imediata é proibida. O equipamento deve ser inspecionado primeiro. Após a reenergização bem-sucedida, a corrente da linha deve ser controlada, e a unidade de manutenção deve ser notificada imediatamente para inspecionar a linha e obter dados de falha prontamente;

• Para linhas de carga de única fonte, se ocorrer um desligamento e a recolocação falhar, o pessoal no local pode tentar imediatamente uma reenergização forçada, sem aguardar ordens de despacho, informando em seguida ao despacho.