Relé diferencial numérico para proteção de transformadores

Dissertação de Mestrado, Engenharia Elétrica e Eletrónica, Especialização em Sistemas de Energia e Controlo, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Devido ao seu elevado custo e à importância que os transformadores têm nos sistemas de energia elétrica é essencial garantir o correto funcionamento dos seus dispositivos de proteção, por forma a isolar os defeitos ainda numa fase inicial, e assim evitar avarias catastróficas, minimizando os danos no transformador e reduzindo o período e custos de indisponibilidade. O aperfeiçoamento dos sistemas de proteção dos transformadores revela-se assim de extrema relevância, por forma a aumentar a fiabilidade global dos sistemas de produção, transmissão e distribuição de energia elétrica. O desenvolvimento e aperfeiçoamento de novos dispositivos de proteção requer um sistema de teste e aquisição de dados que permita ensaiar de forma rápida e flexível as diferentes especificidades dos algoritmos de proteção. O trabalho apresentado nesta dissertação tem por objetivo o desenvolvimento de um relé diferencial numérico. O hardware do relé assenta na placa de aquisição de dados PCI‐6070E da National Instruments, cujas entradas analógicas vão ser utilizadas para efetuar a aquisição digital dos sinais de corrente e de tensão. As saídas analógicas permitem emitir um sinal relativo ao disparo da proteção e enviar um sinal para introduzir uma avaria no sistema. Através de uma aplicação desenvolvida em ambiente Simulink, o relé diferencial numérico permite ensaiar de forma rápida e flexível as diferentes especificidades dos algoritmos de proteção. Permite ainda, em tempo real, detetar a ocorrência de defeitos internos no transformador, identificar e distinguir outras perturbações no sistema de energia elétrica, registar automaticamente as anomalias que ocorram no sistema de energia elétrica e emitir o sinal para abertura do circuito. O correto funcionamento do relé diferencial numérico proposto é demonstrado através da realização de diversos ensaios, que permitem testar as várias características do sistema desenvolvido.