Cálculo de correntes de curto-circuito e ajuste dos relés de proteção em microrredes - Daniel Amaral Pinheiro (2019)
Este trabalho apresenta o desenvolvimento e implementação de uma metodologia de cálculo de correntes de curto-circuito em microrredes, visando a aplicação nos ajustes de corrente dos relés de proteção. Inicialmente, é apresentada uma revisão bibliográfica, onde são abordadas as legislações internacionais e nacionais utilizadas nas instalações, as tecnologias de geração distribuída e sistemas de armazenamento de energia, os benefícios da implantação referentes à qualidade de energia, confiabilidade e resiliência e as principais características de arquiteturas relativas à operação e controle. Em seguida, é introduzido o tema de proteção de microrredes, onde as principais características de interface com o sistema elétrico, incluindo os impactos de sua conexão no sistema de proteção, são detalhadas. Posteriormente, são abordadas as metodologias presentes na literatura referentes ao cálculo de curto-circuito nas microrredes, onde suas características mais importantes e limitações são analisadas. Tendo como base as referências teóricas estudadas e também o método da superposição de circuitos elétricos, é desenvolvida uma nova metodologia de cálculo das correntes de curto-circuito que ocorrem internamente às microrredes. A superposição de circuitos é aplicada para as fontes provenientes de máquinas síncronas e um novo método de cálculo que utiliza matrizes dinâmicas é desenvolvido para as fontes provenientes de sistemas fotovoltaicos. Todas as etapas envolvidas na concepção da metodologia são detalhadas, incluindo as equações matemáticas que regem o sistema e a implementação em ambiente computacional de um programa para efetuar de forma automática os cálculos. Este programa é utilizado para simulação em uma arquitetura de microrrede proposta e apresenta bons resultados referentes ao cálculo das correntes de curto-circuito nas barras e elementos da instalação. Na etapa final do trabalho, é desenvolvida uma interface gráfica para operação e controle da microrrede, onde os valores de correntes obtidos na simulação são utilizados nos ajustes dos pontos de atuação dos relés de proteção, visando a coordenação e seletividade entre os mesmos.