Double-ended traveling wave-based method for pole-to-ground fault location on HVDC transmission lines

Abstract

Nesta tese, propõe-se um método de localização de faltas polo-terra baseado na teoria das ondas viajantes usando dados de dois terminais para linhas de transmissão de alta tensão em corrente contínua. Faltas polo-terra são mais frequentes e críticas do que faltas polo-polo nessas linhas. Dessa forma, é crucial localizar com precisão as faltas polo-terra para que essas linhas sejam reparadas rapidamente após desligamentos não programados. Ao realizar uma análise da propagação das ondas viajantes lançadas por faltas polo-terra, descobriu-se que as ondas refratadas no ponto de falta podem ser detectadas usando um critério baseado em amplitude e polaridade. Com base nessa descoberta, propõe-se um método de localização de faltas poloterra, livre da configuração da velocidade de propagação das ondas viajantes e de meios de sincronização de dados. Foram realizadas simulações no sistema do Rio Madeira usando o Alternative Transients Program. A linha foi implementada usando o modelo JMarti dependente na frequência e com parâmetros distribuídos. Dos resultados, o método proposto mostrou-se ser preciso, com erros na localização das faltas menores que 0,6 km (0,02% do comprimento da linha) na maioria dos casos. Além disso, o método se revelou imune aos desalinhamentos na sincronização de dados. Ademais, o método se mostrou robusto a diferentes resistências de falta, níveis de ruído, resistividades do solo e frequências de amostragem. Por fim, através de um estudo comparativo, mostrou-se que o método é mais simples, preciso e robusto do que os métodos de localização de faltas baseados em ondas viajantes no estado da arte.