An alternative differential protection scheme for electrical microgrids

Abstract

Este trabalho apresenta uma nova função de proteção para microrredes baseada na corrente diferencial, com um número de transformadores de corrente (TC) menor do que na abordagem convencional, complementada por uma lógica de zona morta e um elemento adaptativo de corrente mínima de operação. Para atingir este objetivo, uma microrrede de média tensão (MT) foi modelada e simulada utilizando o programa EMTP. O algoritmo foi computacionalmente implementado e foram efetuadas simulações para testar a sua eficácia, sempre colocando como aspecto relevante a definição das zonas de proteção. Os resultados demonstraram que o método proposto responde de forma confiável e segura a vários tipos de curtos que ocorrem em diferentes locais da microrrede, com diferentes valores de impedância de falta, em tempo simultâneo. Além disso, o seu desempenho robusto foi confirmado em diferentes condições operacionais, incluindo os modos on-grid e off-grid, bem como topologias em anel e radiais. O método de proteção proposto representa uma alternativa viável para a proteção de microrredes devido à sua simplicidade, independência do balanço geração-carga, à menor necessidade de transformadores de corrente em comparação com os esquemas de proteção diferencial tradicionais e à sua confiabilidade e segurança globais. Ainda, embora o número de TCs seja menor do que haveria convencionalmente para um elemento diferencial, a lógica de retaguarda para zonas mortas garante que a microrrede seja logicamente, e fisicamente, coberta pelo esquema completo de proteção.