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Tipo do documento: Dissertação
Title: Comparação de protótipo localizador de faltas com relés comerciais: um estudo para identificação de melhorias
Other Titles: Comparison of a fault locator prototype with commercial relays: a study for identifying improvements
Autor: Pereira, Eduardo Henrique 
Primeiro orientador: Motter, Daniel
Primeiro coorientador: Lopes, Felipe Vigolvino
Primeiro membro da banca: Lotero, Roberto Cayetano
Segundo membro da banca: Tavares, Maria Cristina Dias
Resumo: A localização de faltas (LF) em linhas de transmissão (LT) desempenha papel estratégico na operação de sistemas elétricos de potência, pois possibilita identificar com precisão o ponto de ocorrência de distúrbios e reduzir o tempo de recomposição do sistema. Dessa forma, estimativas precisas de LF contribuem para a restauração eficiente do serviço e otimizam as atividades de manutenção, elevando assim, a confiabilidade do sistema. Com o objetivo de monitorar os sinais e registrar as perturbações de pontos de interesse, o Itaipu Parquetec com o apoio da ITAIPU Binacional desenvolveu um equipamento que incorpora as funcionalidades de um Digital Fault Recorder (DFR) e um Phasor Measurement Unit (PMU), resultando no Registrador de Perturbações e Medição Fasorial (RPMF), tendo como sua ultima atualização, a adição de um modulo de LF em LTs. Considerando a necessidade de se realizar testes e aprimoramentos destas atualizações, esse trabalho realiza uma avaliação comparativa do protótipo de LF do RPMF com equipamentos estimadores de LF comerciais, a fim de observar a compatibilidade tecnológica entre os produtos, bem como confirmar se o multimétodo proposto pode ser utilizado em LTs mais críticas sem necessidade de flexibilização. Para isso, realizou-se simulações em tempo real na configuração Hardware-in-the-loop em que o RPMF e dois intelligent electronic devices (IEDs) foram conectados paralelamente a amplificadores controlados pelo Real time digital simulator (RTDS). A LT utilizada como modelo nos testes está situada no sistema elétrico paraguaio, sendo escolhida devido interesse da ITAIPU e visando aplicações futuras do protótipo de LF no local. Além da comparação realizada, avaliou-se o desempenho entre os principais métodos de LF presentes no algoritmo do RPMF, sendo eles: (i) Método da Impedância, (ii) Método da Reatância, (iii) Takagi simples, (iv) Takagi polarizado de sequência negativa, e (v) Takagi polarizado de sequência zero. Realizou-se uma bateria de testes simulando diferentes cenários de falta, variando o tipo de falta, resistência, ângulo de incidência e a distância do ponto de falta. A análise dos resultados permitiu comparar os métodos implementados no RPMF com os demais equipamentos avaliados. Os resultados obtidos demonstram que o RPMF apresenta desempenho satisfatório e comparável às soluções comerciais analisadas, destacando-se em diversos cenários. Além disso, a análise dos métodos do RPMF evidenciou potencial de aprimoramento do multimétodo, revelando a possibilidade de recomendações de ajustes estratégicos que aumentem sua precisão em LTs mais críticas. Dessa forma, o estudo reforça a viabilidade do RPMF como uma solução nacional promissora para LF, destacando-se pelo desempenho e pela flexibilidade para adaptação a diferentes condições, ao mesmo tempo em que sinaliza caminhos para futuros desenvolvimentos.
Abstract: Fault location (FL) in transmission lines (TL) plays a strategic role in the operation of electric power systems, as it makes it possible to precisely identify the point of occurrence of disturbances and reduce system restoration time. In this way, accurate FL estimates contribute to efficient service restoration and optimize maintenance activities, thus increasing system reliability. With the objective of monitoring signals and recording disturbances at points of interest, Itaipu Parquetec, with the support of ITAIPU Binacional, developed a device that integrates the functionalities of a Digital Fault Recorder (DFR) and a Phasor Measurement Unit (PMU), resulting in the Disturbance Recorder and Phasor Measurement Unit (RPMF), with its latest update being the addition of an LF module for LTs. Considering the need to test and enhance these updates, this work presents a comparative evaluation of the RPMF’s LF prototype with commercial LF estimators, in order to assess the technological compatibility between the products, as well as to verify whether the proposed multi-method can be applied to more critical LTs without the need for flexibility. To achieve this, real-time simulations were carried out using a Hardware-inthe-loop configuration, in which the RPMF and two intelligent electronic devices (IEDs) were connected in parallel to amplifiers controlled by a Real-Time Digital Simulator (RTDS). The LTused as a model in the tests is part of the Paraguayan power system, selected due to ITAIPU’s interest and aiming for future applications of the LF prototype at the location. In addition to the comparison with the commercial IEDs, the performance of the main LF methods present in the RPMF algorithm was also evaluated, namely: (i) Impedance Method, (ii) Reactance Method, (iii) Simple Takagi, (iv) Negative-Sequence Polarized Takagi, and (v) Zero-Sequence Polarized Takagi. A series of tests was conducted simulating various fault scenarios, including variations in fault type, resistance, incidence angle, and distance to the fault point. The analysis of the results allowed for a comparison between the methods implemented in the RPMF and the other evaluated equipment. The results obtained demonstrate that the RPMF presents satisfactory performance, comparable to the commercial solutions analyzed, and stands out in various scenarios. Furthermore, the analysis of the RPMF methods evidenced potential for multimethod improvement, revealing the possibility of recommendations for strategic adjustments that would increase its accuracy in more critical LTs. Thus, the study reinforces the viability of the RPMF as a promising national solution for LF, distinguishing itself by its performance and flexibility for adaptation to different conditions, while also indicating paths for future developments.
Keywords: Linhas de transmissão
Localização de faltas
Simulações em tempo real
Registrador digital de perturbações
Transmission lines
Fault location
Real-time simulation
Digital fault recorder
CNPq areas: ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Idioma: por
País: Brasil
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Centro de Engenharias e Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação
Campun: Foz do Iguaçu
Citation: Pereira, Eduardo Henrique. Comparação de protótipo localizador de faltas com relés comerciais: um estudo para identificação de melhorias. 2025. 98 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Foz do Iguaçu.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://tede.unioeste.br/handle/tede/8210
Issue Date: 27-Nov-2025
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Elétrica e Computação (FOZ)

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