Resumo: Neste trabalho implementa-se um modelo de relé digital de proteção no domínio do tempo para linhas de transmissão baseado na teoria de grandezas incrementais e ondas viajantes. Os elementos de proteção utilizados são integrados dentro do programa ATP (Alternative Transient Program) através da sua linguagem interna estruturada MODELS para simular, modelar e visualizar a dinâmica entre o sistema elétrico de potência e os algoritmos do relé desenvolvido permitindo teste de Software-in-the-Loop (SIL). Toda a modelagem, desde as diferentes configurações dos sistemas elétricos usados até componentes, algoritmos e lógicas do relé de proteção, é descrita detalhadamente, seguida de extensivas simulações de falta para testar e validar o desempenho do modelo desenvolvido. Os elementos de proteção implementados são baseados nos elementos direcional (TD32) e de distância (TD21), que utilizam grandezas incrementais, e nos elementos direcional (TW32) e diferencial (TW87) baseados em ondas viajantes. As funções de proteção TD e TW são avaliadas de maneira individual através de simulações pontuais de falta e através de simulações em massa para cobrir a maioria de casos possíveis do defeito. Em seguida todos esses elementos são integrados dentro de uma lógica de disparo para operar em combinação, propiciando abertura da linha em tempos meios menores do que um quarto de ciclo (4,167 ms em um sistema de 60 Hz), permitindo detectar faltas e dar ordem de abertura nas linhas em apenas poucos milissegundos, trazendo inúmeros benefícios para o sistema de potência, e finalmente possibilitando a redução dos tempos de eliminação das faltas Ver menos

Abstract: In this work, a time-domain digital relay model for transmission lines based on the theory of incremental quantities and traveling waves is implemented. The used protection elements are integrated into the ATP (Alternative Transient Program) program through its internal MODELS language to simulate, model and visualize the dynamics between the power system and the developed relay algorithms enabling a Software-in-the-Loop (SIL) simulation. All modeling, from the different configurations of the electrical systems used to the protection relay components and algorithms, is described in detail, followed by extensive fault simulations to test and validate the performance of the developed model. The implemented protection elements are based on directional (TD32) and distance (TD21) elements, which are based on time domain quantities and on directional (TW32) and differential (TW87) elements that in turn are based on traveling waves. Each protection element is individually assessed through specific fault cases and through mass simulations to cover most possible fault cases. All of these elements provide ultra-high-speed detection, allowing fault detection and line tripping signaling in just few milliseconds, bringing numerous benefits to the power system, that eventually results in reduced fault clearing times Ver menos