Publicação: Uma análise da proteção de sobrecorrente com restrição por tensão (51V) em contexto da minigeração distribuída
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::TRANSMISSAO DA ENERGIA ELETRICA, DISTRIBUICAO DA ENERGIA ELETRICA
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Resumo
A crescente inserção da minigeração distribuída nas redes de distribuição modifica o
comportamento dos sistemas elétricos durante faltas e impõe novos desafios à proteção de
sobrecorrente. Em instalações com fontes baseadas em inversores, a limitação da corrente
fornecida pelos conversores pode dificultar a sensibilização das funções convencionais,
tornando necessária a avaliação de alternativas que considerem outras grandezas elétricas.
Nesse contexto, este trabalho analisa a aplicação da função ANSI 51V, proteção de
sobrecorrente com restrição por tensão, em redes com geração distribuída conectada em média
tensão. O estudo compreende a apresentação dos fundamentos das funções de proteção
relacionadas ao acesso de centrais geradoras, a revisão da literatura sobre a utilização da 51V e
a análise de documentos técnicos adotados por distribuidoras brasileiras. Além disso, foram
realizadas simulações no MATLAB/Simulink para avaliar o comportamento da tensão e da
corrente considerando diferentes condições faltosas, bem como a sensibilidade das funções 51
e 51V. Os resultados evidenciaram que a análise conjunta dessas grandezas permite caracterizar
de forma mais abrangente as condições de falta. Nos casos em que a contribuição de corrente
da geração permaneceu limitada, a função 51 convencional apresentou dificuldade de
sensibilização, enquanto a restrição por tensão reduziu o limiar de atuação da 51V e possibilitou
a identificação de condições não reconhecidas apenas pela sobrecorrente. Entretanto, sua
resposta permaneceu dependente da intensidade do afundamento de tensão, das características
da falta e dos ajustes adotados. Dessa forma, a função 51V mostrou-se uma alternativa
complementar para aumentar a sensibilidade da proteção em redes com geração baseada em
inversores, especialmente quando a corrente de falta é limitada pelos conversores. Entretanto,
sua aplicação requer estudos específicos e coordenação com outras funções de proteção.
Abstract
The increasing integration of distributed minigeneration into distribution networks
changes the behavior of power systems during faults and creates new challenges for overcurrent
protection. In installations with inverter-based sources, the limitation of the current supplied by
power converters may hinder the operation of conventional protection functions, requiring the
assessment of alternatives that consider additional electrical quantities. In this context, this
study analyzes the application of ANSI function 51V, voltage-restrained overcurrent protection,
in networks with distributed generation connected at medium voltage. The study comprises an
overview of the protection functions associated with the connection of generating facilities, a
literature review concerning the application of function 51V, and an analysis of the technical
documents adopted by Brazilian distribution utilities. Additionally, simulations were performed
in MATLAB/Simulink to evaluate voltage and current behavior under different fault conditions,
as well as the sensitivity of functions 51 and 51V. The results showed that the combined analysis
of these quantities provides a more comprehensive characterization of fault conditions. In cases
where the current contribution from the generating facility remained limited, conventional
function 51 showed difficulty in reaching its operating threshold, whereas voltage restraint
reduced the operating threshold of function 51V and enabled the identification of conditions
not detected through overcurrent alone. Nevertheless, its response remained dependent on
voltage-sag severity, fault characteristics, and the selected settings. Accordingly, function 51V
proved to be a complementary alternative for improving protection sensitivity in networks with
inverter-based generation, especially when fault current is limited by power converters.
However, its application requires system-specific studies and coordination with other protection
functions.
Palavras-chave
Proteção de sistemas elétricos, Power system protection, Função ANSI 51V, ANSI function 51V, Minigeração distribuída, Distributed minigeneration, Proteção de sobrecorrente, Overcurrent protection, Fontes baseadas em inversores, Inverter-based sources
Citação
PELLOSI, João Vitor Macedo. Uma análise da proteção de sobrecorrente com restrição por tensão (51V) em contexto da minigeração distribuída. 2026. 95 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026.
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