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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/49286| ORCID: | http://orcid.org/0009-0005-0026-9979 |
| Tipo do documento: | Trabalho de Conclusão de Curso |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States |
| Título: | Análise computacional da proteção direcional de sobrecorrente 67F/67N aplicada à linha de transmissão de 345 kV Furnas–Poços de Caldas |
| Título(s) alternativo(s): | Computational analysis of 67F/67N directional overcurrent protection applied to the 345 kV Furnas–Poços de Caldas transmission line |
| Autor(es): | Gonçalves, Arthur Inácio |
| Primeiro orientador: | Barra, Pedro Henrique Aquino |
| Primeiro membro da banca: | Gondim, Isaque Nogueira |
| Segundo membro da banca: | Passatuto, Luiz Arthur Tarralo |
| Resumo: | O sistema elétrico brasileiro é constituído por uma extensa malha interligada, na qual linhas de transmissão conectam diferentes centros de geração e carga em elevados níveis de tensão. Em linhas alimentadas por ambas as extremidades, a corrente de curto-circuito pode receber contribuições de diferentes fontes e circular em sentidos distintos, tornando sua magnitude, isoladamente, insuficiente para determinar a direção da falta. Nesse contexto, este trabalho apresenta uma análise computacional das funções direcionais de sobrecorrente 67F e 67N aplicadas à linha de transmissão de 345 kV que interliga as subestações de Furnas e Poços de Caldas, em Minas Gerais. O sistema foi modelado no ATP/ATPDraw utilizando equivalentes de Thévenin para representar as redes externas e o modelo π equivalente para a linha com transmissão de 131 km de extensão. Foram simulados 27 cenários distintos de curto-circuito, abrangendo faltas trifásicas, bifásicas-terra, bifásicas e monofásicas-terra, com variações na localização, na resistência de falta e no ângulo de incidência, incluindo faltas internas e externas ao trecho protegido. Uma rotina desenvolvida em Python permitiu processar as formas de onda exportadas pelo ATP/PlotXY no formato COMTRADE e extrair os fasores de tensão e corrente por meio da Transformada Discreta de Fourier. Na análise da função 67F, foram utilizadas a corrente da fase A e a tensão de polarização em quadratura VBC. Para a função 67N, empregaram-se a tensão de sequência zero V0 e a corrente de sequência zero invertida −I0. Os diagramas fasoriais permitiram classificar as faltas como diretas ou reversas para os relés instalados nas duas extremidades da linha. A análise de sensibilidade mostrou que, para a função 67F, os valores de ângulo de máximo torque entre 30◦ e 90◦ classificaram corretamente todos os casos avaliados, sendo 45◦ o valor que apresentou a menor distância angular média em relação ao eixo de máxima sensibilidade. Para a função 67N, os valores entre −15◦ e −90◦ produziram classificações coerentes em todos os casos, enquanto −90◦ proporcionou o melhor alinhamento global entre os valores analisados. Os resultados demonstraram a influência do ângulo de máximo torque sobre a classificação direcional e contribuíram para a compreensão do comportamento das funções 67F e 67N em uma linha de transmissão alimentada por ambas as extremidades. A análise realizada corresponde exclusivamente ao comportamento do elemento direcional, não contemplando ajustes de pickup, temporização ou comandos de abertura de disjuntores. |
| Abstract: | The Brazilian electrical power system comprises an extensive interconnected grid in which transmission lines connect different generation and load centers at high voltage levels. In transmission lines supplied from both ends, short-circuit current may receive contributions from different sources and flow in different directions, making current magnitude alone insufficient to determine the fault direction. In this context, this work presents a computational analysis of directional overcurrent functions 67F and 67N applied to the 345 kV transmission line connecting the Furnas and Poços de Caldas substations in Minas Gerais, Brazil. The 131 km transmission system was modeled in ATP/ATPDraw using Thévenin equivalents to represent the external networks and an equivalent π model for the transmission line. Twenty-seven short-circuit scenarios were simulated, covering three-phase, phase-to-phase-to-ground, phaseto- phase, and single-phase-to-ground faults. Variations in fault location, fault resistance, and fault inception angle were considered, including faults internal and external to the protected line section. A Python routine was developed to process the waveforms exported from ATP/PlotXY in COMTRADE format and extract voltage and current phasors using the Discrete Fourier Transform. For the analysis of function 67F, phase-A current and the quadrature polarizing voltage VBC were used. For function 67N, zero-sequence voltage V0 and inverted zero-sequence current −I0 were employed. The phasor diagrams allowed the faults to be classified as forward or reverse for the relays installed at both ends of the transmission line. The sensitivity analysis showed that, for function 67F, maximum torque angle values between 30◦ and 90◦ correctly classified all evaluated cases, with 45◦ presenting the lowest mean angular distance from the maximum sensitivity axis. For function 67N, values between −15◦ and −90◦ produced consistent classifications in all cases, while −90◦ provided the best overall alignment among the evaluated values. The results demonstrated the influence of the maximum torque angle on directional classification and contributed to understanding the behavior of functions 67F and 67N in a transmission line supplied from both ends. The study was limited to the behavior of the directional element and did not include pickup settings, time delays, or circuit-breaker tripping commands. |
| Palavras-chave: | Proteção de sistemas elétricos de potência Proteção direcional de sobrecorrente Função 67 Curto-circuito ATP |
| Área(s) do CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editora: | Universidade Federal de Uberlândia |
| Referência: | GONÇALVES, Arthur Inácio. Análise computacional da proteção direcional de sobrecorrente 67F/67N aplicada à linha de transmissão de 345 kV Furnas–Poços de Caldas. 2026. 74 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026. |
| URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/49286 |
| Data de defesa: | 30-Jul-2026 |
| Aparece nas coleções: | TCC - Engenharia Elétrica |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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| AnaliseComputacionalProtecao.pdf | TCC | 3.93 MB | Adobe PDF | ![]() Visualizar/Abrir |
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