Wavelet-based directional protection supported by a wavelet-based fault classifier

Abstract

Para garantir a segurança do sistema de potência é essencial proteger o sistema de forma rápida e precisa. Neste trabalho, uma proteção direcional baseada na transformada wavelet é apresentada usando apenas o primeiro nível de decomposição da tranformada. Os coeficientes escalas são usados como substitutos para a transformada de Fourier a fim de recrIar a proteção direcional convencional. As equações de torque foram matematicamente redefinidas para o domínio wavelet usando tensões e correntes amostradas. Com respeito a ativação da proteção, os coeficientes wavelet são usados para uma rápida detecção dos transitórios induzidos pela falta a fim de reduzir o tempo de operação do relé, enquanto que os coeficientes escalas são usados como ativador de backup de acordo com a proteção de sobrecorrente. Avaliações provaram a viabilidade de reconstruir a proteção direcional convencional pelo uso da transformada wavelet discreta redundante (TWDR) e mostraram a rápida operação da proteção proposta comparada à proteção direcional tradicional baseada na transformada de Fourier. Como nova funcionalidade da proteção direcional, a unidade de sequência negativa pode ser usada para identificar a direcionalidade das faltas trifásicas mesmo diante de um severo afundamento de tensão sem o uso de memória adicional, como é realizado na proteção convencional. Além disso, um classificador de faltas usando transformada wavelet discreta redundante - TWDR com bordas aplicado as componentes modais de Clarke foi desenvolvido para dar suporte à proteção direcional. A metodologia proposta utiliza um simples fluxo lógico baseado em limiares e requer as medições de correntes de apenas um terminal. O uso das energias dos coeficientes wavelets da TWDR com bordas implica num método rápido e preciso devido à extração dos componentes de alta frequência e do efeito de borda. Os resultados sobre o classificador de faltas comprovam a potencialidade do classificador em identificar corretamente todos os dez tipos de faltas de forma rápida e precisa dando o suporte necessário para a proteção direcional proposta.