Devido à crescente demanda por energia elétrica na sociedade atual e o potencial congestionamento dos sistemas de transmissão, os aspectos de segurança no fornecimento de energia, de confiabilidade e da estabilidade dos sistemas elétricos de potência tornam-se cada vez mais prementes. Considerando o tamanho e complexidade crescentes e o seu uso em situações limites, os estudos e avaliações do SEP (Sistema Elétrico de Potência) demandam considerável poder computacional, além de utilização de modelos matemáticos para os diversos equipamentos que o compõe. Necessária, portanto, tanto a representação correta do SEP com as interligações (topologia da rede elétrica) de seus elementos constituintes, quanto a exatidão dos modelos matemáticos dos geradores, estabilizadores, compensadores, transformadores e linhas de transmissão, dentre outros equipamentos. A proposta deste trabalho é a definição de uma metodologia para análise e estudo do SEP que independa: dos modelos matemáticos dos equipamentos, do conhecimento prévio da topologia da rede elétrica e dos equivalentes adotados para as redes externas (de outras empresas). A metodologia é uma abordagem Model-Free no sentido em que busca a partir das informações aquisitadas do processo elétrico, determinar o comportamento do SEP, de modo totalmente independente dos modelos matemáticos dos equipamentos, do conhecimento prévio da sua topologia e da existência ou não de redes externas. A metodologia fornece informações quanto à instabilidade do SEP, ao identificar \"assinaturas\" caraterísticas da evolução de seu comportamento, seja em operação normal ou sob contingências, as quais podem ou não resultar em uma condição de instabilidade do mesmo. As assinaturas são identificadas ao se analisar o comportamento das tensões das barras do SEP, dentro de uma abordagem Fuzzy que classifica as barras coerentes em tensão. A dinâmica do estado operacional do SEP é, então, obtida à partir do comportamento desta classificação. / Due to the growing demand for electric power in today\'s society and the potential congestion of transmission systems, security aspects in power supply, reliability and stability of power systems are becoming more and more pressing. Considering the increasing size and complexity and its use in limit situations, the studies and evaluations of the EPS (Electrical Power System) require considerable computational power, as well as the use of mathematical models for the various equipment that compose it. Therefore, it is necessary the correct representation of the EPS with the interconnections (topology of the electrical network) of its constituent elements, as well as the accuracy of the mathematical models of generators, stabilizers, compensators, transformers and transmission lines, among other equipment. The purpose of this work is the definition of a methodology for the analysis and study of EPS, independent of: mathematical models of the equipment, previous knowledge of the topology of the electrical network and the equivalents adopted for the extern networks (of other companies). The methodology is a Model-Free approach in the sense that it searches from the acquired information of the electrical process, to determine the behavior of the EPS, totally independently of the mathematical models of the equipment, the previous knowledge of its topology and the existence or not of external networks. The methodology provides information on the instability of the EPS by identifying \"signatures\" characteristic of the evolution of its behavior, whether in normal operation or under contingencies, which may or may not result in a condition of instability of the same. The signatures are identified by analyzing the behavior of the EPS busbar voltages, within a Fuzzy approach that classifies the coherent buses into voltage. The dynamics of the operational state of the EPS is then obtained from the behavior of this classification.

Como produto de engenharia, os componentes das redes de distribuição de energia elétrica são, pela sua própria natureza, susceptíveis a falhas de funcionamento ou a ações de manutenção que impedem a operação de alguma instalação. No sentido de manter o desempenho adequado, nessas condições, são adotados critérios de planejamento e projeto que prevêem redundâncias de instalações, de forma que haja a continuidade de fornecimento de energia mesmo com componentes fora de operação. Com alguma freqüência os sistemas de potência, principalmente em seus segmentos de transmissão e de distribuição de energia, adotam critérios de planejamento de suas instalações que consideram reserva de capacidade local (\"N-1\"local) para garantir a continuidade do serviço quando um de seus componentes está fora de operação. Esse critério se reveste de um conceito qualitativo na medida que, em geral, não quantifica o prejuízo e o transtorno que uma falha pode provocar, nem os recursos operativos que podem permitir ao sistema suportar ações de manutenção programada, sendo dessa forma, insuficiente para a perfeita avaliação de alternativas de expansão da rede de distribuição. Por outro lado, cálculo da Energia Não Distribuída - END - de forma probabilística para as falhas e de forma sistemática para eventuais interrupções durante as ações de manutenção preventiva é um recurso mais elaborado, de caráter quantitativo, para o dimensionamento da reserva de capacidade dos sistemas elétricos e portanto, de alternativas de expansão. Com a introdução de dispositivos automáticos e meios de comunicação na rede de distribuição é possível a realização de manobras e transferências de carga de maneira a garantir a continuidade do fornecimento em níveis aceitáveis, substituindo, muitas vezes a instalação de novas estruturas como alimentadores ou mesmo subestações. Disto resulta uma redução de custo proporcionada pela otimização da capacidade instalada, necessária para reserva de contingência, sem prejuízo do desempenho e da qualidade de serviço. O escopo deste trabalho é propor uma metodologia de planejamento fundamentada no custo da interrupção como uma alternativa ao critério N-1, de forma a permitir a avaliação tanto da aplicação de recursos de automação como também dos recursos convencionais de expansão da rede. A validação da metodologia proposta está ilustrada numa aplicação apresentada neste texto. / Concerning the components of an electrical distribution network and their susceptibility to functional failures or need for maintenance actions, planning and project criteria should be adopted to assure continuity of energy supply even though some components may be out of work. Traditionally the power systems, especially in power transmission and distribution, adopt the N-1 criterion in the planning of its installations to keep the service continuity when one of the components is out of work. This criterion is based on a qualitative concept, in general, it does not quantify the loss and the inconvenience that a failure can cause, neither the operative resources that can allow the system to support programmed maintenance actions, thus being, insufficient for the perfect evaluation of expansion alternatives of the distribution network. Whereas, the Non Distributed Energy calculus - NDE - a probabilistic approach for failures and a systematic approach for interruptions during the preventive maintenance actions is a more elaborated resource, based on a quantitative concept, for the dimensioning of capacity reserve of the electric systems and therefore, the expansion alternatives. The introduction of the automatic devices and communication technologies in the distribution network make it possible to do maneuvers and load transfers in order to keep the supply continuity on acceptable levels, substituting, many times, the installation of new structures as feeders or even substations. The result is being cost reduction provided by the optimization from installed capacity, necessary to contingency reserve, without affecting the performance and service quality. The scope of this work is to propose a planning methodology based on the cost of the NDE, which enables the evaluation of both the automation resources and conventional resources as well. In this work you shall find an application of the methodology in a case study.

Este trabalho apresenta as principais características a serem consideradas por gestores das concessionárias de serviço público de transmissão de energia elétrica, no tocante à importância da adoção efetiva de práticas conscientes de uma Política de Manutenção dos ativos destas empresas, no sentido de promover a maximização da margem proveniente da remuneração pelo uso desses ativos. A Política de Manutenção a ser definida deve considerar os efeitos advindos das indisponibilidades tanto programadas como forçadas, que levem em consideração os diversos aspectos em termos de confiabilidade visando o máximo retorno em termos econômicos da remuneração oferecida, ou seja, a melhor relação de custo benefício entre gastos e programação com desligamentos e receita final auferida. O Plano de Manutenção, além de ser avaliado através dos custos intrínsecos de suas principais atividades, deve ser visto como o conjunto de intervenções que: reduzam as indisponibilidades provocadas por causas intempestivas; resultem em manutenções programadas que minimizem as perdas de receitas e eliminem as interrupções imputáveis a causas evitáveis, através de uma modelagem estatística de taxas de falhas de equipamentos e módulos de equipamentos que realizem em conjunto funções remuneradas nos termos do Contrato de Prestação de Serviço de Transmissão, gerando dessa maneira aumento das receitas auferidas pelas Transmissoras através de otimização das ações de manutenção. / This work presents a modeling for simulation of different Maintenance alternatives and its corresponding results in terms of expected revenue, considering: Risks of installation, imperfections and its associated interruptions; Periods resulting from nonavailability by programmed maintenance; Prevented interruptions resultant of specific actions of maintenance. Useful life of all installations, determined by the commitment between the cost of maintenance x investment in new installations. For this reason, the Maintenance Plan, besides presenting an intrinsic cost of its main activities seems like a set of interventions in the system that: reduces non-availability provoked by intempestive causes; results in programmed interruptions that reduces losses of revenues. Eliminates interruptions imputable to avoidable causes (as the cleanness absence in the right of way). By usage of types of equipment, failure rates, times of historical repairs the developed model allows a simulation of expected revenue increases through the optimization of maintenance costs.

O trabalho tem por objetivo fazer uma ampla análise das proteções utilizadas no desacoplamento entre a planta termoelétrica industrial operando em co-geração e um grande sistema elétrico. São também analisados os vários tipos de plantas termoelétricas e suas formas operacionais, com relação a planta industrial e a rede da concessionária. Para estes casos foram consideradas as proteções específicas para cada tipo de planta em função das possíveis perturbações a que estas estiverem envolvidas. São apresentadas as principais proteções utilizadas nestes casos, o principio operacional destes relés, e ainda as tecnologias disponíveis para estes componentes. O modelo dinâmico das cargas é analisado com maior precisão, especificamente para o caso das plantas estudadas. Sendo que esse parâmetro tem sido avaliado de forma superficial nos grandes estudos de estabilidade, que nem sempre consideram o desempenho dinâmico das cargas no seu barramento de utilização. Também são analisados os aspectos práticos para determinar a localização das proteções na rede interna, em função da topologia existente e do nível de tensão em que opera a autogeração, caracterizando o comportamento esperado para cada proteção escolhida. Algumas conclusões são tiradas para o modelo de proteção empregada no desacoplamento da autogeração, para as plantas com processos contínuos, enfocando principalmente os problemas de colapso de tensão durante as perturbações, antes e depois da proteção atuar. Também apresentamos um caso típico, por meio de uma simulação dinâmica, onde foram consideradas as principais perturbações provenientes da rede externa e com o sistema isolado, definindo as proteções específicas para este caso simulado. / This paper\'s aim is a broad analysis of the protection elements used for the disconnection of an industrial thermoelectric plant, operating in cogeneration mode, from an important electric public service system. The different types of thermoelectric plant are analysed, considering their relations with the industrial plant and the public network. The usual protections have been considered for each type of plant as a function of the disturbances to which they could be subjected. The main protection elements used in these cases, their operational principles, and the available technologies have been discussed. The dynamic model of the loads has been analysed with greater precision than usual for the plants under consideration. This aspect has been treated superficially in the present stability studies, which not always account for the dynamic performance of loads at their connection bars. The practical considerations that determine the location of protection elements in the plant internal net are analysed as a function of the circuit topology and generation voltage level, showing the behaviour to be expected for each chosen protection. Some conclusions have been drawn for the protection model used for self-generation disconnection in industrial plants with continuous processes, with special regard for the voltage collapse problems during the disturbances, before and after protection operation. A typical case is also presented, by means of dynamicsimulation, considering the main disturbances introduced by the external network and also for the system when isolated, establishing the specific protection to be used in the case under study

Devido à crescente demanda por energia elétrica na sociedade atual e o potencial congestionamento dos sistemas de transmissão, os aspectos de segurança no fornecimento de energia, de confiabilidade e da estabilidade dos sistemas elétricos de potência tornam-se cada vez mais prementes. Considerando o tamanho e complexidade crescentes e o seu uso em situações limites, os estudos e avaliações do SEP (Sistema Elétrico de Potência) demandam considerável poder computacional, além de utilização de modelos matemáticos para os diversos equipamentos que o compõe. Necessária, portanto, tanto a representação correta do SEP com as interligações (topologia da rede elétrica) de seus elementos constituintes, quanto a exatidão dos modelos matemáticos dos geradores, estabilizadores, compensadores, transformadores e linhas de transmissão, dentre outros equipamentos. A proposta deste trabalho é a definição de uma metodologia para análise e estudo do SEP que independa: dos modelos matemáticos dos equipamentos, do conhecimento prévio da topologia da rede elétrica e dos equivalentes adotados para as redes externas (de outras empresas). A metodologia é uma abordagem Model-Free no sentido em que busca a partir das informações aquisitadas do processo elétrico, determinar o comportamento do SEP, de modo totalmente independente dos modelos matemáticos dos equipamentos, do conhecimento prévio da sua topologia e da existência ou não de redes externas. A metodologia fornece informações quanto à instabilidade do SEP, ao identificar \"assinaturas\" caraterísticas da evolução de seu comportamento, seja em operação normal ou sob contingências, as quais podem ou não resultar em uma condição de instabilidade do mesmo. As assinaturas são identificadas ao se analisar o comportamento das tensões das barras do SEP, dentro de uma abordagem Fuzzy que classifica as barras coerentes em tensão. A dinâmica do estado operacional do SEP é, então, obtida à partir do comportamento desta classificação. / Due to the growing demand for electric power in today\'s society and the potential congestion of transmission systems, security aspects in power supply, reliability and stability of power systems are becoming more and more pressing. Considering the increasing size and complexity and its use in limit situations, the studies and evaluations of the EPS (Electrical Power System) require considerable computational power, as well as the use of mathematical models for the various equipment that compose it. Therefore, it is necessary the correct representation of the EPS with the interconnections (topology of the electrical network) of its constituent elements, as well as the accuracy of the mathematical models of generators, stabilizers, compensators, transformers and transmission lines, among other equipment. The purpose of this work is the definition of a methodology for the analysis and study of EPS, independent of: mathematical models of the equipment, previous knowledge of the topology of the electrical network and the equivalents adopted for the extern networks (of other companies). The methodology is a Model-Free approach in the sense that it searches from the acquired information of the electrical process, to determine the behavior of the EPS, totally independently of the mathematical models of the equipment, the previous knowledge of its topology and the existence or not of external networks. The methodology provides information on the instability of the EPS by identifying \"signatures\" characteristic of the evolution of its behavior, whether in normal operation or under contingencies, which may or may not result in a condition of instability of the same. The signatures are identified by analyzing the behavior of the EPS busbar voltages, within a Fuzzy approach that classifies the coherent buses into voltage. The dynamics of the operational state of the EPS is then obtained from the behavior of this classification.

Este trabalho investiga o comportamento transitório da topologia de turbina eólica baseada em Doubly Fed Induction Generator (DFIG) ao simular faltas nos terminais do estator e rotor da máquina. Um modelo DFIG foi simulado no software Matlab/Simulink utilizando uma fonte de tensão com equivalente de Thévenin para simular a rede elétrica, um transformador de interface, uma máquina de indução de 2,0MVA e conversores fonte de tensão de dois níveis VSC conectados na topologia back-to-back. O controle dos conversores foi concebido a partir da estratégia de controle vetorial utilizando controladores PI projetados a partir do Método Ótimo Simétrico. A proteção crowbar e proteção de corrente dos conversores também foram implementados na simulação e depois validados para simular o comportamento aproximado do sistema DFIG real e, assim, verificar o comportamento transitório do DFIG no momento de faltas monofásicas, bifásicas e trifásicas nos terminais da máquina. Essa pesquisa possibilitou analisar o transitório eletromagnético a partir de gráficos de grandezas coletadas em vários pontos do sistema no momento dos disturbios, permitindo mostrar a influência do conversor back-to-back no comportamento do sistema, além de proporcionar uma base teórica do modelamento dinâmico, detalhar o projeto de controle do conversor back-to-back e projetar duas das principais proteções do sistema DFIG. Para isso, foi simulado seis casos de falta nos terminais da máquina, coletado gráficos e feito análises detalhadas do comportamento de nove grandezas distintas. Este trabalho proporciona uma base teórica do modelamento dinâmico, detalhamento do projeto de controle do conversor back-to-back, projeto de duas das principais proteções do sistema DFIG e análise do comportamento dinâmico do sistema máquina-conversores no momento de distúrbios. / This work investigates the behavior of the topology of the wind turbine based on Doubly Fed Induction Generator (DFIG) when simulating faults in the stator and rotor machine terminations. A DFIG model was simulated in the Matlab / Simulink software using a Thevenin voltage source equivalent to simulate an electrical network, an interface transformer, a 2,0MVA induction machine and two-level VSC voltage source converters connected in the back-to-back topology. The converter\'s control was conceived from the vector control strategy using PI controllers tuned with Symmetric Optimum Method. The crowbar protection and current protection of the inverters were also implemented in the simulation and then validated to simulate the approximate behavior of the real DFIG system and then to verify the transient behavior of the DFIG at the moment of singlephase, two-phase and three-phase faults at the machine terminals. This research makes it possible to analyze the electromagnetic transient from graphs of quantities collected at various points of the system at the time of the disturbances, allowing to show the influence of the back-to-back converter on the behavior of the system, in addition to a theoretical basis of dynamic modeling, detailing the control design of the back-to-back converter and designing two of the main DFIG system protections. For this, six fault cases were simulated at the machine terminals, collected graphs and performed detailed analyzes of the behavior of nine different quantities. This work provides a theoretical basis for dynamic modeling, detailing the control design of the back-to-back converter, designing two of the main protections of the DFIG system and analyzing the dynamic behavior of the machine-converter system at the time of disturbances. The objective of this investigation is to discover information still scarce in the literature about the transient behavior of the DFIG topology, including the generating unit, CC link and converters at the moment of internal faults to the system.

Nos atuais sistemas de distribuição de energia elétrica, podem ser aplicadas novas metodologias que consideram o comportamento em tempo real dos equipamentos, abrangendo cargas especiais como os veículos elétricos (VE) e sistemas de recursos energéticos distribuídos (RD). Neste trabalho se apresenta a revisão bibliográfica, que mostra a análise do desenvolvimento do planejamento dos sistemas de distribuição, seja da expansão e da operação, considerando as metodologias convencionais até as que abordam os RD\'s, concluindo que na atualidade não é possível analisar um sistema sem RD\'s e VE\'s e finalmente ter que operar um sistema com este tipo de geração e cargas na rede. O estudo das ferramentas de otimização permite determinar as técnicas a serem utilizadas. Este trabalho abrange duas, quais sejam, Busca em profundidade (depth-first search) e Algoritmos Genéticos, com objetivo de obter a alocação ótima dos reguladores de tensão, bancos de capacitores, conjuntamente com os sistemas fotovoltaicos e de armazenamento, que permitam manter a tensão dentro da faixa adequada estabelecida pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). A seguir, se apresenta a metodologia desenvolvida com os softwares utilizados, quais sejam, o OpenDSS para solução de fluxos de potência com recursos distribuídos e MATLAB para programar o algoritmo da metodologia desenvolvida. Os resultados nas redes teste IEEE de 13 barras e de porte real, denominada ckt5, mostram a importância de considerar a informação das curvas de carga e os perfis de geração dos recursos distribuídos dentro das metodologias, com objetivo de conseguir soluções de acordo com a realidade dos sistemas de distribuição. Logo após se apresentam as atividades futuras, que permitirão abranger aspectos dentro da função objetivo como os índices de tensão estabelecidos pela ANEEL, inserir outras fontes de geração como os sistemas eólicos e considerar os períodos dos estágios de planejamento dentro da metodologia desenvolvida, bem como as conclusões, referências bibliográficas e os anexos da dissertação. / In current electricity distribution systems, new methodologies that consider the real-time behavior of the equipment can be applied, involving special loads such as electric vehicles (EV) and distributed energy resources (RD) systems. In this work a literature review is presented, which shows the analysis of the development of the distribution systems planning, related to expansion and the operation, considering the conventional methodologies and those that consider the RD\'s, concluding that nowadays it is not possible to analyze a system without RD,s and EV\'s to operate a system with this type of generation and loads on the network. The study of the optimization tools allows to determine the techniques to be used. This work covers two, Depth-first search and Genetic Algorithms, in order to obtain an optimal location of voltage regulators, capacitor banks, photovoltaic and storage systems, that allow to maintain the voltage within the appropriate range established by the National Electric Energy Agency (ANEEL). Then, it the methodology developed is presented with the software used, namely, OpenDSS to solve power flows with distributed resources and MATLAB to program the optimization algorithms. The results in a real size network (ckt5) and in a 13-bus IEEE test network show the importance of considering information of the load curve and the generation profiles of distributed resources within the methodologies, aiming to achieve solutions according to the reality of the distribution systems. After that, future activities are presented, which will allow to cover aspects within the objective function, such as the voltage ratings established by the ANEEL, and insertion of other generation sources, such as wind systems as well as considering the periods of the planning stages within the methodology developed. Evertrally the conclusions, bibliographical references and the attachments of the dissertation are present.

O estudo da proteção em sistemas elétricos de potência representa um tópico de grande relevância proporcionando continuidade do serviço e segurança da operação. Hoje, a coordenação de relés direcionais de sobrecorrente (RDSs) é realizada usando formulações matemáticas que basicamente levam em consideração o tempo de operação dos dispositivos e o atendimento ao intervalo de tempo de coordenação (ITC). Nesta tese tem sido realizada a coordenação e seletividade entre RDSs considerando a otimização simultânea das unidades temporizada e instantânea de fase e neutro, contingências em circuitos mutuamente acoplados e ajuste automático das curvas. Algumas questões como os critérios de curtos-circuitos e tratamento topológico para circuitos interligados são também discutidas. Inicialmente, os estudos foram tratados como Otimização Monobjetivo (soma ponderada) minimizando a soma do tempo dos relés primários quando aplicado um curto-circuito do tipo close-in, na barra remota e a soma dos ajustes da unidade de sobrecorrente instantânea. Em sequência duas abordagens envolvendo um aspecto multiobjetivo são propostas. A primeira minimiza o tempo de operação de todos dispositivos de proteção, enquanto maximiza um índice de coordenação, ocasionando então em ITC variável. Já a segunda, além de minimizar o tempo de operação, o número de ajustes permitidos a serem alterados é limitado pelo operador, se a coordenação de todos elementos envolvidos for inviável. Os ajustes dos RDSs são obtidos por meio de algoritmos meta-heurísticos (derivados do Particle Swarm Optimization e Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II. Os métodos modernos ou inteligentes, concebidos a partir de conceitos de inteligência artificial, têm evoluído rapidamente e permitem a obtenção de excelentes soluções com a confiabilidade adequada para aplicações em engenharia. A eficácia e robustez do método são realizadas em um sistema de transmissão pertencente à área de uma concessionária brasileira. Por fim, os resultados foram bem satisfatórios visto que o emprego da unidade instantânea e múltiplas curvas diminuiu substancialmente a soma de tempo de atuação dos dispositivos de proteção, contribuindo para minimizar o trabalho empregado pelo engenheiro de proteção com segurança e rica informação técnica. Ademais, as estratégias multiobjetivos auxiliam o operador na tomada de decisão uma vez que cada solução encontrada atende específicas restrições oriundas do equipamentos empregados ou estados contingenciais da rede. / The study of power system protection represents a highly relevant topic providing continuity of service and safety of operation. Today, the coordination of directional overcurrent relays (DORs) is performed using mathematical formulations that basically take into account the operation time of the devices and the coordination time interval (CTI). In this thesis, coordination and selectivity between DORs have been performed considering the simultaneous optimization of the instantaneous and time overcurrent unit (both phase and ground), contingencies in coupled mutually circuits and automatic determination of the curves. Some issues are also discussed such as criteria for short-circuit calculation and topological treatment for interconnected circuits. Initially, the studies were considered as being a case of Monobjective Optimization (weighted sum) by minimizing the sum of operation time of primary relays when occur close-in and line-end faults and also the sum of the instantaneous overcurrent unit. In sequence are proposed two approaches involving multiobjective aspect. The first minimizes the operating time of all protection devices, while maximizing a coordination index (here, CTI is non-fixed). The second, besides minimizing the operating time, the number of settings allowed to alter is limited by operator, if the coordination of all elements involved is not possible in practice. The settings of DORs have been found by using meta-heuristic algorithms (derived from Particle Swarm Optimization and Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II). Modern or intelligent methods, conceived from artificial intelligence, have evolved rapidly and obtained excellent solutions with the acceptable reliability for engineering applications. The test has been carried out on a transmission network from a Brazilian utility. Finally, the results were well satisfactory because using the instantaneous unit and multiple curves substantially reduced the sum of operating time of the protective devices, contributing to decrease workload of protection engineers with safety and rich technical information. In addition, the multiobjective strategies help the operator in the decision making since each solution satisfies specific constraints coming from used equipment or contingency states of the existing network.

Como produto de engenharia, os componentes das redes de distribuição de energia elétrica são, pela sua própria natureza, susceptíveis a falhas de funcionamento ou a ações de manutenção que impedem a operação de alguma instalação. No sentido de manter o desempenho adequado, nessas condições, são adotados critérios de planejamento e projeto que prevêem redundâncias de instalações, de forma que haja a continuidade de fornecimento de energia mesmo com componentes fora de operação. Com alguma freqüência os sistemas de potência, principalmente em seus segmentos de transmissão e de distribuição de energia, adotam critérios de planejamento de suas instalações que consideram reserva de capacidade local (\"N-1\"local) para garantir a continuidade do serviço quando um de seus componentes está fora de operação. Esse critério se reveste de um conceito qualitativo na medida que, em geral, não quantifica o prejuízo e o transtorno que uma falha pode provocar, nem os recursos operativos que podem permitir ao sistema suportar ações de manutenção programada, sendo dessa forma, insuficiente para a perfeita avaliação de alternativas de expansão da rede de distribuição. Por outro lado, cálculo da Energia Não Distribuída - END - de forma probabilística para as falhas e de forma sistemática para eventuais interrupções durante as ações de manutenção preventiva é um recurso mais elaborado, de caráter quantitativo, para o dimensionamento da reserva de capacidade dos sistemas elétricos e portanto, de alternativas de expansão. Com a introdução de dispositivos automáticos e meios de comunicação na rede de distribuição é possível a realização de manobras e transferências de carga de maneira a garantir a continuidade do fornecimento em níveis aceitáveis, substituindo, muitas vezes a instalação de novas estruturas como alimentadores ou mesmo subestações. Disto resulta uma redução de custo proporcionada pela otimização da capacidade instalada, necessária para reserva de contingência, sem prejuízo do desempenho e da qualidade de serviço. O escopo deste trabalho é propor uma metodologia de planejamento fundamentada no custo da interrupção como uma alternativa ao critério N-1, de forma a permitir a avaliação tanto da aplicação de recursos de automação como também dos recursos convencionais de expansão da rede. A validação da metodologia proposta está ilustrada numa aplicação apresentada neste texto. / Concerning the components of an electrical distribution network and their susceptibility to functional failures or need for maintenance actions, planning and project criteria should be adopted to assure continuity of energy supply even though some components may be out of work. Traditionally the power systems, especially in power transmission and distribution, adopt the N-1 criterion in the planning of its installations to keep the service continuity when one of the components is out of work. This criterion is based on a qualitative concept, in general, it does not quantify the loss and the inconvenience that a failure can cause, neither the operative resources that can allow the system to support programmed maintenance actions, thus being, insufficient for the perfect evaluation of expansion alternatives of the distribution network. Whereas, the Non Distributed Energy calculus - NDE - a probabilistic approach for failures and a systematic approach for interruptions during the preventive maintenance actions is a more elaborated resource, based on a quantitative concept, for the dimensioning of capacity reserve of the electric systems and therefore, the expansion alternatives. The introduction of the automatic devices and communication technologies in the distribution network make it possible to do maneuvers and load transfers in order to keep the supply continuity on acceptable levels, substituting, many times, the installation of new structures as feeders or even substations. The result is being cost reduction provided by the optimization from installed capacity, necessary to contingency reserve, without affecting the performance and service quality. The scope of this work is to propose a planning methodology based on the cost of the NDE, which enables the evaluation of both the automation resources and conventional resources as well. In this work you shall find an application of the methodology in a case study.

O trabalho tem por objetivo fazer uma ampla análise das proteções utilizadas no desacoplamento entre a planta termoelétrica industrial operando em co-geração e um grande sistema elétrico. São também analisados os vários tipos de plantas termoelétricas e suas formas operacionais, com relação a planta industrial e a rede da concessionária. Para estes casos foram consideradas as proteções específicas para cada tipo de planta em função das possíveis perturbações a que estas estiverem envolvidas. São apresentadas as principais proteções utilizadas nestes casos, o principio operacional destes relés, e ainda as tecnologias disponíveis para estes componentes. O modelo dinâmico das cargas é analisado com maior precisão, especificamente para o caso das plantas estudadas. Sendo que esse parâmetro tem sido avaliado de forma superficial nos grandes estudos de estabilidade, que nem sempre consideram o desempenho dinâmico das cargas no seu barramento de utilização. Também são analisados os aspectos práticos para determinar a localização das proteções na rede interna, em função da topologia existente e do nível de tensão em que opera a autogeração, caracterizando o comportamento esperado para cada proteção escolhida. Algumas conclusões são tiradas para o modelo de proteção empregada no desacoplamento da autogeração, para as plantas com processos contínuos, enfocando principalmente os problemas de colapso de tensão durante as perturbações, antes e depois da proteção atuar. Também apresentamos um caso típico, por meio de uma simulação dinâmica, onde foram consideradas as principais perturbações provenientes da rede externa e com o sistema isolado, definindo as proteções específicas para este caso simulado. / This paper\'s aim is a broad analysis of the protection elements used for the disconnection of an industrial thermoelectric plant, operating in cogeneration mode, from an important electric public service system. The different types of thermoelectric plant are analysed, considering their relations with the industrial plant and the public network. The usual protections have been considered for each type of plant as a function of the disturbances to which they could be subjected. The main protection elements used in these cases, their operational principles, and the available technologies have been discussed. The dynamic model of the loads has been analysed with greater precision than usual for the plants under consideration. This aspect has been treated superficially in the present stability studies, which not always account for the dynamic performance of loads at their connection bars. The practical considerations that determine the location of protection elements in the plant internal net are analysed as a function of the circuit topology and generation voltage level, showing the behaviour to be expected for each chosen protection. Some conclusions have been drawn for the protection model used for self-generation disconnection in industrial plants with continuous processes, with special regard for the voltage collapse problems during the disturbances, before and after protection operation. A typical case is also presented, by means of dynamicsimulation, considering the main disturbances introduced by the external network and also for the system when isolated, establishing the specific protection to be used in the case under study