A Monvasc faz estudo das possíveis causas dos desligamentos em linha de transmissão no Araguaia:Após solicitação, foi feita análise das descargas atmosféricas da região ocorridas dentro do período dos desligamentos forçados. A região é uma das mais severas do Brasil quanto as descargas atmosféricas e sendo a Linha de Transmissão (LT) que liga as SEs de Santana do Araguaia Xinguara II de 230 kV, do cliente Energisa, considerada de grande extensão e sujeita a mais de 260 descargas diretas nas estruturas da LT, segundo dados do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Nossa análise se concentrou inicialmente nos efeitos das descargas atmosféricas como principal motivo dos desligamentos.

Análise de Dados da Oscilógrafa
Os dados da oscilógrafa, analisados, foram aqueles minutos antes dos desligamentos e minutos após a abertura dos circuitos pelo trip do rele. Foi possível observar a presença de transitórios nas fases e o corte instantâneo da energia pelo rele na função diferencial 87L e Bloqueio 79. O relé diferencial tem a função de abertura após um evento de corrente de sequência negativa nas fases desbalanceadas. Nos eventos analisados, todos foram de curta duração e alta frequência indicando as descargas atmosféricas como a principal causa. Pela oscilógrafa foi possível também ter a informação da distância dos eventos com relação a Subestação de referência. Enviamos uma equipe para campo para analisar as torres próximas aos eventos, bem como o cliente Energisa também enviou equipe de campo para analisar as estruturas das torres próximas aos eventos recentes.
A campanha de campo foi para análise das:
- Evidencias de descargas diretas nas estruturas das torres (flash Over);
- Identificação do tipo de estrutura e configuração do sistema de aterramento;
- Medição da resistência de aterramento dos pés das torres(*);
- Medição da resistividade elétrica do solo local;

Uma observação importante se deu por conta de que as medições dos sistemas de aterramento feitas a 8 meses antes desta visita demostravam que os sistemas de aterramento estavam com resistências abaixo de 20 Ohms, garantindo a impedância máxima do projeto de proteção da LT para dissipação das descargas atmosféricas e eventuais correntes de curto-circuito Fase-Terra.

 Conclusões
Após análise na campanha de campo quanto aos possíveis danos estruturais, medições e testes no sistema de aterramento, medições da resistividade elétrica do solo, da análise dos ajustes dos relés, tanto no projeto de coordenação e seletividade da proteção, quanto fisicamente em campo, estatísticas das falhas e tipo de atuação das proteções, foi possível concluir as causas principais de desligamentos da rede e seguem a sequência abaixo
1-) Descargas atmosféricas diretas na Linha de Transmissão;
2-) Atuação instantânea do relé de proteção 87 L;
3-) Altíssima resistência de aterramento de pé de torre;
4-) Não atuação dos para raios de linha nas Subestações;
5-) Altíssimo índice das descargas atmosféricas da região;

Quanto aos dados analisados, foi observado:
- Danos físicos nas estruturas provocados por centelhamento nas bases dos isoladores de fase nas torres (Flash Over).
- Deficiência na metodologia das medições do sistema de aterramento, anteriormente executado;
- Aterramento de pé de torre com valores acima de 300 Ohms;
- Solo de altíssima resistividade elétrica e formação rochosa na região;
- Cabos de aterramento com mau contato no subsolo;
- Relés com operação normal e com ajustes iguais aos projetados;

Dentre os itens analisados pela Monvasc, o de maior probabilidade na atuação do rele diferencial e abertura da rede é a Alta impedância do sistema de aterramento da Linha de Transmissão.
Várias torres foram identificadas com valores altíssimos da resistência de aterramento, causando alta impedância do sistema de proteção e em consequência a aparição de corrente transitória e muito tempo para eliminação da falha, provocando também o aparecimento de corrente de sequência negativa desbalanceado o sistema e abertura do rele diferencial.
A utilização de projetos padrões de aterramento, no caso onde há grandes variações da resistividade elétrica do solo, ocasiona estas diferenças no valor da resistência de aterramento e em consequência algumas torres com baixa resistência de aterramento tendem a escoar melhor as correntes das descargas atmosféricas, porém, as com alto valores de resistência não tem esta capacidade, fazendo com que a corrente elétrica percorra grandes distâncias provocando os transitórios de alta frequência.

 EFEITO DA DESCARGA ATMOSFÉRICA NA REDE 

Solução
No caso, onde já foi evidenciado que algumas torres não tem qualquer capacidade de eliminação das correntes das descargas atmosféricas e também das correntes de curto-circuito Fase-Terra, a Monvasc propôs:

• Correção das características de resistividade do solo no tratamento químico do mesmo e reforço no sistema de aterramento, baixando a alta impedância do sistema das torres que não passaram nos testes;

• Refazer cálculo de impedância máxima do sistema para análise da proteção e inserção de delay (temporização) do relé diferencial dentro das premissas da ONS para proteção da LT;

• Instalação de Para raios de Linha ao longo da rede em locais estratégicos e já conhecidos com maior estatística de descargas atmosféricas;
   

Estas medidas visam minimizar os riscos de desligamento e aumento da qualidade da rede, já foram executadas em outros projetos com similaridades e tem grande eficiência, principalmente a correção da resistividade do solo e redução da impedância de aterramento dos pés das torres, conforme abaixo:
Efeitos da sequência negativa:

• Vibração

• Perdas adicionais

• Aquecimento

• Redução do torque