Uma proposta de metodologia para redução do nível de energia incidente de subestações industriais utilizando o padrão de comunicação GOOSE
Arco elétrico; Proteção contra arco; Energia incidente; Subestações industriais; IEC 61850; GOOSE.
O arco elétrico é um dos fenômenos mais perigosos em instalações elétricas industriais, capaz de liberar elevadas quantidades de energia em poucos milissegundos, resultando em graves danos humanos e materiais. A mitigação desse risco depende diretamente da redução do tempo total de atuação da proteção, desde a detecção da falta até o comando de abertura do disjuntor. Tradicionalmente, a proteção contra arco elétrico é realizada por dispositivos específicos que detectam a emissão de luz intensa e o aumento abrupto da corrente característicos de um curto-circuito, garantindo tempos de eliminação significativamente menores que os de relés de sobrecorrente. Em subestações industriais, geralmente alimentadas por uma subestação principal, observa-se uma vulnerabilidade na proteção contra arcos elétricos na região de entrada de cabos do painel principal, uma vez que o disjuntor a montante responsável pela interrupção da falta encontra-se geralmente a quilômetros de distância, o que dificulta uma atuação rápida e eficaz do sistema de proteção convencional. Nesse contexto, este trabalho busca definir uma metodologia para redução do nível de energia incidente em subestações industriais por meio da utilização do padrão de comunicação IEC 61850, empregando mensagens GOOSE para transferência do sinal de TRIP entre subestações. Os experimentos foram conduzidos em bancada, abrangendo dois modelos de teste: o primeiro comparou o desempenho de dois dispositivos de detecção e proteção contra arco elétrico, enquanto o segundo aplicou a configuração de melhor desempenho em três arranjos distintos de IEDs interligados por um switch industrial, simulando a transferência do sinal de TRIP via mensagens GOOSE. Os resultados preliminares demonstraram que os relés dedicados à proteção de arco apresentaram os menores tempos de atuação e, combinados ao arranjo mais eficiente de comunicação GOOSE, proporcionaram tempos inferiores aos aplicados tipicamente em proteções de sobrecorrente do alimentador de subestações industriais. Estes resultados confirmam a viabilidade técnica da utilização da comunicação GOOSE em esquemas de proteção contra arco elétrico, evidenciando uma redução significativa no tempo de atuação da proteção. Além disso, o protocolo GOOSE apresenta vantagens adicionais, como a capacidade de supervisionar a integridade da comunicação entre os dispositivos, permitindo o monitoramento contínuo da conexão e o disparo de alarmes em caso de falhas. Essa funcionalidade contribui diretamente para o aprimoramento das práticas de engenharia de proteção, ao oferecer maior confiabilidade e segurança operacional em subestações industriais.