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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/38556
Tipo: Dissertação
Título: Validação, análise e mitigação de falhas em linhas de transmissão de energia elétrica usando ferramentas de qualidade e confiabilidade
Autor(es): Souza, Karla Paloma Belarmino de
Orientador: Peruchi, Rogério Santana
Membro da Banca: Rotella Junior, Paulo
Membro da Banca: Oliveira, Lucas Guedes de
Resumo: As linhas de transmissão (LT) são componentes essenciais para o sistema elétrico de potência (SEP) devido à sua função de escoar a geração a curtas e longas distâncias. Dados históricos do Operador Nacional do Sistema Elétrico Brasileiro demonstraram que as linhas são os ativos que possuem maior incidência de perturbações por estarem constantemente expostas a ambientes hostis, intempéries e de difícil controle. As recorrentes perturbações resultam em desligamentos intempestivos que afetam diretamente a confiabilidade do sistema e a qualidade do suprimento de energia, além de gerar penalizações financeiras para as transmissoras. O objetivo dessa pesquisa é identificar e evidenciar as principais falhas que causam desligamentos de LT e propor ações que possam minimizar ou eliminar os riscos das falhas e seus efeitos. Para isso, o trabalho foi dividido em três artigos; o primeiro trata-se de uma revisão sistemática da literatura voltada a identificar e sintetizar o conhecimento científico existente sobre a aplicação da Análise de Concordância por Atributos (AAA), Análise de Árvore de Falhas (FTA) e Análise dos Modos de Falha e seus Efeitos (FMEA) nos sistemas elétricos de potência. No segundo artigo, foi realizada a aplicação da AAA, a partir da opinião de especialistas e da contribuição de inteligências artificiais (IA), como ferramenta de validação das causas de desligamentos forçados em LT. No terceiro artigo foram desenvolvidas árvores de falhas probabilísticas para evidenciar as combinações de falhas que podem levar a um desligamento indesejado de LT. A partir da árvore de falhas, foi realizada uma análise das causas e efeitos de cada um dos modos de falha apontados, assim como sua priorização quanto ao risco envolvido, calculado com base em índices de severidade, ocorrência e detectação. Por fim, foram recomendadas ações para mitigar ou eliminar os riscos que podem causar desligamentos nas LT. Os resultados demonstraram que a FTA e a FMEA são técnicas amplamente estudadas e consolidadas nos sistemas elétricos de potência, diferentemente da AAA, que foi pouco explorada nesse contexto. A aplicação da AAA em LT evidenciou fragilidade na opinião dos especialistas devido a divergências de opiniões e subjetividade de interpretações, assim como também evidenciou o aumento da robustez dos resultados da análise devido à utilização de IA. Através da FTA e da FMEA, foi possível constatar que as principais causas de desligamentos em LT são descargas atmosféricas, queimadas e ventos fortes, mas aquelas que apresentam maior risco para a operação das LT e do SEP são desligamentos por queimadas, ventos fortes, vegetação e queda de torres. Esta pesquisa pode contribuir diretamente para a priorização de ações preventivas ou corretivas que tenham maior impacto na prevenção de desligamentos intempestivos de LT, o que irá auxiliar na administração de recursos por parte das transmissoras, no aumento da confiabilidade na operação e manutenção das LT e, consequentemente, na qualidade do fornecimento de energia.
Abstract: Transmission lines (TL) are essential components of the electric power system due to their function of transmitting generation over short and long distances. Historical data from the Brazilian National Electric System Operator have shown that TL are the assets with the highest incidence of disturbances, as they are constantly exposed to hostile environments, adverse weather conditions, and factors that are difficult to control. Recurrent disturbances result in unplanned outages that directly affect system reliability and power supply quality, and incur financial penalties for transmission companies. The objective of this research is to identify and highlight the main failures that cause TL outages and to propose actions that can minimize or eliminate the risks of failures and their effects. For this purpose, the study was divided into three articles. The first article consists of a systematic literature review aimed at identifying and synthesizing existing scientific knowledge on the application of Attribute Agreement Analysis (AAA), Fault Tree Analysis (FTA), and Failure Modes and Effects Analysis (FMEA) in electric power systems. In the second article, AAA was applied, based on expert opinions and contributions from artificial intelligence (AI), as a validation tool for the causes of forced outages in TL. In the third article, probabilistic fault trees were developed to highlight the combinations of failures that may lead to undesirable TL outages. Based on the fault tree, an analysis of the causes and effects of each identified failure mode was performed, as well as their prioritization according to the associated risk, calculated based on severity, occurrence, and detection indices. Finally, actions were recommended to mitigate or eliminate the risks that may cause TL outages. The results showed that FTA and FMEA are widely studied and consolidated techniques in electric power systems, unlike AAA, which has been little explored in this context. The application of AAA to TL highlighted weaknesses in expert opinions due to divergent views and subjective interpretations, as well as an increase in the robustness of the analysis results due to the use of artificial intelligence. Through the application of FTA and FMEA, it was possible to verify that the main causes of transmission line outages are lightning strikes, wildfires, and strong winds; however, those that present the greatest risk to the operation of TL and the electric power system are outages caused by wildfires, strong winds, vegetation, and tower collapse. This research can directly contribute to the prioritization of preventive or corrective actions with greater impact on the prevention of unplanned TL outages, assisting transmission companies in resource management, increasing the reliability of transmission line operation and maintenance, and consequently improving the quality of power supply.
Palavras-chave: FTA
FMEA
AAA
Linhas de transmissão
Falhas
Desligamentos
Transmission lines
Failures
Outages
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Engenharia de Energias Renováveis
Programa: Programa de Pós-Graduação em Energias Renováveis
Tipo de Acesso: Acesso aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
URI: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/38556
Data do documento: 30-Jan-2026
Aparece nas coleções:Centro de Energias Alternativas e Renováveis (CEAR) - Programa de Pós-Graduação em Energias Renováveis

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