Este estudo apresenta uma análise atualizada sobre a modelagem e simulação do processo de interrupção de correntes indutivas de baixa intensidade em reatores em derivação, considerando a aplicação de disjuntores que utilizam o gás SF6 como meio de extinção. O trabalho aborda os efeitos do fenômeno de corte da corrente (chopping) e das re-ignições, utilizando simulações numéricas no domínio do tempo como alternativa aos métodos analíticos convencionais delineados pelas normas internacionais IEC62271-306 e IEEE C37.015. O desenvolvimento deste estudo foi motivado pela necessidade de abordar as falhas que ocorrem em sistemas que envolvem a interação entre reatores e disjuntores, especialmente em aplicações relacionadas a reatores em derivação. Nesse contexto, foi fundamental estabelecer modelos de simulação capazes de reproduzir de maneira automatizada, precisa e realista, os fenômenos complexos intrínsecos ao processo de desenergização de reatores em derivação. O modelo proposto realiza cálculos interativos no domínio do tempo, levando em consideração parâmetros como a corrente de chopping em relação ao tempo de arco, a capacitância parasita inerente, o número de eventos de chopping do disjuntor, a tensão de arco e a eficácia da interrupção da corrente. Durante a fase térmica do disjuntor, o modelo confronta a corrente que flui através do dispositivo com a corrente de chopping correspondente. Na fase dielétrica, o modelo compara a tensão de restabelecimento nos terminais do disjuntor com uma envoltória calculada, a fim de avaliar se a interrupção está ocorrendo de maneira bem-sucedida ou se há riscos iminentes de re-ignição, o que poderia acarretar o início de um novo ciclo térmico. Vale mencionar que o modelo foi elaborado para ser aplicado tanto em simulações determinísticas quanto em abordagens estatísticas, conferindo, assim, versatilidade às análises conduzidas. Além do exposto, o presente estudo abrange diversas outras dimensões pertinentes. São contempladas abordagens para aprimorar e automatizar a determinação do parâmetro de número de chopping, introduzindo um novo modelo de arco especialmente voltado para correntes de baixa intensidade. Ademais, é realizada a extração da envoltória de suportabilidade do disjuntor à tensão de restabelecimento, por meio da análise dos resultados obtidos em ensaios de tipo, empregando técnicas de análise de dados. Adicionalmente, a pesquisa oferece soluções destinadas a mitigar as oscilações numéricas que podem surgir em simulações que englobam o fenômeno das reignições. Detalhes relevantes são discutidos sobre a relevância da modelagem precisa de para-raios e de reatores com parâmetros variáveis no domínio da frequência. Também são abordados pormenores relativos à modelagem da interconexão entre disjuntor, para-raios e reator em trechos de barramentos. As simulações propostas ao longo deste estudo foram efetuadas utilizando ferramentas como Atpdraw, ATP, linguagem models, Matlab e Python. Entretanto, é importante ressaltar que os detalhes da modelagem proposta podem ser empregados com sucesso em outras plataformas de simulação temporal, tais como Simulink, PSCad e PS-Simul, entre outras.

This research work provides an overview of the latest advancements in the simulation modeling process for the interruption of small inductive currents in shunt reactors, utilizing circuit breakers with SF6 extinguishing capabilities. It addresses the effects of both chopping current and reignitions, employing numerical simulations within the time domain as an alternative approach to the analytical calculations outlined in international standards IEC62271-306 and IEEE C37.015. The impetus for this research stemmed from investigations into failures that have occurred in reactors and circuit breakers applied to shunt reactors. Consequently, the development of simulation models was undertaken to accurately and realistically replicate the intricate phenomena associated with the de-energization of shunt reactors. The proposed model operates through interactive calculations conducted within the time domain. It factors in parameters such as chopping current in relation to arc duration, stray capacitance influence, the circuit breaker's chopping frequency, the arc voltage, and the interruption of current. This involves a comparison between the actual current passing through the circuit breaker and the current undergoing chopping during the thermal interruption phase. In the dielectric phase, the model assesses the circuit breaker's capability to withstand the terminal voltage, juxtaposed against the calculated recovery voltage. This verification process determines the success of the interruption process, ensuring that no re-ignition takes place and that a new thermal phase semicycle commences as planned. The model is engineered to accommodate simulations conducted in both deterministic and statistical modes. This study also addresses various other aspects, including enhancements and automation in the process of extracting the chopping number, the introduction of a new arc model tailored for low currents, and the derivation of the circuit breaker envelope using data analysis techniques from type test outcomes. It offers solutions to mitigate numerical oscillations encountered during simulations involving reignitions. Furthermore, the research underscores the significance of accurately modeling surge arresters, reactors featuring frequency-dependent parameters, and provides insights into modeling the bus bar segment connecting the circuit breaker, surge arrester, and shunt reactor. The simulations proposed within this study were executed using software tools such as Atpdraw, ATP, modeling languages, Matlab, and Python. However, the conceptual framework of the proposed modeling can be adapted to suit alternative simulation software platforms such as Simulink, PSCad, PS-Simul, and others.