Esta tese de livre-docência propõe um algoritmo de proteção piloto para linhas de transmissão em corrente alternada e em corrente contínua, esta última nas topologias que utilizam conversores comutados pela rede - line-commutated converter - e conversores fonte de tensão - voltage-source converter. Posto isso, a principal contribuição desta tese consiste no desenvolvimento de um método de proteção para linhas de transmissão de diferentes naturezas. Ademais, esse método baseia-se na técnica de alinhamento temporal dinâmico - dynamic time warping (DTW), funciona apenas com amostras de corrente, e não requer nenhum parâmetro da linha de transmissão protegida nem do sistema elétrico. Para linhas de transmissão em corrente alternada, o algoritmo utiliza a técnica DTW para detectar faltas por meio da avaliação das semelhanças entre as correntes de fase e entre as componentes de sequência zero dessas correntes em ambos os terminais da linha. Por sua vez, para linhas de transmissão em corrente contínua, o método emprega a técnica DTW para identificar faltas avaliando as semelhanças entre as correntes cruzadas dos polos e terminais. O algoritmo foi analisado utilizando simulações de faltas em sistemas de corrente alternada distintos, bem como em sistemas de corrente contínua de cada topologia. Essas simulações consideraram também as condições desafiadoras de faltas internas de alta impedância, ruídos amostrados e desalinhamento entre amostras, além de saturação dos transformadores de corrente e oscilação de potência para linhas em corrente alternada, e faltas externas nos conversores para linhas em corrente contínua. O método proposto também foi avaliado considerando dados registrados em campo de linhas de transmissão existentes, e os tempos de disparo resultantes foram comparados com aqueles dos dispositivos de proteção reais dessas linhas. Os resultados obtidos indicam que a solução oferece uma proteção rápida, eficaz, segura e confiável.

This thesis proposes a pilot protection algorithm for alternating and direct current transmission lines, the latter in topologies that use line-commutated and voltage source converters. In this context, the main contribution of this thesis is the development of a protection method for transmission lines of different natures. Furthermore, this method is based on the dynamic time warping (DTW) technique and does not require any parameters from the protected transmission line nor from the system it is connected to, and works only with current samples. The algorithm uses the DTW technique for alternating current transmission lines to detect faults by evaluating the similarities between the phase currents and the zero sequence components at both ends of the line. In turn, for direct current transmission lines, the method employs the DTW technique to evaluate the similarities between the cross-currents of the poles and terminals and identify faults. The author analyzed the algorithm using fault simulations in different alternating current systems and direct current systems of both topologies. These simulations also considered the challenging conditions of high impedance internal faults, sampled noise, and misalignment between samples, in addition to current transformer saturation and power swing, for alternating current lines, and external faults in the converters, for direct current lines. The author also evaluated the proposed method considering field-recorded data from existing transmission lines and compared the resulting tripping times with those of the actual protection devices of these lines. The results indicate that the solution offers a fast, effective, secure, and dependable protection.