Aprimoramento de soluções de localização de curtos-circuitos em linhas de transmissão.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
Texto Completo: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/27141 |
Resumo: | Um novo método para localização de curtos-circuitos no domínio do tempo utilizando dados de apenas um terminal monitorado da linha de transmissão (LT) é proposto nesta tese. O algoritmo faz uso dos coeficientes de tensão e corrente obtidos da transformada de Park para estimar o local do distúrbio. No caso de faltas aterradas, apenas ondas incidentes de corrente são utilizadas, enquanto que, para os demais casos, uma função de correlação é usada para determinar o tempo de atraso entre o primeiro surto refletido do terminal monitorado e o surto subsequente refletido no ponto de ocorrência do distúrbio. Este atraso é utilizado para estimar o local do curto-circuito. A avaliação do método é realizada por meio de simulações digitais. A validação é realizada por meio de comparações com os desempenhos de um relé numérico real que opera com funções no domínio do tempo, bem como de algoritmos de um e dois terminais baseados na teoria de ondas viajantes reportados na literatura. Dos resultados obtidos, constata-se a eficiência do método em se localizar distúrbios em LT com dados de apenas um terminal, mesmo nos casos críticos em que altos valores de resistência e ângulo de incidência igual a 0◦ são considerados, conduzindo a falha de métodos usuais. Além disso, uma significativa economia de recursos será alcançada por não necessitar de canais de comunicação e seus dispositivos associados. Em outra vertente, contribuições nas análises de sensibilidade de cinco modelos digitais de transformadores de potencial capacitivos (TPC) para estudos de proteção são apresentadas, destacando as alterações nas respectivas respostas em frequência, inclusive nas de fase, as quais normalmente não são reportadas na literatura. Adicionalmente, um estudo original de análises estatísticas dos erros obtidos nos processos de localização de faltas é realizado, demonstrando que o conjunto total de erros pode ser aproximado por uma função com distribuição de probabilidade normal. |
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Aprimoramento de soluções de localização de curtos-circuitos em linhas de transmissão.Improvement of short-circuit location solutions in transmission lines.Linhas de TransmissãoLocalização de Curtos-circuitosMedições de um TerminalOndas ViajantesProteção de Sistemas ElétricosTransformadores para InstrumentosTransmission linesShort-circuit locationMeasurements of a TerminalTraveling WavesProtection of Electrical SystemsTransformers for InstrumentsEngenharia ElétricaUm novo método para localização de curtos-circuitos no domínio do tempo utilizando dados de apenas um terminal monitorado da linha de transmissão (LT) é proposto nesta tese. O algoritmo faz uso dos coeficientes de tensão e corrente obtidos da transformada de Park para estimar o local do distúrbio. No caso de faltas aterradas, apenas ondas incidentes de corrente são utilizadas, enquanto que, para os demais casos, uma função de correlação é usada para determinar o tempo de atraso entre o primeiro surto refletido do terminal monitorado e o surto subsequente refletido no ponto de ocorrência do distúrbio. Este atraso é utilizado para estimar o local do curto-circuito. A avaliação do método é realizada por meio de simulações digitais. A validação é realizada por meio de comparações com os desempenhos de um relé numérico real que opera com funções no domínio do tempo, bem como de algoritmos de um e dois terminais baseados na teoria de ondas viajantes reportados na literatura. Dos resultados obtidos, constata-se a eficiência do método em se localizar distúrbios em LT com dados de apenas um terminal, mesmo nos casos críticos em que altos valores de resistência e ângulo de incidência igual a 0◦ são considerados, conduzindo a falha de métodos usuais. Além disso, uma significativa economia de recursos será alcançada por não necessitar de canais de comunicação e seus dispositivos associados. Em outra vertente, contribuições nas análises de sensibilidade de cinco modelos digitais de transformadores de potencial capacitivos (TPC) para estudos de proteção são apresentadas, destacando as alterações nas respectivas respostas em frequência, inclusive nas de fase, as quais normalmente não são reportadas na literatura. Adicionalmente, um estudo original de análises estatísticas dos erros obtidos nos processos de localização de faltas é realizado, demonstrando que o conjunto total de erros pode ser aproximado por uma função com distribuição de probabilidade normal.A new single-ended traveling wave (TW)-based fault location method is proposed in this work. It uses the voltage and current signals obtained through the Park’s transformation to estimate the fault distance. For ungrounded short-circuit cases, a correlation function is applied to compute the time delay between the fault-induced incident and reflected waves, whereas the incident direct (aerial)- and zero-mode current components are used for grounded disturbances. The proposed algorithm evaluations are performed through digital simulations. Its validation is carried out by comparisons with the performance of an actual numerical relay equipped with one-terminal TW-based fault location functions, and with the performance of one- and two-ended TW-based fault locators reported in the literature. From the obtained results, the efficiency in locating faults with single-ended measurements by the proposed technique is quite acceptable, even for zero-crossing fault inception angle scenarios and high fault resistances, which are usually reported as limiting factors for this kind of routines. Besides, a significant saving of economic resources are achieved since the use of the proposed algorithm does not require any communication means and their associated devices. In another strand, contributions on sensitivity analysis of five EMTP-based coupling capacitive voltage transformers (CCVT) digital models for protection studies are presented, in which their frequency response changing due to modeling errors or CCVT aging are shown, including the phase response, which is not often reported in the literature. Additionally, an original study of statistical analysis using the obtained fault location estimated errors is performed, attesting that the total error points can be approximated by a function with normal probability distribution.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICAUFCGNEVES, Washington Luiz Araújo.NEVES, W. L. ANEVES, WASHINGTON L.A.NEVES, W. L. A.http://lattes.cnpq.br/3107104665517286FERNANDES JUNIOR, Damásio.FERNANDES Jr., D.FERNANDES, D.FERNANDES, DAMÁSIO.http://lattes.cnpq.br/3630883713661678BARROS, Maria Teresa Correia de.BARROS, M. T. C.CORREIA DE BARROS, M.T.BARROS, M.T. CORREIA DE.http://lattes.cnpq.br/6602027103257722COSTA, Flavio Bezerra.COSTA, F. B.Costa, Flávio Bezerra.Costa, F.B.http://lattes.cnpq.br/7510091283933216CARDOSO JUNIOR, Ghendy.CARDOSO Jr., G.Cardoso, Ghendy.Cardoso, G.http://lattes.cnpq.br/6284386218725402SOUZA, Benemar Alencar de.SOUZA, B. A.Souza, B.A.DE SOUZA, BENEMAR ALENCAR.http://lattes.cnpq.br/4987294390789975BRITO, Nubia Silva Dantas.BRITO, Núbia Silva DantasBrito, Núbia Silva DantasBrito, N.S.D.http://lattes.cnpq.br/9319631147408039REIS, Raphael Leite de Andrade.2019-08-072022-09-13T18:38:57Z2022-09-132022-09-13T18:38:57Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/27141REIS, Raphael Leite de Andrade. Aprimoramento de soluções de localização de curtos-circuitos em linhas de transmissão. 20192. 133 fl. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2019.porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2023-03-31T13:39:44Zoai:localhost:riufcg/27141Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512023-03-31T13:39:44Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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Um novo método para localização de curtos-circuitos no domínio do tempo utilizando dados de apenas um terminal monitorado da linha de transmissão (LT) é proposto nesta tese. O algoritmo faz uso dos coeficientes de tensão e corrente obtidos da transformada de Park para estimar o local do distúrbio. No caso de faltas aterradas, apenas ondas incidentes de corrente são utilizadas, enquanto que, para os demais casos, uma função de correlação é usada para determinar o tempo de atraso entre o primeiro surto refletido do terminal monitorado e o surto subsequente refletido no ponto de ocorrência do distúrbio. Este atraso é utilizado para estimar o local do curto-circuito. A avaliação do método é realizada por meio de simulações digitais. A validação é realizada por meio de comparações com os desempenhos de um relé numérico real que opera com funções no domínio do tempo, bem como de algoritmos de um e dois terminais baseados na teoria de ondas viajantes reportados na literatura. Dos resultados obtidos, constata-se a eficiência do método em se localizar distúrbios em LT com dados de apenas um terminal, mesmo nos casos críticos em que altos valores de resistência e ângulo de incidência igual a 0◦ são considerados, conduzindo a falha de métodos usuais. Além disso, uma significativa economia de recursos será alcançada por não necessitar de canais de comunicação e seus dispositivos associados. Em outra vertente, contribuições nas análises de sensibilidade de cinco modelos digitais de transformadores de potencial capacitivos (TPC) para estudos de proteção são apresentadas, destacando as alterações nas respectivas respostas em frequência, inclusive nas de fase, as quais normalmente não são reportadas na literatura. Adicionalmente, um estudo original de análises estatísticas dos erros obtidos nos processos de localização de faltas é realizado, demonstrando que o conjunto total de erros pode ser aproximado por uma função com distribuição de probabilidade normal. |
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