Desenvolvimento de algoritmo de controle para limitadores de corrente de curto-circuito de estado sólido.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) |
Texto Completo: | http://app.uff.br/riuff/handle/1/27328 |
Resumo: | Com o desenvolvimento e expansão dos sistemas de potência, a ocorrência de defeitos e intensidade das correntes de curto-circuito vêm aumentando. Uma das consequências desses fatores é a superação das capacidades nominais de equipamentos já instalados na rede elétrica. Os limitadores de corrente de curto-circuito (LCCs) são apresentados como soluções economicamente viáveis para enfrentar tais problemas. Ao passo que suas atuações podem causar problemas de coordenação com sistemas de proteção da rede elétrica, controles inteligentes podem ajudar na redução de custos de produção dos LCCs. Este trabalho propõe o desenvolvimento de um algoritmo de controle que seja capaz de prover flexibilidade ao LCC, possuindo funcionalidades que permitam uma coordenação confiável com dispositivos de proteção existentes na rede elétrica e a redução dos custos de produção do equipamento associados à sua impedância de limitação. Através da modulação da impedância, é possível delimitar um intervalo de uso para diversos sistemas, evitando um projeto individual por sistema onde o LCC seria instalado. O algoritmo de controle foi desenvolvido com base em trabalhos encontrados na literatura sobre o tema e realiza o controle dinâmico da amplitude da corrente durante o curto-circuito com base em valores de referência configurados. O controle foi testado por meio de simulações de transitórios eletromagnéticos com o uso do programa PSCAD/EMTDC. O tempo de detecção do algoritmo, nos casos teste utilizados na análise, foi da ordem de microssegundos. Os resultados obtidos demonstram eficácia do método de controle desenvolvido, uma vez que foi capaz de limitar a corrente para amplitudes próximas às desejadas nas simulações em tempos de detecção dentro do limite estipulado. Entretanto, ainda é preciso avaliar a viabilidade de implementação em hardware e outros possíveis ajustes para testes experimentais devido às situações elétricas que seriam impostas sobre a chave semicondutora do LCC. |
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Desenvolvimento de algoritmo de controle para limitadores de corrente de curto-circuito de estado sólido.Algoritmos de Controle, Eletrônica de Potência, Limitadores de Corrente de Curto-Circuito de Estado Sólido, Métodos NuméricosControl Algorithms, Power Electronics, Solid State Fault Current Limiters, Numerical MethodsCom o desenvolvimento e expansão dos sistemas de potência, a ocorrência de defeitos e intensidade das correntes de curto-circuito vêm aumentando. Uma das consequências desses fatores é a superação das capacidades nominais de equipamentos já instalados na rede elétrica. Os limitadores de corrente de curto-circuito (LCCs) são apresentados como soluções economicamente viáveis para enfrentar tais problemas. Ao passo que suas atuações podem causar problemas de coordenação com sistemas de proteção da rede elétrica, controles inteligentes podem ajudar na redução de custos de produção dos LCCs. Este trabalho propõe o desenvolvimento de um algoritmo de controle que seja capaz de prover flexibilidade ao LCC, possuindo funcionalidades que permitam uma coordenação confiável com dispositivos de proteção existentes na rede elétrica e a redução dos custos de produção do equipamento associados à sua impedância de limitação. Através da modulação da impedância, é possível delimitar um intervalo de uso para diversos sistemas, evitando um projeto individual por sistema onde o LCC seria instalado. O algoritmo de controle foi desenvolvido com base em trabalhos encontrados na literatura sobre o tema e realiza o controle dinâmico da amplitude da corrente durante o curto-circuito com base em valores de referência configurados. O controle foi testado por meio de simulações de transitórios eletromagnéticos com o uso do programa PSCAD/EMTDC. O tempo de detecção do algoritmo, nos casos teste utilizados na análise, foi da ordem de microssegundos. Os resultados obtidos demonstram eficácia do método de controle desenvolvido, uma vez que foi capaz de limitar a corrente para amplitudes próximas às desejadas nas simulações em tempos de detecção dentro do limite estipulado. Entretanto, ainda é preciso avaliar a viabilidade de implementação em hardware e outros possíveis ajustes para testes experimentais devido às situações elétricas que seriam impostas sobre a chave semicondutora do LCC.With the development and expansion of power systems, faults and intensity of shortcircuit currents have increased. One of the consequences of these factors is that the nominal capacities of equipment already installed in the electrical network are overcome. Short circuit current limiters (LCCs) are shown as economically viable solutions to address such problems. While its operation may cause coordination problems with power grid protection systems, smart controls can help reduce LCC production costs. This work proposes the development of a control algorithm that can provide flexibility to the LCC, presenting features that allow reliable coordination with existing protection devices in the electrical network and the reduction of production costs of the equipment associated with its impedance. Through the modulation of its impedance, it is possible to define a range of applications for different systems and thus avoid an individual impedance project per system where the LCC would be installed. The control algorithm was developed based on works found in the literature and performs the dynamic control of current amplitude during short circuits based on reference values. The control was tested through electromagnetic transient simulations using the PSCAD/EMTDC program. The detection time presented by the algorithm in the test cases used in the analysis was of the order of microseconds. The results demonstrate the effectiveness of the control method developed since it could limit the current to amplitudes close to the reference values in the simulations displaying detection times within the stipulated limit. However, it is still necessary to assess the feasibility of a hardware implementation of the proposed control and other possible adjustments for experimental tests due to the electrical stresses that the semiconductor switch of the LCC would be subjected to.73 p.Sotelo, Guilherme GonçalvesScofano, Guilherme SapedeFrança, Bruno WanderleyBitencourt, Alexandre de ArrudaAmaral, Bruno Barbosa do2022-12-20T13:56:12Z2022-12-20T13:56:12Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfDO AMARAL, B. B.; SOTELO, G. G.; SCOFANO, G. S.; FRANÇA, B. 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