Compensador série de tensão em onda quadrada com retificador controlado por seleção de taps do transformador shunt
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/33587 https://orcid.org/0000-0001-5698-9311 |
Resumo: | A qualidade de energia elétrica (QEE) é uma preocupação mundial para consumidores e concessionárias de energia elétrica que visam investigar os fenômenos relacionados e atender às normas e padrões que garantam a conformidade dos sistemas elétricos de potência. Os afundamentos momentâneos de tensão ou voltage sag, de acordo com a comunidade científica norte-americana, ou voltage dips de acordo com a comunidade europeia, se enquadram no grupos dos fenômenos qualidade de energia mais severos implicando em prejuízos para os mais variados segmentos produtivos. Compensadores Série de Tensão (CST) conhecidos nos meios científicos como Series Voltage Compensators (SVC) ou Dinamic Voltage Restorers (DVR) se tornaram soluções eficazes para mitigação dos afundamentos e elevações de tensão, sendo equipamentos baseados em Eletônica de Potência apresentando várias topologias eficientes. A evolução dos CSTs se dá de forma a melhorar o custo-benefício do equipamento, redução de componentes armazenadores de energia, filtros, transformadores de acoplamento com a rede bem como a simplificação do controle e sincronismo. Este trabalho apresenta um estudo de CSTs com topologias igualmente simplificadas que são capazes de manter tensão em cargas suscetíveis. Estima-se que os problemas de qualidade de energia geram perdas produtivas e paralisações no processo de fabricação nas indústrias, por consequência de cargas sensíveis à variação de tensão e problemas oriundos da rede elétrica, tais como afundamentos de tensão. Primeiro, o CST senoidal convencional será citado, e em seguida três topologias simplificadas serão discutidas, com o proposta de um compensador série de tensão em onda quadrada ou do termo em inglês Square Wave Series Voltage Compensators (SW-SVC) capazes de compensar quedas e elevações de tensão com melhor custo-benefício. Serão apresentados simulações e resultados experimentais do SW-SVC simplificado. O projeto inclui uma descrição das partes inerentes dos sistemas, como o transformador de acoplamento, filtro harmônico na saída do conversor estático de potência, topologia do conversor, configuração e seus semicondutores, o retificador de entrada, e sistema de sincronismo com a rede. Em seguida, será discutido o desempenho do compensador atuando durante afundamentos de tensão, melhorando a susceptibilidade de cargas eletrônicas locais a níveis de baixa tensão conhecido como low voltage ride through capability (LVRT). |
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Igor Amariz Pireshttp://lattes.cnpq.br/9412048303683562Danilo Iglesias BrandãoSidelmo Magalhães Silvahttp://lattes.cnpq.br/0221196421264174Marcos Paulo Brito Gomes2020-06-04T22:19:05Z2020-06-04T22:19:05Z2019-05-29http://hdl.handle.net/1843/33587https://orcid.org/0000-0001-5698-9311A qualidade de energia elétrica (QEE) é uma preocupação mundial para consumidores e concessionárias de energia elétrica que visam investigar os fenômenos relacionados e atender às normas e padrões que garantam a conformidade dos sistemas elétricos de potência. Os afundamentos momentâneos de tensão ou voltage sag, de acordo com a comunidade científica norte-americana, ou voltage dips de acordo com a comunidade europeia, se enquadram no grupos dos fenômenos qualidade de energia mais severos implicando em prejuízos para os mais variados segmentos produtivos. Compensadores Série de Tensão (CST) conhecidos nos meios científicos como Series Voltage Compensators (SVC) ou Dinamic Voltage Restorers (DVR) se tornaram soluções eficazes para mitigação dos afundamentos e elevações de tensão, sendo equipamentos baseados em Eletônica de Potência apresentando várias topologias eficientes. A evolução dos CSTs se dá de forma a melhorar o custo-benefício do equipamento, redução de componentes armazenadores de energia, filtros, transformadores de acoplamento com a rede bem como a simplificação do controle e sincronismo. Este trabalho apresenta um estudo de CSTs com topologias igualmente simplificadas que são capazes de manter tensão em cargas suscetíveis. Estima-se que os problemas de qualidade de energia geram perdas produtivas e paralisações no processo de fabricação nas indústrias, por consequência de cargas sensíveis à variação de tensão e problemas oriundos da rede elétrica, tais como afundamentos de tensão. Primeiro, o CST senoidal convencional será citado, e em seguida três topologias simplificadas serão discutidas, com o proposta de um compensador série de tensão em onda quadrada ou do termo em inglês Square Wave Series Voltage Compensators (SW-SVC) capazes de compensar quedas e elevações de tensão com melhor custo-benefício. Serão apresentados simulações e resultados experimentais do SW-SVC simplificado. O projeto inclui uma descrição das partes inerentes dos sistemas, como o transformador de acoplamento, filtro harmônico na saída do conversor estático de potência, topologia do conversor, configuração e seus semicondutores, o retificador de entrada, e sistema de sincronismo com a rede. Em seguida, será discutido o desempenho do compensador atuando durante afundamentos de tensão, melhorando a susceptibilidade de cargas eletrônicas locais a níveis de baixa tensão conhecido como low voltage ride through capability (LVRT).Electric power quality (PQ) is a worldwide concern for consumers and electric utilities that aims to investigate related phenomena and meet standards that ensure the compliance of power systems. Voltage sag, according to the American scientific community, or voltage dips according to the European community, fit into the groups of higher severe power quality phenomena, implying losses for the most varied productive segments. Series Voltage Compensators (SVC) or Dynamic Voltage Restorers (DVRs) have become effective solutions for mitigating voltage sags and voltage swell, based on Power Electronics with several efficient topologies. The evolution of SVCs is in order to improve the cost-benefit of equipment, reduction of energy storage components, filters, coupling transformers with the network as well as the simplification of control and synchronism. This work presents a study of SVCs with equally simplified topologies that are capable to maintaining voltage in susceptible loads. It is estimated that the problems of power quality generate productive losses and stops in the manufacturing process at industries, because of sensitive loads to voltage variation and problems from the power grid, such as voltage sag. First, the conventional sinusoidal SVC will be introduced, and then three simplified topologies will be discussed with the proposal of Square Wave Series Voltage Compensators (SW-SVC), capable to compensating voltage sags and swells with better cost-benefit ratio. Simulations and experimental results of simplified SW-SVC will be presented. The design includes a description of the inherent systems parts, such as the coupling transformer, harmonic filter at the output of the static power converter, topology, configuration and its semiconductors, input rectifier, and grid synchronization system. Next, will be discussed the compensator performance acting during voltage sag, improving the susceptibility of local electronic loads at low voltage level known as low voltage ride through capability (LVRT).CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFMGBrasilENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICAhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/pt/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia elétricaAfundamento de tensãoEnergia elétrica - QualidadeQualidade de energia elétrica (QEE)Afundamento momentâneo de tensão (AMT)Compensador série de tensão (CST)Compensador série de tensão em onda quadradaCompensador série de tensão em onda quadrada com retificador controlado por seleção de taps do transformador shuntSquare wave series voltage compensator with controlled rectifier by tap selection of shunt transformerinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALMarcos_Paulo_Brito_Gomes_DISSERTACAO.pdfMarcos_Paulo_Brito_Gomes_DISSERTACAO.pdfTexto da dissertação Marcos Paulo Brito Gomesapplication/pdf10356760https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/33587/5/Marcos_Paulo_Brito_Gomes_DISSERTACAO.pdf37d2fd91106481bf4f0d58e6fb5860b9MD55CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8805https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/33587/6/license_rdf00e5e6a57d5512d202d12cb48704dfd6MD56LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82119https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/33587/7/license.txt34badce4be7e31e3adb4575ae96af679MD571843/335872020-06-04 19:19:05.072oai:repositorio.ufmg.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2020-06-04T22:19:05Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
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