Caracterização e modelagem de oscilações de potência para testes em relés de distância
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/34979 |
Resumo: | As perturbações sistêmicas que afetam o balanço carga-geração podem ocasionar a aceleração ou o atraso do ângulo do rotor dos geradores síncronos em relação à frequência síncrona, dando origem às oscilações de potência. O impacto deste fenômeno nos terminais das linhas de transmissão consiste essencialmente em flutuações dos valores de tensão e corrente, podendo ocasionar atuação indevida da função de distância (ANSI 21) em relés de proteção. De forma a impedir esta situação, a detecção do fenômeno e a tomada de decisão são feitas por meio de funções específicas destinadas ao bloqueio (ANSI 68) e disparo (ANSI 78) por oscilação de potência. Com o objetivo de se analisar a ocorrência do fenômeno e possibilitar a execução de testes de algoritmos das funções 68-78, foram realizados neste trabalho a caraterização das principais grandezas que são afetadas durante oscilações de potência e o equacionamento analítico e numérico de dois modelos de teste destinados à geração de sinais de tensão e corrente. A caracterização compreendeu implementação no MATLAB® e validação no Alternative Transients Program (ATP) das grandezas instantâneas e fasoriais corrente, tensão, potência ativa, potência reativa, impedância e velocidade da impedância, durante oscilações. A geração de sinais de oscilação de potência em softwares não-comerciais é geralmente limitada, pois a parametrização de tempos, velocidades de impedância e trajetórias podem não estar disponíveis. Os dois modelos (sistemas teste) equacionados neste trabalho possibilitam simulação de oscilações de potência estáveis, instáveis e em especial com trajetórias editáveis, de forma parametrizável pelo usuário. A leitura dos sinais gerados e a posterior tomada de decisão (bloqueio, desbloqueio ou trip) é realizada pelas funções de proteção 68-78, implementadas por meio dos algoritmos “Método das Características Concêntricas” e “Método da Variação da Tensão do Centro Elétrico”, os quais são comparados. Os resultados obtidos demonstraram-se satisfatórios, nos diversos casos simulados, dado que os sinais instantâneos gerados conseguiram realizar a trajetória de impedância parametrizada e o fenômeno pôde ser corretamente identificado por ambos algoritmos. |
id |
UFMG_ffd8c29c072d280130f8bf67cb72f23b |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufmg.br:1843/34979 |
network_acronym_str |
UFMG |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFMG |
repository_id_str |
|
spelling |
Clever Sebastião Pereira Filhohttp://lattes.cnpq.br/8189440518085762Alberto Resende De ContiFrancisco Ricardo Abrantes Couy BarachoAdriano Peres de Moraishttp://lattes.cnpq.br/8700807891225586Johnny Souza Andrade2021-02-10T19:42:34Z2021-02-10T19:42:34Z2020-12-15http://hdl.handle.net/1843/34979As perturbações sistêmicas que afetam o balanço carga-geração podem ocasionar a aceleração ou o atraso do ângulo do rotor dos geradores síncronos em relação à frequência síncrona, dando origem às oscilações de potência. O impacto deste fenômeno nos terminais das linhas de transmissão consiste essencialmente em flutuações dos valores de tensão e corrente, podendo ocasionar atuação indevida da função de distância (ANSI 21) em relés de proteção. De forma a impedir esta situação, a detecção do fenômeno e a tomada de decisão são feitas por meio de funções específicas destinadas ao bloqueio (ANSI 68) e disparo (ANSI 78) por oscilação de potência. Com o objetivo de se analisar a ocorrência do fenômeno e possibilitar a execução de testes de algoritmos das funções 68-78, foram realizados neste trabalho a caraterização das principais grandezas que são afetadas durante oscilações de potência e o equacionamento analítico e numérico de dois modelos de teste destinados à geração de sinais de tensão e corrente. A caracterização compreendeu implementação no MATLAB® e validação no Alternative Transients Program (ATP) das grandezas instantâneas e fasoriais corrente, tensão, potência ativa, potência reativa, impedância e velocidade da impedância, durante oscilações. A geração de sinais de oscilação de potência em softwares não-comerciais é geralmente limitada, pois a parametrização de tempos, velocidades de impedância e trajetórias podem não estar disponíveis. Os dois modelos (sistemas teste) equacionados neste trabalho possibilitam simulação de oscilações de potência estáveis, instáveis e em especial com trajetórias editáveis, de forma parametrizável pelo usuário. A leitura dos sinais gerados e a posterior tomada de decisão (bloqueio, desbloqueio ou trip) é realizada pelas funções de proteção 68-78, implementadas por meio dos algoritmos “Método das Características Concêntricas” e “Método da Variação da Tensão do Centro Elétrico”, os quais são comparados. Os resultados obtidos demonstraram-se satisfatórios, nos diversos casos simulados, dado que os sinais instantâneos gerados conseguiram realizar a trajetória de impedância parametrizada e o fenômeno pôde ser corretamente identificado por ambos algoritmos.Systemic disturbances that affect the load-generation balance may cause rotor angle acceleration or delay of the synchronous generators in relation to the synchronous frequency, giving rise to power swings. The impact of this phenomenon on the transmission line terminals consists essentially of fluctuations in voltage and current values, which may cause improper actuation of the distance function (ANSI 21) in protective relays. In order to prevent this situation, the phenomenon detection and decision-making is done through specific functions designed for power swing blocking (ANSI 68) and out-of-step tripping (ANSI 78). In order to analyze the occurrence of the phenomenon and enable the execution of tests of algorithms of functions 68-78, we performed the characterization of the main quantities that are affected during power swings, and the analytical and numerical equation of two models designed for voltage and current signals generation. The characterization included implementation in MATLAB® and validation in the Alternative Transients Program (ATP) of instantaneous and phasor quantities current, voltage, active power, reactive power, impedance and impedance velocity during oscillations. Power swing signals generation in non-commercial software is generally limited as time, impedance velocity, and trajectory parameters may not be available. The two models (test systems) equated in this work allow simulation of stable, unstable and in special, editable trajectory power swings, which can be parameterized by the user. The reading of the generated signals and the subsequent decision making (blocking, unblocking or tripping) is performed by the protection functions 68-78, implemented through the algorithms “Concentric Characteristics Method” and “Swing Center Voltage Method”, which are compared. The results were satisfactory in the simulated cases, since the instantaneous signals generated were able to perform the parameterized impedance path and both algorithms could correctly identify the phenomenon.porUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFMGBrasilENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICAEngenharia elétricaImpedância (Eletricidade)Relés elétricosBloqueio por oscilação de potênciaModelo de oscilação de potênciaPerda de sincronismoTaxa de variação da impedânciaTrajetória da impedânciaCaracterização e modelagem de oscilações de potência para testes em relés de distânciainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALCaracterizacao_e_Modelagem_de_Oscilacoes_De_Potencia_Para_Testes_Em_Reles_De_Distancia.pdfCaracterizacao_e_Modelagem_de_Oscilacoes_De_Potencia_Para_Testes_Em_Reles_De_Distancia.pdfDissertaçãoapplication/pdf12341338https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/34979/1/Caracterizacao_e_Modelagem_de_Oscilacoes_De_Potencia_Para_Testes_Em_Reles_De_Distancia.pdf61ca352c547a59e16d1a5f92e35d50c3MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82119https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/34979/2/license.txt34badce4be7e31e3adb4575ae96af679MD521843/349792021-02-10 16:42:34.832oai:repositorio.ufmg.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2021-02-10T19:42:34Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
dc.title.pt_BR.fl_str_mv |
Caracterização e modelagem de oscilações de potência para testes em relés de distância |
title |
Caracterização e modelagem de oscilações de potência para testes em relés de distância |
spellingShingle |
Caracterização e modelagem de oscilações de potência para testes em relés de distância Johnny Souza Andrade Bloqueio por oscilação de potência Modelo de oscilação de potência Perda de sincronismo Taxa de variação da impedância Trajetória da impedância Engenharia elétrica Impedância (Eletricidade) Relés elétricos |
title_short |
Caracterização e modelagem de oscilações de potência para testes em relés de distância |
title_full |
Caracterização e modelagem de oscilações de potência para testes em relés de distância |
title_fullStr |
Caracterização e modelagem de oscilações de potência para testes em relés de distância |
title_full_unstemmed |
Caracterização e modelagem de oscilações de potência para testes em relés de distância |
title_sort |
Caracterização e modelagem de oscilações de potência para testes em relés de distância |
author |
Johnny Souza Andrade |
author_facet |
Johnny Souza Andrade |
author_role |
author |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Clever Sebastião Pereira Filho |
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/8189440518085762 |
dc.contributor.referee1.fl_str_mv |
Alberto Resende De Conti |
dc.contributor.referee2.fl_str_mv |
Francisco Ricardo Abrantes Couy Baracho |
dc.contributor.referee3.fl_str_mv |
Adriano Peres de Morais |
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/8700807891225586 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Johnny Souza Andrade |
contributor_str_mv |
Clever Sebastião Pereira Filho Alberto Resende De Conti Francisco Ricardo Abrantes Couy Baracho Adriano Peres de Morais |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Bloqueio por oscilação de potência Modelo de oscilação de potência Perda de sincronismo Taxa de variação da impedância Trajetória da impedância |
topic |
Bloqueio por oscilação de potência Modelo de oscilação de potência Perda de sincronismo Taxa de variação da impedância Trajetória da impedância Engenharia elétrica Impedância (Eletricidade) Relés elétricos |
dc.subject.other.pt_BR.fl_str_mv |
Engenharia elétrica Impedância (Eletricidade) Relés elétricos |
description |
As perturbações sistêmicas que afetam o balanço carga-geração podem ocasionar a aceleração ou o atraso do ângulo do rotor dos geradores síncronos em relação à frequência síncrona, dando origem às oscilações de potência. O impacto deste fenômeno nos terminais das linhas de transmissão consiste essencialmente em flutuações dos valores de tensão e corrente, podendo ocasionar atuação indevida da função de distância (ANSI 21) em relés de proteção. De forma a impedir esta situação, a detecção do fenômeno e a tomada de decisão são feitas por meio de funções específicas destinadas ao bloqueio (ANSI 68) e disparo (ANSI 78) por oscilação de potência. Com o objetivo de se analisar a ocorrência do fenômeno e possibilitar a execução de testes de algoritmos das funções 68-78, foram realizados neste trabalho a caraterização das principais grandezas que são afetadas durante oscilações de potência e o equacionamento analítico e numérico de dois modelos de teste destinados à geração de sinais de tensão e corrente. A caracterização compreendeu implementação no MATLAB® e validação no Alternative Transients Program (ATP) das grandezas instantâneas e fasoriais corrente, tensão, potência ativa, potência reativa, impedância e velocidade da impedância, durante oscilações. A geração de sinais de oscilação de potência em softwares não-comerciais é geralmente limitada, pois a parametrização de tempos, velocidades de impedância e trajetórias podem não estar disponíveis. Os dois modelos (sistemas teste) equacionados neste trabalho possibilitam simulação de oscilações de potência estáveis, instáveis e em especial com trajetórias editáveis, de forma parametrizável pelo usuário. A leitura dos sinais gerados e a posterior tomada de decisão (bloqueio, desbloqueio ou trip) é realizada pelas funções de proteção 68-78, implementadas por meio dos algoritmos “Método das Características Concêntricas” e “Método da Variação da Tensão do Centro Elétrico”, os quais são comparados. Os resultados obtidos demonstraram-se satisfatórios, nos diversos casos simulados, dado que os sinais instantâneos gerados conseguiram realizar a trajetória de impedância parametrizada e o fenômeno pôde ser corretamente identificado por ambos algoritmos. |
publishDate |
2020 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2020-12-15 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2021-02-10T19:42:34Z |
dc.date.available.fl_str_mv |
2021-02-10T19:42:34Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://hdl.handle.net/1843/34979 |
url |
http://hdl.handle.net/1843/34979 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Minas Gerais |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UFMG |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
Brasil |
dc.publisher.department.fl_str_mv |
ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Minas Gerais |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFMG instname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) instacron:UFMG |
instname_str |
Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) |
instacron_str |
UFMG |
institution |
UFMG |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFMG |
collection |
Repositório Institucional da UFMG |
bitstream.url.fl_str_mv |
https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/34979/1/Caracterizacao_e_Modelagem_de_Oscilacoes_De_Potencia_Para_Testes_Em_Reles_De_Distancia.pdf https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/34979/2/license.txt |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
61ca352c547a59e16d1a5f92e35d50c3 34badce4be7e31e3adb4575ae96af679 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) |
repository.mail.fl_str_mv |
|
_version_ |
1803589163952373760 |