Algoritmo de alto desempenho para proteção numérica de linhas de transmissão imune a oscilações de potência
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Data de Publicação: | 2012 |
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Título da fonte: | Repositório Institucional Manancial UFSM |
Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/3672 |
Resumo: | This Doctoral Thesis proposes a new methodology for transmission line protection tolerant to power swings. The algorithm developed has the ability to detect, classify and locate all fault types with and without power swings, including those that produce high values of fault resistance. In a first step, it is proposed a fault distance estimator based on the leastsquare curve fitting. The fault locator, for protection proposes, was modeled by a series R-L circuit and differential equations. In a second step, the main causes and consequences of power swings in transmission lines distance relays are introduced. Also in this context, techniques to minimize these effects are presented. Besides, computer simulations of power swings, with different fault scenarios, were carried out to realize comparative analyses between the methods. The results show that none of the methods is efficient in all scenarios. Hence, there is still some concern about the performance of the protection methods against power swings. In a third step, it was developed an algorithm for numerical protection in transmission lines immune to power swings. The detection and classification steps are based on Mathematical Morphology. In order to obtain a safer operation of the relay, especially in the boundaries of threshold set, a counting strategy was developed. The main innovation of the work is based on difference of behavior of the exponentially decaying component (dc component) during a fault and during a power swing. The dc component, obtained by means of morphological filter, is used as a tripping criterion. Finally, in order to evaluate the algorithm performance, tests with different fault and power swings scenarios were performed. The results show that the technique has the speed and safety required even during power swings due to the simplicity of the algorithm used in mathematical operations. |
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2017-05-192017-05-192012-05-04MORAIS, Adriano Peres de. High-performance algorithm for numerical protection of transmission lines immune to power swings. 2012. 182 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2012.http://repositorio.ufsm.br/handle/1/3672This Doctoral Thesis proposes a new methodology for transmission line protection tolerant to power swings. The algorithm developed has the ability to detect, classify and locate all fault types with and without power swings, including those that produce high values of fault resistance. In a first step, it is proposed a fault distance estimator based on the leastsquare curve fitting. The fault locator, for protection proposes, was modeled by a series R-L circuit and differential equations. In a second step, the main causes and consequences of power swings in transmission lines distance relays are introduced. Also in this context, techniques to minimize these effects are presented. Besides, computer simulations of power swings, with different fault scenarios, were carried out to realize comparative analyses between the methods. The results show that none of the methods is efficient in all scenarios. Hence, there is still some concern about the performance of the protection methods against power swings. In a third step, it was developed an algorithm for numerical protection in transmission lines immune to power swings. The detection and classification steps are based on Mathematical Morphology. In order to obtain a safer operation of the relay, especially in the boundaries of threshold set, a counting strategy was developed. The main innovation of the work is based on difference of behavior of the exponentially decaying component (dc component) during a fault and during a power swing. The dc component, obtained by means of morphological filter, is used as a tripping criterion. Finally, in order to evaluate the algorithm performance, tests with different fault and power swings scenarios were performed. The results show that the technique has the speed and safety required even during power swings due to the simplicity of the algorithm used in mathematical operations.Neste trabalho propõe-se uma nova metodologia de proteção de linhas de transmissão, tolerante as oscilações de potência. O algoritmo desenvolvido tem a capacidade de detectar, classificar e localizar todos os tipos de faltas, com e sem a presença de oscilações de potência, inclusive aquelas que produzem altos valores de resistência de falta. Em uma primeira etapa com o emprego do método de ajuste de curvas por mínimos quadrados desenvolve-se um estimador para localizar a posição das faltas. Para fins de proteção, este é modelado por meio de um circuito R-L série representado por suas equações diferenciais. Em uma segunda etapa são apresentadas as principais causas das oscilações de potência, bem como suas consequências para os relés de distância de linhas de transmissão. Ainda neste contexto, são apresentadas, analisadas e comparadas algumas técnicas destinadas a minimizar estes efeitos. Essas técnicas foram testadas por meio de simulações computacionais, sob condições de oscilação de potência com e sem a presença de curtos-circuitos, considerando-se diversos valores de carregamento e frequências de oscilação. Os resultados mostraram que nenhum método é totalmente eficiente para todos os cenários. Desse modo, ainda há algumas incertezas sobre o desempenho das técnicas de proteção contra as oscilações de potência existentes. Em uma terceira etapa, foi desenvolvido um algoritmo para proteção numérica de linhas de transmissão imune as oscilações de potência. A metodologia faz uso da Morfologia Matemática nas etapas de detecção e classificação das faltas. De modo a se obter uma maior segurança na operação do relé, especialmente na região próxima ao limiar de operação, incorporou-se uma estratégia de contagem diferente das tradicionais. A principal contribuição do trabalho relaciona-se com a análise da diferença comportamental da componente exponencial decrescente (componente dc) para uma situação de falta e de oscilação de potência. Ou seja, a componente dc, obtida por meio de um filtro morfológico, é utilizada como critério de disparo do relé de distância. Para avaliar o desempenho do algoritmo desenvolvido, uma série de testes com diferentes cenários de faltas com e sem a presença de oscilações de potência foram realizadas. Devido à simplicidade das operações matemáticas utilizadas no algoritmo, a técnica apresenta segurança e velocidade na sua operação, mesmo durante oscilações de potência.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorapplication/pdfporUniversidade Federal de Santa MariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFSMBREngenharia ElétricaProteção de linhas de transmissãoRelé de distância numéricoOscilações de potênciaMorfologia matemáticaComponente exponencial decrescenteTransmission line protectionNumerical distance relayPower swingMathematical morphologyExponentially decaying componentCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAAlgoritmo de alto desempenho para proteção numérica de linhas de transmissão imune a oscilações de potênciaHigh-performance algorithm for numerical protection of transmission lines immune to power swingsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisCardoso Junior, Ghendyhttp://lattes.cnpq.br/6284386218725402Mariotto, Lenoishttp://lattes.cnpq.br/5403381522056798Bernardon, Daniel Pinheirohttp://lattes.cnpq.br/6004612278397270Coury, Denis Viniciushttp://lattes.cnpq.br/4102044100700526Nunes, Marcus Vinicius Alveshttp://lattes.cnpq.br/9533143193581447http://lattes.cnpq.br/2780595038162903Morais, Adriano Peres de300400000007400300300300300300300eed4f55e-1a74-47ce-afc0-4daa8655d8a33471be53-fdb1-4634-805a-fae38a2b68038ad1390b-1784-400e-b224-d0c24f042643c046f0d1-f5cf-43f1-b547-053b3860d81197c8d9a0-2866-4f7c-8077-6b22763db7713b09c0ff-31bc-45e3-b996-018ea3c50554info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional Manancial UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSMORIGINALMORAIS, ADRIANO PERES DE.pdfapplication/pdf4503913http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/3672/1/MORAIS%2c%20ADRIANO%20PERES%20DE.pdf57a52dfa517501c13052bafc0830f0dbMD51TEXTMORAIS, ADRIANO PERES DE.pdf.txtMORAIS, ADRIANO PERES DE.pdf.txtExtracted texttext/plain301820http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/3672/2/MORAIS%2c%20ADRIANO%20PERES%20DE.pdf.txt5eaf901b9518cacb48a895fbf2b3db9cMD52THUMBNAILMORAIS, ADRIANO PERES DE.pdf.jpgMORAIS, ADRIANO PERES DE.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg5357http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/3672/3/MORAIS%2c%20ADRIANO%20PERES%20DE.pdf.jpg2c09367db35a147ac1277d3499361a7dMD531/36722023-06-15 09:16:47.702oai:repositorio.ufsm.br:1/3672Repositório Institucionalhttp://repositorio.ufsm.br/PUBhttp://repositorio.ufsm.br/oai/requestouvidoria@ufsm.bropendoar:39132023-06-15T12:16:47Repositório Institucional Manancial UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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