Uma nova abordagem em modelagem e simulação de sensor de corrente indutivo aplicado a medição "on-line" de descargas parciais

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Nascimento, Douglas Aguiar do, 1991-
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/398
Resumo: Orientador: Yuzo Iano
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spelling Uma nova abordagem em modelagem e simulação de sensor de corrente indutivo aplicado a medição "on-line" de descargas parciaisA new approach in modelling and simulation of inductive current sensor applied to on-line measurement of partial dischargesTransitórios (Eletricidade)Modelagem matemática e simulaçãoCircuitos elétricosElectric transformersTransients (Electricity)Mathematical modelling and simulationElectric circuitsTransformadores de correnteOrientador: Yuzo IanoDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: O presente estudo descreve a modelagem e simulação de um sensor indutivo de corrente, denominado Transformador de Corrente de Alta Frequência (TCAF), para sinais de descargas parciais simulados (PD) sob condições ruidosas, a fim de replicar medições não convencionais. Por meio deste estudo é realizada a investigação da variação de parâmetros construtivos e elétricos e da resposta dos modelos de sensores de corrente indutivo a fim de se avaliar a deterioração ou melhoria a resposta ao sinal ruidoso, i.e. aumento ou diminuição o erro médio quadrático e degradação ou elevação da correlação cruzada entre o sinal de resposta e o sinal aplicado), para melhor compreensão da forma de como aqueles parâmetros afetam a Função de Transferência do sensor. Para tanto esta dissertação abrange: 1. Geração de sinal e Adição de Ruído: investigação teórica de interferência eletromagnética (EMI) na medição de descargas parciais em campo e caracterização como AWGN (Additive White Gaussian Noise), além da criação de vários sinais (PD1 a PD10) com diferentes níveis de Relação Sinal-Ruído (SNR) e simulação de descarga parcial usando a curva de descarga de circuito R-C derivativo; 2. Modelagem de sensor e Análise de Resposta de Modelo de Referência: modelagem da Função de Transferência (TF) baseada na Transformada de Laplace (domínio s), Leis do Eletromagnetismo e através da obtenção de circuito equivalente de parâmetros agrupados e parâmetros construtivos e elétricos do sensor. Além disso, criou-se o Grupo de Controle (referência de análise), composto pelo modelo PAD, e realizou-se a validação deste modelo de acordo com a resposta no domínio do tempo e da frequência e pelo Método do Lugar das Raízes; 3. Avaliação de Desempenho de Modelos Experimentais e Validação de Hipótese: criação de Grupo Experimental, formado pelos modelos N30, RL250, mur2300 e RLNmur, através de variação de parâmetros construtivos e elétricos do modelo PAD e avaliação desempenho de resposta aos sinais aplicados (PD1 a PD10), por meio de correlação cruzada e erro médio quadrático. Como conclusão, constatou-se que é possível realizar um pré-processamento de sinal por hardware, através da variação de parâmetros elétricos ou construtivos, resultando em diminuição de erro e elevação de similaridade entre o sinal de resposta e o sinal puro de descargas parciais aplicado mesmo sob condições de baixa SNRAbstract: The present study describes the modeling and simulation of an inductive current sensor, called High Frequency Current Transformer (HFCT), for simulated partial discharges (PD) under noisy conditions, in order to replicate unconventional partial discharge measurements. By means of this study the investigation of the variation of constructive and electrical parameters and the response of the inductive current sensor models were carried out in order to evaluate the deterioration or improvement of the response to the noisy signal, ie increase or decrease the mean square error and degradation or increased cross-correlation between the response signal and the applied signal) to better understand how those parameters affect the sensor's Transfer Function. Therefore this dissertation includes: 1. Generation and Noise Addition: theoretical investigation of electromagnetic interference (EMI) in the measurement of partial discharges in the field and characterization as AWGN (Additive White Gaussian Noise), besides the creation of several signals (PD1 to PD10) with different levels of Signal-to-Noise Ratio (SNR) and partial discharge simulation using the discharge curve of the RC derivative circuit; 2. Sensor Modeling and Reference Model Response Analysis: transfer function modeling (TF) based on the Laplace Transform (s-domain), Electromagnetism Laws and by obtaining equivalent circuit of grouped parameters and constructive and electrical parameters of the sensor. In addition, the Control Group (analysis reference) was created, composed of the PAD model, and the validation of this model was carried out according to the time and frequency response and by the Roots Place Method; 3. Evaluation of Performance of Experimental Models and Validation of Hypothesis: creation of Experimental Group, formed by the N30, RL250, mur2300 and RLNmur models, through variation of the PAD model's constructive and electrical parameters and evaluation of the response to the applied signals (PD1 to PD10), through cross-correlation and mean squared error. In conclusion, it was possible to perform a hardware signal preprocessing through the variation of electrical or constructional parameters, resulting in a decrease of error and similarity increase between the response signal and the pure partial discharge signal applied even under conditions of low SNRMestradoTelecomunicações e TelemáticaMestre em Engenharia ElétricaCNPQ134114/2018-3[s.n.]Iano, Yuzo, 1950-Camara, Carlos EduardoEstrela, Vania VieiraUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASNascimento, Douglas Aguiar do, 1991-20192019-02-21T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (159 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/398NASCIMENTO, Douglas Aguiar do. Uma nova abordagem em modelagem e simulação de sensor de corrente indutivo aplicado a medição "on-line" de descargas parciais. 2019. 1 recurso online (159 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/398. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1127392Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-11-11T15:49:20Zoai::1127392Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2021-11-11T15:49:20Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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