Desenvolvimento de um gerador de afundamentos de tensão (GAT) para testes de inversores trifásicos conectados à rede elétrica

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Elage, Lucas Soté de
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/24852
Resumo: Devido ao aumento da participação de energias renováveis na rede elétrica de energia, códigos de rede atuais requisitam que estes geradores tenham suportabilidade a variações de tensões de curta duração (VTCD) na rede. Para avaliar a performance de um gerador durante condições de falta na rede, um gerador de afundamentos de tensão (GAT) é necessário para simular estas condições. Este estudo apresenta primeiramente uma revisão das normas que tratam de suportabilidade a VTCD. Então, são analisados três diferentes tipos de topologias para GAT, assim como uma comparação entre diferentes dispositivos de chaveamentos disponíveis. É descrito o desenvolvimento de um GAT baseado em impedâncias, utilizando chaves contatoras como dispositivo de chaveamento. Nesta descrição são tratados o dimensionamento das impedâncias utilizadas, e projeto dos indutores construídos. Um microcontrolador STM32F746-Discovery é utilizado para realizar o controle de acionamento das chaves contatoras, que através de seu display LCD, fornece uma interface gráfica para o usuário realizar os ensaios desejados. O microcontrolador, a lógica de controle e o software utilizado para construir a interface gráfica são demonstrados. Também é descrito a montagem de um inversor trifásico, detalhando seus componentes e características, com o qual objetiva-se submetê-lo a testes em trabalhos futuros, utilizando o GAT desenvolvido neste trabalho. Verifica-se através do software PSIM o comportamento teórico das tensões e correntes do GAT, e então compara-se com os resultados experimentais obtidos em laboratório, a vazio e com carga resistiva. O equipamento apresentou resultados experimentais compatíveis com os obtidos através de simulação, validando assim a execução do projeto.
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Então, são analisados três diferentes tipos de topologias para GAT, assim como uma comparação entre diferentes dispositivos de chaveamentos disponíveis. É descrito o desenvolvimento de um GAT baseado em impedâncias, utilizando chaves contatoras como dispositivo de chaveamento. Nesta descrição são tratados o dimensionamento das impedâncias utilizadas, e projeto dos indutores construídos. Um microcontrolador STM32F746-Discovery é utilizado para realizar o controle de acionamento das chaves contatoras, que através de seu display LCD, fornece uma interface gráfica para o usuário realizar os ensaios desejados. O microcontrolador, a lógica de controle e o software utilizado para construir a interface gráfica são demonstrados. Também é descrito a montagem de um inversor trifásico, detalhando seus componentes e características, com o qual objetiva-se submetê-lo a testes em trabalhos futuros, utilizando o GAT desenvolvido neste trabalho. Verifica-se através do software PSIM o comportamento teórico das tensões e correntes do GAT, e então compara-se com os resultados experimentais obtidos em laboratório, a vazio e com carga resistiva. O equipamento apresentou resultados experimentais compatíveis com os obtidos através de simulação, validando assim a execução do projeto.As the penetration of renewable energy into the grid has been increasing, modern network codes require the generators to possess low voltage ride-through (LVRT) capability. To evaluate the performance of a generator during grid faults, a voltage sag generator (VSG) is required to simulate grid fault conditions. This study presents a review of standards that addresses LVRT capability. Also, three VSG topologies are analyzed and a comparison is made between different types of switching devices. The development of a VSG based on impedance switching is shown, using contactor relays as switching devices. The project of the impedances and inductors used in it are described. A STM32F746-Discovery microcontroller is used to perform the control of the contactor switches, and through its LCD display it provides a graphical interface for the user to perform the desired tests. The microcontroller, the control logic and the software used to build the graphical interface are presented. A triphasic inverter setup is shown and its components and characteristics are detailed, aiming to perform tests in future works using the VSG proposed in this study. The theoretical behavior of the voltages and currents of the VSG is verified through the software PSIM, and then it is compared with the experimental results obtained in the laboratory, without load and with resistive load. To validate the VSG developed, a comparison was made between simulation and experiment, showing that the results obtained with the equipment are consistent.porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáPato BrancoEngenharia ElétricaUTFPRBrasilDepartamento Acadêmico de ElétricaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAEnergia elétrica - DistribuiçãoTransformadores elétricosInversores elétricosElectric power distributionElectric transformersElectric invertersDesenvolvimento de um gerador de afundamentos de tensão (GAT) para testes de inversores trifásicos conectados à rede elétricaDevelopment of a voltage sag generator (VSG) for testing of triphasic inverters conneted to the electric gridinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisPato BrancoCosta, Jean Patric daZamodzki, RafaelCosta, Jean Patric daZamodzki, RafaelTorrico, César Rafael ClaureLopes, Juliano de PelegriniElage, Lucas Soté deinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALPB_COELT_2019_1_15.pdfPB_COELT_2019_1_15.pdfapplication/pdf15138186http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/24852/1/PB_COELT_2019_1_15.pdfbce7cb56ba709dab57c3fff140f5ba10MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/24852/2/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD52TEXTPB_COELT_2019_1_15.pdf.txtPB_COELT_2019_1_15.pdf.txtExtracted texttext/plain119946http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/24852/3/PB_COELT_2019_1_15.pdf.txt8f06ddcc56d0ad2a3ba8a713b58a2ab8MD53THUMBNAILPB_COELT_2019_1_15.pdf.jpgPB_COELT_2019_1_15.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1372http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/24852/4/PB_COELT_2019_1_15.pdf.jpg7dd32d894e57508c9be65cd844e7e100MD541/248522021-04-27 03:12:28.223oai:repositorio.utfpr.edu.br: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ório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2021-04-27T06:12:28Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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