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metadata.dc.type: Trabalho de Conclusão de Curso
Title: Análise de estimadores de frequência sob condições transitórias
Authors: Stalter, Marcel da Cruz
metadata.dc.creator: Stalter, Marcel da Cruz
metadata.dc.contributor.advisor1: Santos, Eduardo Machado dos
metadata.dc.description.resumo: Com o avanço tecnológico e a inserção dos relés digitais nos sistemas elétricos de potência, ocorreram grandes evoluções nos sistemas de proteção. Através de um microprocessador, os relés digitais utilizam algoritmos baseados no processamento dos sinais de tensão e corrente, os quais vêm se tornando cada vez mais complexos e realizando diversas funções, além das funções básicas de proteção. Nesse contexto, cada vez mais as concessionárias de energia elétrica buscam obter o melhor desempenho na operação das redes, o que depende também dos sistemas de proteção. Sendo assim, faz-se necessário realizar estudos sobre o comportamento dos dispositivos de proteção frente as mais diversas condições as quais o sistema elétrico de potência está sujeito. Isso inclui analisar a confiabilidade, a velocidade de resposta, a robustez e a segurança oferecida por tais elementos de proteção aos SEPs. Dessa forma, uma característica importante e uma das grandezas monitoradas em um sistema de potência é a frequência elétrica do sinal de tensão fornecido. Tal grandeza deve ser constante, pois ela influencia diretamente no funcionamento dos equipamentos do sistema e na qualidade dos processos industriais. Realizada de forma ágil e precisa, a estimação do valor da frequência auxilia na proteção, controle e monitoramento da qualidade da energia elétrica, de maneira a assegurar a plenitude do sistema. Para a realização da estimação de frequência, diversas metodologias já foram propostas, uma vez que, a maioria delas não apresenta um bom desempenho quando o sinal apresenta distorções harmônicas ou ruídos. Sendo assim, este trabalho apresenta uma avaliação de algumas das metodologias já propostas para este fim. Tais técnicas são comparadas através de índices como o tempo de convergência, a sobre-elevação e erro transitório da estimação da resposta, de maneira a verificar qual apresenta o melhor desempenho. Para tal, foram realizados testes que utilizam sinais com variação de frequência em degrau, em rampa, variação exponencial e amortecida, além de sinais incluindo variação de amplitude, oscilação de potência e distorção harmônica e sub-harmônica. Os resultados da comparação são demonstrados em forma de gráficos e tabelas, de modo a permitir distinguir as vantagens e desvantagens de cada metodologia frente às diferentes variações, para determinar as melhores opções a serem utilizadas na proteção de sistemas elétricos de potência.
Abstract: With the advances and the integration of digital relays in electrical power systems, major developments occurred in the protection systems. Through a microprocessor, digital relays use algorithms based on the processing of voltage and current signals, which are becoming more complex and are performing various functions beyond the basic protection ones. In this context, more and more the electric companies are looking for the best performance in the operation of the networks, which also depends on the protection systems. Therefore, it is necessary to conduct studies on the behavior of protection devices for the different conditions which the electric power system is subject. This includes to analyze the reliability, the speed of response, the robustness and the security offered by such protective elements to the Electric Power Systems. Thus, an important characteristic and one of the monitored quantities in a power system is the electrical frequency of the provided voltage signal. Such parameter should be constant since it directly influences in the functioning of the system equipment and in the quality of industrial processes. Conducted in an agile and accurate way, the frequency estimation assists in the protection, control and monitoring of the power quality in order to ensure the fullness of the system. To perform the frequency estimation, various methodologies have been proposed, since the most of them do not have good performance when the signal presents harmonic distortion or noise. Therefore, this work presents an evaluation of some of the methods already proposed for this purpose. Such techniques are compared using indices such as the convergence time, the overshoot and the estimation transient error of the response in order to verify which technique has the best performance. For this comparison, tests were carried out using signals with sudden frequency variation and frequency varying in ramp, in exponential and in damped variation. Besides, tests including signal amplitude variation, power swings and sub-harmonic and harmonic distortion were carried out too. The comparison results are shown in graphs and tables, in order to distinguish between the advantages and disadvantages of each method against the different variations, in order to determine the best options to be used in the protection of electric power systems.
Keywords: Electrical engineering
Electrical power systems
Relays
Electricity - quality
Publisher: Universidade Federal do Pampa
metadata.dc.rights: Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: http://hdl.handle.net/riu/1050
Issue Date: 18-Aug-2014
Appears in Collections:Engenharia Elétrica

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