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metadata.dc.type: Dissertação
Title: Correntes geomagneticamente induzidas: detecção e influência no sistema elétrico de potência
metadata.dc.creator: Lagoas, Fabiana da Cunha
metadata.dc.contributor.advisor1: Santos, Eduardo Machado dos
metadata.dc.description.resumo: Correntes geomagneticamente induzidas (GICs) são correntes espelhadas na superfície terrestre, que ocorrem em função do movimento de partículas ionizadas no campo magnético terrestre. Tais partículas eletricamente carregadas são provenientes da massa coronal expelida em erupções solares, as quais viajam a uma velocidade de, aproximadamente, 450 km/s. Ao entrarem em contato com a magnetosfera, proporcionam distorções no campo magnético, as quais são medidas por meio de três índices geomagneticos: Kp e Ap, que representam o grau de perturbação do campo magnético, e Dst, o qual informa a intensidade da tempestade solar por hora. Quando as GICs penetram no sistema elétrico de potencia (SEP) através dos aterramentos dos equipamentos, problemas podem ocorrer, tais como o aquecimento de componentes da rede, além de desligamentos de linhas de transmissão, decorrentes da atuação indevida de dispositivos de proteção. Destaca-se que, atualmente, as concessionarias brasileiras de energia são severamente multadas pelos órgãos reguladores quando ha a ocorrência de um desligamento não programado que não seja causado por uma falta permanente. Al˜ em disso, ressalta-se que os dispositivos de proteção são desprovidos de funções capazes de detectar as GICs, as quais comprometem também a vida útil de alguns equipamentos. Nesse contexto, um estudo aprofundando deste fenômeno geomagnético e apresentado neste trabalho. Para tal, um histórico de desarmes da Linha de Transmissão (LT) de 138 kV ALE SE – SMA1, localizada entre as cidades de Alegrete e Santa Maria, no estado do Rio Grande do Sul, foi analisado em função dos dados dos índices geomagnéticos para o período de 2010 a 2015. Além disso uma analise do ciclo solar, evidenciou a possibilidade de ocorrência de GICs nesta LT, o que pode justificar muitos dos desligamentos indeterminados. Dessa forma, o presente trabalho apresenta uma técnica para detecção de GICs, a qual pode ser aplicada em reles digitais ou em ferramentas computacionais para determinação das causas de desligamentos indevidos sem justificativa aparente. Tal método consiste em um filtro morfológico para detecção dessas correntes, o qual foi implementado em Matlab e testado a partir do processamento de sinais de corrente, gerados computacionalmente pela simulação de um sistema teste no software EMTP-ATP. Os valores de GICs utilizados para testar o seu desempenho foram obtidos a partir do software OPENDSS, o qual calcula o fluxo de corrente geomagneticamente induzida a partir de dados técnicos da LT, como o comprimento da linha e as respectivas latitudes e longitudes de seus terminais. Os resultados obtidos através das simulações em OPENDSS mostraram a ocorrência de GICs na linha estudada. Por fim, o processamento dos sinais conseguidos através da simulação do sistema, por parte da metodologia para detecção de GICs, comprovaram a excelência da técnica proposta.
Abstract: Geomagnetically induced currents (GICs) are mirrored currents on the Earth’s surface, which occur as a function of the movement of ionized particles in the Earth’s magnetic field. Such electrically charged particles are derived from the coronal mass expelled in solar flares, which travel at a speed of approximately 450 km / s. When they come into contact with the magnetosphere, they provide distortions in the magnetic field, which are measured by means of three geomagnetic indices: Kp and Ap, which represent the degree of perturbation of the magnetic field, and Dst, which informs the intensity of the solar storm per hour. When GICs penetrate the electrical power system (SEP) through the grounding of the equipment, problems can occur, such as the heating of network components, as well as disconnections of transmission lines, due to the improper performance of protection devices. It should be noted that, currently, Brazilian energy concessionaires are severely fined by regulatory agencies when there is an unplanned shutdown that is not caused by a permanent shortage. In addition, it is emphasized that the protection devices are devoid of functions capable of detecting the GICs, which also compromise the useful life of some equipment. In this context, an in-depth study of this geomagnetic phenomenon is presented in this paper. To do so, a history of disarranges of the 138 kV ALE SE - SMA1 transmission line, located between the cities of Alegrete and Santa Maria, in the state of Rio Grande do Sul, was analyzed according to geomagnetic index data for The period from 2010 to 2015. And together with a study of sunspots, the possibility of occurrence of GICs in this LT was evidenced, which may justify many of the indeterminate disconnections. Thus, the present work presents a technique to detect GICs, which can be applied in digital relays or in computational tools to determine the causes of undue disconnections without apparent justification. This method consists of a morphological filter for the detection of these currents, which was implemented in Matlab R and tested from the current signal processing generated by the simulation of a test system in the EMTP-ATP R software. The values of GICs used to test their performance were obtained from OPENDSS R software, which calculates geomagnetically induced current flow from technical data of the LT, such as the length of the line and the respective latitudes and longitudes of its terminals. The results obtained through the simulations in OPENDSS showed the occurrence of GICs in the studied line. The results obtained from the processing of the signals obtained through the simulation of the system proved the excellence of the proposed technique.
Keywords: Correntes geomagneticamente induzidas
Detecção
Proteção
Filtro morfológico
Engenharia elétrica
Electrical engineering
Geomagnetically induced currents
Detection
Protection
Morphological filter
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal do Pampa
metadata.dc.publisher.initials: UNIPAMPA
metadata.dc.publisher.department: Campus Alegrete
metadata.dc.publisher.program: Mestrado Acadêmico em Engenharia Elétrica
Citation: LAGOAS, Fabiana Da Cunha. Correntes geomagneticamente induzidas: detecção e influência no sistema elétrico de potência. 115 p. 2017. Dissertação (Mestrado em Engenharia em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal do Pampa, Campus Alegrete, Alegrete, 2017.
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
URI: http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/2029
Issue Date: 28-Sep-2017
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Elétrica

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