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Tipo: Dissertação
metadata.dc.title: Influência da resposta dos estimadores de frequência no desempenho da proteção contra sobre-excitação do gerador síncrono
Autor(es): Stalter, Marcel da Cruz
Primeiro Orientador: Santos, Eduardo Machado dos
Resumo: A crescente demanda por energia elétrica, ao longo dos anos, tornou os Sistemas Elétricos de Potência (SEP) mais complexos, uma vez que a rede deve ser capaz de suprir tal demanda. Para isto, faz-se necessária a implantação de novas linhas de transmissão, inserção de novas plantas geradoras, b em como de novas tecnologias, de modo a garantir robustez e confiabilidade ao SEP. Nesse contexto, pode-se destacar a crescente inserção dos relés digitais no SEP, os quais permitem grandes evoluções nos sistemas de proteção, tanto em relação à atuação no sistema, quanto para a coordenação e seletividade dos dispositivos. Relés numéricos ou digitais, realizam diversas funções complexas, além de executar as funções básicas de proteção, através um microprocessador, o qual utiliza algoritmos baseados no processamento dos sinais de tensão e corrente. Contudo, novos e velhos problemas decorrentes das diversas condições operacionais do SEP e suas possíveis adversidades persistem, tornando essencial estudos na área de processamento de sinais aplicado à proteção digital. Assim, os geradores e transformadores estão sujeitos a grandes danos, que o correm durante falhas e operações indevidas do sistema, as quais devem ser rapidamente identificadas e eliminadas. Assim, a função ANSI 24 é utilizada para a proteção de transformadores e geradores contra a sobre-excitação, fenômeno que o corre devido a um sobrefluxo magnético no núcleo de uma máquina. Uma vez que o fluxo magnético é diretamente proporcional à tensão nominal e inversamente proporcional à frequência nominal, o a juste desta função de proteção se dá p elo valor percentual da razão volts/hertz (V/Hz) destes parâmetros. Ressalta-se que a função ANSI 24 é necessária para detectar situações em que as funções de sobretensão e variação de frequência não detectam o defeito. Ainda, vale ressaltar que o a juste do relé 24 se faz com base na curva de dano de cada equipamento, a qual é normalmente fornecida p elo fabricante. Dessa forma, a literatura especializada recomenda a justar a função 24 com uma curva de tempos de atuação 20% menores do que aqueles verificados na curva de dano do equipamento protegido. Tendo em vista que a frequência é um dos parâmetros utilizados p ela função 24, pode-se concluir que a ferramenta computacional utilizada para a estimação da frequência do sistema influencia diretamente a atuação deste relé. Assim, este trabalho tem por objetivo demonstrar o comportamento da função 24 frente à utilização diferentes métodos de estimação de frequência recentemente divulgados na literatura especializada. Para isso, um sistema teste foi implementado no software DIgSilent Power Factory ○R , com o intuito de simular eventos de sobre-excitação, a partir dos quais os sinais de tensão a serem processados pelos estimadores de frequência e pela respectiva lógica do relé 24 foram gerados. Para tal, tanto as lógicas de estimação de frequência, quanto o algoritmo da função 24, foram implementadas no software Matlab○R . Por fim, ressalta-se que os resultados obtidos permitiram concluir que os estimadores de frequência influenciam diretamente o desempenho da função 24, podendo provocar atrasos na atuação, bem como a não operação ou a operação indevida dos relés que incorporem essa função.
Abstract: The growing demand for electricity over the years has made the Power systems (SEP) more complex, since the network must be able to supply such demand. For this, it is necessary to implement new transmission lines, insertion of new generating plants, as well as new technologies, in order to ensure robustness and reliability to the SEP. In this context, the increasing insertion of the relays can be highlighted. In the SEP, which allow for major evolutions in the protection systems, both in relation to the performance in the system and for the coordination and selectivity of the devices. Numerical or digital relays, perform several complex functions, and perform the basic functions of protection, through a microprocessor, which uses algorithms based on the processing of the voltage and current signals. However, new and old problems arising from the various operational conditions of the SEP and their possible adversities persist, making essential studies in the area of signal processing applied to digital protection. I n this context, generators and transformers are subjected to major damage, which occur during failures and improper operations of the system, which must be quickly identified and eliminated. Thus, the ANSI 24 function is used for the protection of transformers and generators against excitement, a phenomenon that occurs due to a magnetic overflow in the core of a machine. Since the magnetic flux is directly proportional to the nominal voltage and inversely proportional to the nominal frequency, the adjustment of this protection function is given by the percentage value of the volts/hertz (V/Hz) ratio of these parameters. It is noteworthy that the function ANSI 24 is necessary to detect situations in which the functions of overvoltage and frequency variation do not detect the defect. Furthermore, it is noteworthy that the adjustment of the relay 24 is based on the damage curve of each equipment, which is normally supplied by the manufacturer. In this way, the specialized literature recommends adjusting the function 24 with a curve of actuation times 20% lower than those verified in the damage curve of the protected equipment. Considering that the frequency is one of the parameters used by function 24, it can be concluded that the computational tool used to estimate the frequency of the system directly influences the performance of this relay. Thus, this work aims to demonstrate the behavior of function 24 in front of the use of different frequency estimation methods recently disclosed in the specialized literature. For this, a test system was implemented in the software DIgSILENT Power Factory ○R , in order to simulate excitement events, from which the voltage signals to be processed by the frequency estivers and the respective logic of the relay 24 were generated. For this purpose, both the frequency estimation logic and the function 24 algorithm were implemented in the MATLAB○R software. Finally, it is noteworthy that the results obtained allowed us to conclude that the frequency estivers directly influence the performance of function 24, which may lead to delays in performance, as well as the non-operation or improper operation of the relays that incorporate this Function.
metadata.dc.subject: Engenharia elétrica
Relés
Sistemas elétricos de potência
Electrical engineering
Relays
Electrical power systems
CNPQ: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
metadata.dc.publisher: Universidade Federal do Pampa
Sigla da Instituição: UNIPAMPA
Campus: Campus Alegrete
Curso: Mestrado Acadêmico em Engenharia Elétrica
metadata.dc.identifier.citation: STALTER, Marcel da Cruz. Influência da resposta dos estimadores de frequência no desempenho da proteção contra sobre-excitação do gerador síncrono. Orientador: Eduardo Machado dos Santos. 2019. 97p. Dissertação (Mestrado em Engenharia em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal do Pampa, Campus Alegrete, Alegrete, 2019.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
metadata.dc.identifier.uri: http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/3967
metadata.dc.date.issued: 16-Apr-2019
???org.dspace.app.webui.jsptag.ItemTag.appears???Mestrado em Engenharia Elétrica

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