Transmissão HVDC-ICC e retificação industrial: uma abordagem empregando novas topologias de conversores de 24 e 48–pulsos de alto desempenho para mitigação harmônica
Ano de defesa: | 2021 |
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Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Itajubá
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Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Elétrica
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Departamento: |
IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação
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País: |
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Palavras-chave em Português: | |
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Link de acesso: | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2528 |
Resumo: | A melhoria da qualidade de energia, a confiabilidade e a disponibilidade da energia elé- trica são questões bastante preocupantes na área de sistemas elétricos de potência. Neste contexto, os conversores multi-pulsos constituem dispositivos de interface entre o sistema elétrico CA e o barramento CC, amplamente empregados em ST–HVDC (Sistema de Transmissão HVDC) e em retificação industrial de altíssimas correntes para atender aos requisitos harmônicos tanto no lado CA quanto no lado CC do sistema conversor. Esta tese propõe estruturas conversoras de 24 e 48–pulsos para redução de filtros CA e CC em ST–HVDC convencional e para excelente mitigação harmônica em retificação industrial, respectivamente usando-se transformadores especiais de três enrolamentos com conexão ZZ–Y–D (ZigueZague–Estrela–Delta) ou DE–Y–D (Delta Estendido–Estrela–Delta). Em seguida, no intuito de se comprovar a viabilidade e aplicabilidade de ambos os protótipos propostos, simulações computacionais, sob determinadas condições de operação estabelecidas, são realizadas em Matlab/Simulink para verificar os estudos teóricos feitos com o auxílio do programa MathCad. Por fim, para validar os sistemas conversores propostos, uma implementação de protótipos em escala reduzida é executada e testada de acordo com os recursos laboratoriais disponíveis. Os resultados obtidos em termos de melhoria da qualidade de energia, conforme as análises desenvolvidas, mostraram uma consistência teórica-experimental e confirmaram a viabilidade e aplicabilidade do SC–24P (Sistema Conversor de 24–Pulsos) e SC–48P (Sistema Conversor de 48–Pulsos) propostos. |
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2021-09-142021-10-192021-10-19T14:49:44Z2021-10-19T14:49:44Zhttps://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2528A melhoria da qualidade de energia, a confiabilidade e a disponibilidade da energia elé- trica são questões bastante preocupantes na área de sistemas elétricos de potência. Neste contexto, os conversores multi-pulsos constituem dispositivos de interface entre o sistema elétrico CA e o barramento CC, amplamente empregados em ST–HVDC (Sistema de Transmissão HVDC) e em retificação industrial de altíssimas correntes para atender aos requisitos harmônicos tanto no lado CA quanto no lado CC do sistema conversor. Esta tese propõe estruturas conversoras de 24 e 48–pulsos para redução de filtros CA e CC em ST–HVDC convencional e para excelente mitigação harmônica em retificação industrial, respectivamente usando-se transformadores especiais de três enrolamentos com conexão ZZ–Y–D (ZigueZague–Estrela–Delta) ou DE–Y–D (Delta Estendido–Estrela–Delta). Em seguida, no intuito de se comprovar a viabilidade e aplicabilidade de ambos os protótipos propostos, simulações computacionais, sob determinadas condições de operação estabelecidas, são realizadas em Matlab/Simulink para verificar os estudos teóricos feitos com o auxílio do programa MathCad. Por fim, para validar os sistemas conversores propostos, uma implementação de protótipos em escala reduzida é executada e testada de acordo com os recursos laboratoriais disponíveis. Os resultados obtidos em termos de melhoria da qualidade de energia, conforme as análises desenvolvidas, mostraram uma consistência teórica-experimental e confirmaram a viabilidade e aplicabilidade do SC–24P (Sistema Conversor de 24–Pulsos) e SC–48P (Sistema Conversor de 48–Pulsos) propostos.Power quality improvement, reliability and availability of electrical power are significant concerns in power systems. In this context, multi-pulse converters are interface devices between the AC electrical system and the DC link, widely used in HVDC–TS (HVDC Transmission System) and industrial rectification of very high currents to meet harmonic requirements on both the AC and DC sides of the converter system. This thesis proposes 24 and 48–pulse converter structures for reducing AC and DC filters in conventional HVDC–TS and for excellent harmonic mitigation in industrial rectification, respectively, using special three-winding transformers with ZZ–Y–D (ZigZag–Wye–Delta) or DE–Y–D (Extended delta–Wye–Delta) connection. To prove the feasibility and applicability of both proposed prototypes, computational simulations, under certain established operating conditions, are carried out in Matlab/Simulink to verify the theoretical studies carried out with the help of the MathCad program. Finally, a reduced-scale prototype implementation is performed and tested according to available laboratory resources to validate the proposed converter systems. According to the developed analyses, the results obtained showed a theoretical-experimental consistency in terms of power quality improvement and confirmed the feasibility and applicability of SC–24P (24–Pulse System Converter) and SC–48P (48–Pulse System Converter) proposed.porUniversidade Federal de ItajubáPrograma de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia ElétricaUNIFEIBrasilIESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da InformaçãoCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICAMelhoria da qualidade de energiaSistema de transmissão HVDCConversores multi–pulsosRetificação industrialTransformadores especiais trifásicosTransmissão HVDC-ICC e retificação industrial: uma abordagem empregando novas topologias de conversores de 24 e 48–pulsos de alto desempenho para mitigação harmônicainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisRESEK, Ângelo José Junqueirahttp://lattes.cnpq.br/5548002089097643FULY, Benedito Isaías Limahttp://lattes.cnpq.br/7147889968100804http://lattes.cnpq.br/1882192096482280OGOULOLA, Christel Enock GhislainOGOULOLA, Christel Enock Ghislain. Transmissão HVDC-ICC e retificação industrial: uma abordagem empregando novas topologias de conversores de 24 e 48–pulsos de alto desempenho para mitigação harmônica. 2021. 116 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2021.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)instacron:UNIFEILICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/2528/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALTese_2021047.pdfTese_2021047.pdfapplication/pdf37672401https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/2528/1/Tese_2021047.pdfb4bec708c162064dbe00d71f7e04dfe4MD51123456789/25282021-10-19 11:49:47.889oai:repositorio.unifei.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unifei.edu.br/oai/requestrepositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.bropendoar:70442021-10-19T14:49:47Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false |
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