Detecção de faltas de alta impedância em sistemas de distribuição primários de energia elétrica.
| Ano de defesa: | 2017 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Campina Grande
Brasil Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA UFCG |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/19984 |
Resumo: | De uma forma geral todos sistemas elétricos estão susceptíveis a faltas. Todavia, existem faltas que não são detectadas pelo sistema de proteção, como por exemplo, a causada por galhos de árvores que tocam a rede elétrica ou ainda um rompimento de cabo sob uma superfície isolante tal como asfalto. Estas faltas são conhecidas como faltas de alta impedância (FAI). As FAI se apresentam como um desafio e normalmente não são detectadas pela proteção do sistema. Neste trabalho, foi realizado um estudo detalhado de técnicas de detecção de FAI apresentadas na literatura, identificando-se as condições em que cada uma apresenta melhor comportamento em termos de detecção, bem como as eventuais deficiências de cada uma das técnicas estudadas. As técnicas existentes podem ser classificadas em Passivas e Ativas. Das técnicas passivas foram escolhidas cinco para que fosse realizado um estudo comparativo de forma equilibrada partindo-se de um mesmo cenário e avaliando todas as técnicas sob as mesmas condições de análise. Uma técnica ativa também foi estudada, sob a ótica principalmente de desempenho. Baseado em todos estes estudos, foi proposta uma alteração da técnica ativa, esta modificação resultou em um melhor desempenho comparado a original. Para completar este estudo, este trabalho apresenta uma metodologia para a combinação das técnicas passivas de detecção de FAI. A técnica baseada na observação dos Harmônicos de baixa ordem de sequência negativa, foi combinada transformada wavelets. Por fim, foi utilizada uma rede neural artificial para que produzisse um diagnóstico, uma vez que é necessária a combinação de dois resultados para permitir a detecção precisa da condição de falta. Esta metodologia permitiu a distinção dos eventos do sistema e a correta detecção das faltas em todos os casos. |
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Detecção de faltas de alta impedância em sistemas de distribuição primários de energia elétrica.Detection of high impedance faults in primary power distribution systems.Faltas em sistemas de distribuição elétricosFaltas de alta impedância - detecçãoSistemas de distribuição primáriosProcessamento de energiaModelagem do sistema de distribuição de energiaMétodos de detecção de faltasDetecção de falta de alta impedância por assinaturaHarmônicos de baixa ordemTransformada de WaveletsRedes neurais artificiaisFaults in electrical distribution systemsHigh impedance faults - detectionPrimary distribution systemsEnergy processingModeling the power distribution systemFault Detection MethodsSignature High Impedance Miss DetectionLow order harmonicsWavelets TransformArtificial neural networksEngenharia Elétrica.De uma forma geral todos sistemas elétricos estão susceptíveis a faltas. Todavia, existem faltas que não são detectadas pelo sistema de proteção, como por exemplo, a causada por galhos de árvores que tocam a rede elétrica ou ainda um rompimento de cabo sob uma superfície isolante tal como asfalto. Estas faltas são conhecidas como faltas de alta impedância (FAI). As FAI se apresentam como um desafio e normalmente não são detectadas pela proteção do sistema. Neste trabalho, foi realizado um estudo detalhado de técnicas de detecção de FAI apresentadas na literatura, identificando-se as condições em que cada uma apresenta melhor comportamento em termos de detecção, bem como as eventuais deficiências de cada uma das técnicas estudadas. As técnicas existentes podem ser classificadas em Passivas e Ativas. Das técnicas passivas foram escolhidas cinco para que fosse realizado um estudo comparativo de forma equilibrada partindo-se de um mesmo cenário e avaliando todas as técnicas sob as mesmas condições de análise. Uma técnica ativa também foi estudada, sob a ótica principalmente de desempenho. Baseado em todos estes estudos, foi proposta uma alteração da técnica ativa, esta modificação resultou em um melhor desempenho comparado a original. Para completar este estudo, este trabalho apresenta uma metodologia para a combinação das técnicas passivas de detecção de FAI. A técnica baseada na observação dos Harmônicos de baixa ordem de sequência negativa, foi combinada transformada wavelets. Por fim, foi utilizada uma rede neural artificial para que produzisse um diagnóstico, uma vez que é necessária a combinação de dois resultados para permitir a detecção precisa da condição de falta. Esta metodologia permitiu a distinção dos eventos do sistema e a correta detecção das faltas em todos os casos.In general, all electrical systems are susceptible to failure. However, there are faults that are not detected by the protection system, such as those caused by tree branches that hit the power grid or a cable break under an insulating surface such as asphalt. These faults are known as high impedance faults (HIF). HIF present themselves as a challenge and cannot be detected by traditional methods. In this work, a detailed study of detection techniques for high impedance faults presented in technical literature was carried out, identifying the conditions in which each improves detection behavior as well as possible deficiencies in each technique studied. The techniques existing in the literature can be classified as either passive or active. From the passive techniques present in the literature, five were chosen so that a comparative study could be carried out in a balanced way, starting with the same scenario and evaluating all the techniques under the same conditions. An active technique has also been studied from the standpoint of performance in terms of detectability and type of fault. Based on all these studies a change was proposed in the active technique. These modifications resulted in improved performance compared to the original. In order to complete this study, this work presents the possibility of combining the passive techniques for detecting HIF. The technique based on the observation of low order harmonics of negative sequence was combined with the technique based on wavelets. An artificial neural network was used to produce a final result, since it is necessary to combine two results to allow precise diagnosis of the fault condition. This combination allowed the detectors to distinguish the events in the system and correct detection of the faults in all cases.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICAUFCGLIMA, Antonio Marcus Nogueira.LIMA, A. M. N.http://lattes.cnpq.br/2237395961717699OLIVEIRA, Alexandre Cunha.OLIVEIRA, A. C.http://lattes.cnpq.br/6699829609793478CANHA, Luciane Neves.SOUZA, Benemar Alencar de.JACOBINA, Cursino Brandão.COSTA, Flávio Bezerra.CAMPOS, Maurício de.2017-12-072021-07-12T16:54:18Z2021-07-122021-07-12T16:54:18Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/19984CAMPOS, Maurício de. Detecção de faltas de alta impedância em sistemas de distribuição primários de energia elétrica. 2017. 151f. (Tese de Doutorado) Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2017. 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De uma forma geral todos sistemas elétricos estão susceptíveis a faltas. Todavia, existem faltas que não são detectadas pelo sistema de proteção, como por exemplo, a causada por galhos de árvores que tocam a rede elétrica ou ainda um rompimento de cabo sob uma superfície isolante tal como asfalto. Estas faltas são conhecidas como faltas de alta impedância (FAI). As FAI se apresentam como um desafio e normalmente não são detectadas pela proteção do sistema. Neste trabalho, foi realizado um estudo detalhado de técnicas de detecção de FAI apresentadas na literatura, identificando-se as condições em que cada uma apresenta melhor comportamento em termos de detecção, bem como as eventuais deficiências de cada uma das técnicas estudadas. As técnicas existentes podem ser classificadas em Passivas e Ativas. Das técnicas passivas foram escolhidas cinco para que fosse realizado um estudo comparativo de forma equilibrada partindo-se de um mesmo cenário e avaliando todas as técnicas sob as mesmas condições de análise. Uma técnica ativa também foi estudada, sob a ótica principalmente de desempenho. Baseado em todos estes estudos, foi proposta uma alteração da técnica ativa, esta modificação resultou em um melhor desempenho comparado a original. Para completar este estudo, este trabalho apresenta uma metodologia para a combinação das técnicas passivas de detecção de FAI. A técnica baseada na observação dos Harmônicos de baixa ordem de sequência negativa, foi combinada transformada wavelets. Por fim, foi utilizada uma rede neural artificial para que produzisse um diagnóstico, uma vez que é necessária a combinação de dois resultados para permitir a detecção precisa da condição de falta. Esta metodologia permitiu a distinção dos eventos do sistema e a correta detecção das faltas em todos os casos. |
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