Desenvolvimento de técnica de detecção otimizada de sinais do arco elétrico para monitoramento de disjuntores de alta tensão.
| Ano de defesa: | 2018 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| 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/27085 |
Resumo: | Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de uma técnica de detecção dos sinais do arco elétrico para o monitoramento de disjuntores de alta tensão, com redução efetiva das taxas de amostragem dos sinais em alta frequência. Com esta finalidade, a técnica de detecção de envoltória foi aplicada e avaliada. Outrossim, com o objetivo de apresentar o desenvolvimento da técnica em si, foram realizadas simulações do circuito detector no domínio do tempo e da frequência. Para avaliar se a técnica proposta é capaz de estimar os parâmetros avaliativos de disjuntores, emissões eletromagnéticas transitórias, provenientes do processo de abertura de um disjuntor de 15 kV, foram adquiridas no Laboratório de Alta Tensão da UFCG. A análise de sensibilidade da extração dos parâmetros duração de arco elétrico e energia do sinal, a partir da envoltória do sinal de arco, foi feita. Para tanto, as envoltórias dos sinais de arco medidos foram obtidas por meio de simulação da detecção de envoltória. A técnica de detecção de envoltória desenvolvida apresentou acurácia no cálculo do parâmetro duração do arco elétrico, registrando erros inferiores a 2%, em relação ao sinal original. O parâmetro energia do sinal de arco foi possível de ser detectado com a aplicação da técnica, no entanto, foi observado que uma calibração do sistema deve ser feita para que seja atingido o melhor desempenho. Ademais, foram apresentados os procedimentos de dimensionamento e avaliação do circuito detector de envoltória, voltado para aplicação dos sinais de arco analisados neste trabalho. Os resultados obtidos neste trabalho evidenciaram a potencialidade da técnica de detecção de envoltória para a redução das taxas de amostragem dos sinais de arco. Portanto, comprova-se que o circuito detector de envoltória pode ser aplicado como entrada de um dispositivo de monitoramento de disjuntores em serviço, demandando um sistema de aquisição, transmissão e processamento de sinais menos complexo e mais acessível. |
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Desenvolvimento de técnica de detecção otimizada de sinais do arco elétrico para monitoramento de disjuntores de alta tensão.Development of optimized arc signal detection technique for monitoring high voltage circuit breakers.Monitoramento de disjuntores de alta tensãoEmissões eletromagnéticas transitóriasSinais do arco elétricoDetector de envoltóriaMonitoring of high voltage circuit breakersEmissions transient electromagneticElectric arc signalsEnvelope detectorEngenharia ElétricaNeste trabalho é apresentado o desenvolvimento de uma técnica de detecção dos sinais do arco elétrico para o monitoramento de disjuntores de alta tensão, com redução efetiva das taxas de amostragem dos sinais em alta frequência. Com esta finalidade, a técnica de detecção de envoltória foi aplicada e avaliada. Outrossim, com o objetivo de apresentar o desenvolvimento da técnica em si, foram realizadas simulações do circuito detector no domínio do tempo e da frequência. Para avaliar se a técnica proposta é capaz de estimar os parâmetros avaliativos de disjuntores, emissões eletromagnéticas transitórias, provenientes do processo de abertura de um disjuntor de 15 kV, foram adquiridas no Laboratório de Alta Tensão da UFCG. A análise de sensibilidade da extração dos parâmetros duração de arco elétrico e energia do sinal, a partir da envoltória do sinal de arco, foi feita. Para tanto, as envoltórias dos sinais de arco medidos foram obtidas por meio de simulação da detecção de envoltória. A técnica de detecção de envoltória desenvolvida apresentou acurácia no cálculo do parâmetro duração do arco elétrico, registrando erros inferiores a 2%, em relação ao sinal original. O parâmetro energia do sinal de arco foi possível de ser detectado com a aplicação da técnica, no entanto, foi observado que uma calibração do sistema deve ser feita para que seja atingido o melhor desempenho. Ademais, foram apresentados os procedimentos de dimensionamento e avaliação do circuito detector de envoltória, voltado para aplicação dos sinais de arco analisados neste trabalho. Os resultados obtidos neste trabalho evidenciaram a potencialidade da técnica de detecção de envoltória para a redução das taxas de amostragem dos sinais de arco. Portanto, comprova-se que o circuito detector de envoltória pode ser aplicado como entrada de um dispositivo de monitoramento de disjuntores em serviço, demandando um sistema de aquisição, transmissão e processamento de sinais menos complexo e mais acessível.In this work the development of a technique to detect electric arc signals for the monitoring of high voltage circuit breakers is presented, with effective reduction of the sampling efforts of the high frequency signals. For this purpose, the envelope detection technique was applied and evaluated. In addition, with the objective of presenting the development of the technique itself, simulations of the detector circuit were carried out in the time and frequency domain. In order to evaluate if the proposed technique is capable of estimating the evaluative parameters of circuit breakers, transient electromagnetic emissions from the process of opening a 15 kV circuit breaker were acquired at the UFCG High Voltage Laboratory. The sensitivity analysis of the extraction of the parameters of electric arc duration and energy of the signal, from the envelope of the arc signal, was made. For this, envelopes of the measured arc signals were obtained by simulation. The developed envelope detection technique showed accuracy in the calculation of the electric arc duration parameter, with errors lower than 2% in relation to the original signal. The energy parameter of the arc signal could be detected with the application of the technique; however, it was observed that a calibration of the system must be made to achieve the best performance. In addition, the project and evaluation procedures of the envelope detector circuit were presented, focused on the application of the arc signals analyzed in this work. The results obtained in this work evidenced the potential of the envelope detection technique to reduce the sampling efforts of the arc signals. Therefore, it is proven that envelope detector circuitry can be applied as input to a circuit-breaker monitoring device in service, requiring a less complex and more affordable signal acquisition, transmission and processing system.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICAUFCGCOSTA, Edson Guedes da.COSTA, E. G.E. C. Guedes.Da Costa, E. 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Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2018.porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UCBinstname:Universidade Católica de Brasília (UCB)instacron:UCB2022-09-12T17:50:24Zoai:localhost:riufcg/27085Repositório InstitucionalPRIhttps://repositorio.ucb.br/oai/requestsara.ribeiro@ucb.bropendoar:2022-09-12T17:50:24Repositório Institucional da UCB - Universidade Católica de Brasília (UCB)false |
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Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de uma técnica de detecção dos sinais do arco elétrico para o monitoramento de disjuntores de alta tensão, com redução efetiva das taxas de amostragem dos sinais em alta frequência. Com esta finalidade, a técnica de detecção de envoltória foi aplicada e avaliada. Outrossim, com o objetivo de apresentar o desenvolvimento da técnica em si, foram realizadas simulações do circuito detector no domínio do tempo e da frequência. Para avaliar se a técnica proposta é capaz de estimar os parâmetros avaliativos de disjuntores, emissões eletromagnéticas transitórias, provenientes do processo de abertura de um disjuntor de 15 kV, foram adquiridas no Laboratório de Alta Tensão da UFCG. A análise de sensibilidade da extração dos parâmetros duração de arco elétrico e energia do sinal, a partir da envoltória do sinal de arco, foi feita. Para tanto, as envoltórias dos sinais de arco medidos foram obtidas por meio de simulação da detecção de envoltória. A técnica de detecção de envoltória desenvolvida apresentou acurácia no cálculo do parâmetro duração do arco elétrico, registrando erros inferiores a 2%, em relação ao sinal original. O parâmetro energia do sinal de arco foi possível de ser detectado com a aplicação da técnica, no entanto, foi observado que uma calibração do sistema deve ser feita para que seja atingido o melhor desempenho. Ademais, foram apresentados os procedimentos de dimensionamento e avaliação do circuito detector de envoltória, voltado para aplicação dos sinais de arco analisados neste trabalho. Os resultados obtidos neste trabalho evidenciaram a potencialidade da técnica de detecção de envoltória para a redução das taxas de amostragem dos sinais de arco. Portanto, comprova-se que o circuito detector de envoltória pode ser aplicado como entrada de um dispositivo de monitoramento de disjuntores em serviço, demandando um sistema de aquisição, transmissão e processamento de sinais menos complexo e mais acessível. |
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