Metodologia para avaliação da suportabilidade de disjuntores frente às solicitações de TRT
| Ano de defesa: | 2025 |
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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 Santa Maria
Brasil UFSM Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica Centro de Tecnologia |
| 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://repositorio.ufsm.br/handle/1/36772 |
Resumo: | The occurrence of transients in power systems has attracted growing attention in the technical literature due to its relevance to the operational reliability of electrical equipment under high-frequency stresses, such as those arising from circuit breaker operations. These events may generate overvoltages capable of compromising the integrity of components, especially during fault clearing, when the Transient Recovery Voltage (TRV) across the contacts can reach critical levels. To address this issue, this work proposes a methodology based on Fuzzy Logic with a Sugeno-type structure, employing fixed membership functions and consequents adjusted through a weighted average according to the activation degree of the rules. The proposed approach acts as a technical screening tool that enables a preliminary assessment of circuit breaker susceptibility to TRV stresses without the immediate need for extensive numerical simulations. The model allows classification of circuit breakers according to their susceptibility to TRV based on electrical parameters extracted from the system, even under operating conditions not previously simulated. Validation is performed through cross-analysis with control of sample origin, ensuring robustness and representativeness. Samples classified as critical are subsequently evaluated through electromagnetic transient simulations, in which TRV envelopes defined by international standards are verified in terms of both amplitude and rate of rise. The results demonstrate the applicability and effectiveness of the proposed methodology as a screening tool, capable of identifying conditions that require detailed evaluation and significantly reducing the computational burden of traditional simulation approaches, thereby contributing to the preventive assessment of circuit breaker reliability in power systems. |
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Metodologia para avaliação da suportabilidade de disjuntores frente às solicitações de TRTMethodology for assessing the withstand capability of circuit breakers under TRV stressesSistemas de potênciaTransitórios de altas frequênciasTensão de restabelecimento transitóriaSuportabilidade de disjuntoresInferência FuzzyPower systemsVery fast transientsTransient recovery voltageSupportability of circuit breakersFuzzy inferenceCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAThe occurrence of transients in power systems has attracted growing attention in the technical literature due to its relevance to the operational reliability of electrical equipment under high-frequency stresses, such as those arising from circuit breaker operations. These events may generate overvoltages capable of compromising the integrity of components, especially during fault clearing, when the Transient Recovery Voltage (TRV) across the contacts can reach critical levels. To address this issue, this work proposes a methodology based on Fuzzy Logic with a Sugeno-type structure, employing fixed membership functions and consequents adjusted through a weighted average according to the activation degree of the rules. The proposed approach acts as a technical screening tool that enables a preliminary assessment of circuit breaker susceptibility to TRV stresses without the immediate need for extensive numerical simulations. The model allows classification of circuit breakers according to their susceptibility to TRV based on electrical parameters extracted from the system, even under operating conditions not previously simulated. Validation is performed through cross-analysis with control of sample origin, ensuring robustness and representativeness. Samples classified as critical are subsequently evaluated through electromagnetic transient simulations, in which TRV envelopes defined by international standards are verified in terms of both amplitude and rate of rise. The results demonstrate the applicability and effectiveness of the proposed methodology as a screening tool, capable of identifying conditions that require detailed evaluation and significantly reducing the computational burden of traditional simulation approaches, thereby contributing to the preventive assessment of circuit breaker reliability in power systems.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESA ocorrência de transitórios em sistemas de potência tem despertado crescente interesse na literatura técnica, dada sua relevância para a confiabilidade operacional de equipamentos elétricos diante de solicitações de alta frequência, como aquelas decorrentes de manobras de disjuntores. Esses eventos podem gerar sobretensões capazes de comprometer a integridade dos componentes, especialmente durante a eliminação de faltas, quando a Tensão de Restabelecimento Transitória (TRT) entre os contatos pode atingir níveis críticos. Para abordar essa problemática, este trabalho propõe uma metodologia baseada em lógica Fuzzy com estrutura do tipo Sugeno, utilizando funções de pertinência fixas e consequentes ajustados por média ponderada com base na ativação das regras. A abordagem proposta caracteriza-se como uma ferramenta de triagem técnica capaz de avaliar, preliminarmente, a suscetibilidade de disjuntores e esforços de TRT sem a necessidade imediata de extensas simulações numéricas. O modelo permite classificar disjuntores quanto à sua susceptibilidade à TRT com base em parâmetros elétricos extraídos do sistema, mesmo em situações não previamente simuladas. A validação é realizada por meio de uma análise cruzada com controle de origem das amostras. Amostras classificadas como críticas são posteriormente avaliadas via simulações em software de transitórios eletromagnéticos, nas quais se verifica a superação ou não por meio das envoltórias de TRT definidas por normas técnicas, considerando tanto a amplitude quanto a taxa de crescimento. Os resultados demonstram a aplicabilidade da metodologia como ferramenta de triagem, capaz de indicar situações que demandam avaliação detalhada e reduzir a carga computacional de simulações tradicionais.Universidade Federal de Santa MariaBrasilUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaCentro de TecnologiaMarchesan, Tiago Bandeirahttp://lattes.cnpq.br/2318413245910780Morais, Adriano Peres deSantos, Eduardo Machados dosGutierres, Luiz Fernando de FreitasLeborgne, Roberto ChouhyFreitag, Suelen CristianeLazzari, Eleonora Fripp2025-11-07T20:56:02Z2025-11-07T20:56:02Z2025-08-06info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/36772porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2025-11-07T20:56:02Zoai:repositorio.ufsm.br:1/36772Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/PUBhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com||manancial@ufsm.bropendoar:2025-11-07T20:56:02Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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