Metodologia para predição da autoextinção de arcos elétricos C.C. série em sistemas fotovoltaicos com conversores de potência
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Orientador(a): | |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Santa Maria
Brasil Engenharia Elétrica 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/1/31840 |
Resumo: | This study proposes a methodology to predict the self-extinction of electric arcs occurring in the series circuit between modules and power converters in photovoltaic systems, considering the influence of control strategies of the power converters on the electric arc. The study aimed to evaluate the main concepts of power conditioning employed in photovoltaic converters, ensuring behaviors similar to constant resistance, voltage, current, or power loads. Initially, the voltage-current characteristic of the electric arc is modeled using experimental data from tests using the electrodes described in the IEC 63027 standard. Then, the methodology is presented, which analyzes the intersection between the circuit model and the predictive range of the electric arc to anticipate self-extinction under different voltages, currents, electrode distances, and behaviors of the power converter in photovoltaic systems. The experimental results validate the developed methodology, especially in extreme cases. It is considered that these results can contribute to the improvement of standards regarding protections against series electric arcs, as well as offer new insights into effective control strategies of converters for extinguishing electric arcs, without the need for arc fault detection. |
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Metodologia para predição da autoextinção de arcos elétricos C.C. série em sistemas fotovoltaicos com conversores de potênciaMethodology for predicting the self-extinction of DC series arc faults in photovoltaic systems with power convertersArcos elétricosModelagem matemáticaSistemas fotovoltaicosElectric arcsMathematical modelingPhotovoltaic systemsCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAThis study proposes a methodology to predict the self-extinction of electric arcs occurring in the series circuit between modules and power converters in photovoltaic systems, considering the influence of control strategies of the power converters on the electric arc. The study aimed to evaluate the main concepts of power conditioning employed in photovoltaic converters, ensuring behaviors similar to constant resistance, voltage, current, or power loads. Initially, the voltage-current characteristic of the electric arc is modeled using experimental data from tests using the electrodes described in the IEC 63027 standard. Then, the methodology is presented, which analyzes the intersection between the circuit model and the predictive range of the electric arc to anticipate self-extinction under different voltages, currents, electrode distances, and behaviors of the power converter in photovoltaic systems. The experimental results validate the developed methodology, especially in extreme cases. It is considered that these results can contribute to the improvement of standards regarding protections against series electric arcs, as well as offer new insights into effective control strategies of converters for extinguishing electric arcs, without the need for arc fault detection.Este estudo propõe uma metodologia para prever a autoextinção de arcos elétricos que ocorrem no circuito série entre os módulos e conversores de potência em sistemas fotovoltaicos, considerando a influência das estratégias de controle dos conversores de potência do circuito no arco elétrico. Considerou-se para o estudo avaliar os principais conceitos de condicionamento de potência empregados em conversores fotovoltaicos, que garantem comportamentos semelhantes a cargas de resistência, tensão, corrente ou potência constantes. Inicialmente, a característica tensão-corrente do arco elétrico é modelada utilizando dados experimentais provenientes de ensaios utilizando os eletrodos descritos na norma IEC 63027. Em seguida, é apresentada a metodologia, a qual analisa a interseção entre o modelo de circuito e o intervalo preditivo do arco elétrico para antecipar a autoextinção em diferentes tensões, correntes, distâncias entre eletrodos e comportamentos do conversor de potência em sistemas fotovoltaicos. Os resultados experimentais obtidos validam a metodologia desenvolvida, especialmente em casos limites. Considera-se que estes resultados podem contribuir para o aperfeiçoamento da normalização referente a proteções contra arco elétrico série, bem como oferecer novas percepções sobre estratégias eficazes de controle de conversores para extinção de arcos elétricos, sem a necessidade de detecção de falhas de arco.Universidade Federal de Santa MariaBrasilEngenharia ElétricaUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaCentro de TecnologiaMichels, Leandrohttp://lattes.cnpq.br/9232567042677107Bellinaso, Lucas VizzottoAlmeida, Marcelo PinhoAlmeida Neto, José César de SouzaPutzke, Josué Lopes2024-04-25T13:37:59Z2024-04-25T13:37:59Z2024-02-23info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/31840ark:/26339/0013000015mw2porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2024-04-25T13:37:59Zoai:repositorio.ufsm.br:1/31840Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/PUBhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com||manancial@ufsm.bropendoar:2024-04-25T13:37:59Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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This study proposes a methodology to predict the self-extinction of electric arcs occurring in the series circuit between modules and power converters in photovoltaic systems, considering the influence of control strategies of the power converters on the electric arc. The study aimed to evaluate the main concepts of power conditioning employed in photovoltaic converters, ensuring behaviors similar to constant resistance, voltage, current, or power loads. Initially, the voltage-current characteristic of the electric arc is modeled using experimental data from tests using the electrodes described in the IEC 63027 standard. Then, the methodology is presented, which analyzes the intersection between the circuit model and the predictive range of the electric arc to anticipate self-extinction under different voltages, currents, electrode distances, and behaviors of the power converter in photovoltaic systems. The experimental results validate the developed methodology, especially in extreme cases. It is considered that these results can contribute to the improvement of standards regarding protections against series electric arcs, as well as offer new insights into effective control strategies of converters for extinguishing electric arcs, without the need for arc fault detection. |
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