An alternative differential protection scheme for electrical microgrids

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Ferreira, Gisela Sousa
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Fontes elétricas renováveis
Microrredes
Link de acesso: http://repositorio.unb.br/handle/10482/50924
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2024.
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spelling An alternative differential protection scheme for electrical microgridsUm esquema de proteção diferencial alternativo para microredes elétricasFontes elétricas renováveisMicrorredesDissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2024.Este trabalho apresenta uma nova função de proteção para microrredes baseada na corrente diferencial, com um número de transformadores de corrente (TC) menor do que na abordagem convencional, complementada por uma lógica de zona morta e um elemento adaptativo de corrente mínima de operação. Para atingir este objetivo, uma microrrede de média tensão (MT) foi modelada e simulada utilizando o programa EMTP. O algoritmo foi computacionalmente implementado e foram efetuadas simulações para testar a sua eficácia, sempre colocando como aspecto relevante a definição das zonas de proteção. Os resultados demonstraram que o método proposto responde de forma confiável e segura a vários tipos de curtos que ocorrem em diferentes locais da microrrede, com diferentes valores de impedância de falta, em tempo simultâneo. Além disso, o seu desempenho robusto foi confirmado em diferentes condições operacionais, incluindo os modos on-grid e off-grid, bem como topologias em anel e radiais. O método de proteção proposto representa uma alternativa viável para a proteção de microrredes devido à sua simplicidade, independência do balanço geração-carga, à menor necessidade de transformadores de corrente em comparação com os esquemas de proteção diferencial tradicionais e à sua confiabilidade e segurança globais. Ainda, embora o número de TCs seja menor do que haveria convencionalmente para um elemento diferencial, a lógica de retaguarda para zonas mortas garante que a microrrede seja logicamente, e fisicamente, coberta pelo esquema completo de proteção.This work presents a new protection function for microgrids based on differential current, with a smaller number of current transformers (CT) than in the conventional approach, complemented by a dead zone logic and an adaptive minimum operating current element. To achieve this objective, a medium voltage (MT) microgrid was modeled and simulated using the EMTP program. The algorithm was computationally implemented and simulations were carried out to test its effectiveness, supported by the correct definition of protection zones as a relevant aspect. The results demonstrated that the proposed method responds reliably and safely to various types of short-circuits that occur in different locations of the microgrid, with several fault impedances, at the same time. Furthermore, its robust performance has been confirmed under different operating conditions, including on-grid and off-grid modes, as well as ring and radial topologies. The proposed protection method represents a viable alternative for the protection of microgrids due to its simplicity, independence from the generation-load balance, the need of fewer current transformers compared to traditional differential protection scheme, and its dependability and security. Furthermore, although the number of CTs is smaller than there would be conventionally for a differential element, the backup logic for dead zones ensures that the microgrid is logically, and physically, covered by the complete protection scheme.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Elétrica (FT ENE)Programa de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaMoreno Vásquez, Francis ArodyFerreira, Gisela Sousa2024-11-14T13:58:52Z2024-11-14T13:58:52Z2024-11-142024-05-13info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfFERREIRA, Gisela Sousa. An alternative differential protection scheme for electrical microgrids. 2024. 69 f., il. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) — Universidade de Brasília, Brasília, 2024.http://repositorio.unb.br/handle/10482/50924engA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-11-14T13:58:52Zoai:repositorio.unb.br:10482/50924Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-11-14T13:58:52Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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