Estudo da dinâmica da rede elétrica de uma plataforma de petróleo do tipo FPSO com conversores eletrônicos de potência controlando a velocidade de motores de grande porte

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2017
Autor(a) principal: Barbosa Calderon, Nelly Catherine, 1990-
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: [s.n.]
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Estruturas marítimas
Motores elétricos de indução
Controle vetorial
Acionamento elétrico - Controle eletrônico
Frequencias harmonicas
Marine Structures
Electric induction motors
Vector control
Electric drive - Electronic control
Harmonic frequencies
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1635956
Resumo: Orientador: Ernesto Ruppert Filho
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spelling Estudo da dinâmica da rede elétrica de uma plataforma de petróleo do tipo FPSO com conversores eletrônicos de potência controlando a velocidade de motores de grande porteStudy of dynamics of the FPSO oil plataform power system with power electronic converters controlling the large motors speedEstruturas marítimasMotores elétricos de induçãoControle vetorialAcionamento elétrico - Controle eletrônicoFrequencias harmonicasMarine StructuresElectric induction motorsVector controlElectric drive - Electronic controlHarmonic frequenciesOrientador: Ernesto Ruppert FilhoDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: O objetivo deste trabalho é o de analisar o comportamento de uma rede elétrica pertencente a uma plataforma de petróleo do tipo FPSO (Floating, Production, Storage and Offloading), por meio do uso de modelos matemáticos que representem seus componentes em regime permanente e transitório. Considerando os resultados, situações que alteram o estado estável da plataforma foram avaliadas e analisadas, atendendo as normas vigentes. Por exemplo, foram simuladas partidas de motores de grande porte e variações na carga destes motores, conseguindo observar desta forma, a operação das componentes do sistema elétrico da plataforma na frente de perturbações. Além disso, foi parte importante desta pesquisa o estudo da aplicação de um controlador eletrônico de velocidade em motores de indução trifásicos (MIT) de grande porte, para isso foi usada a técnica de controle vetorial indireto por campo orientado. Isto, levando em conta o fato de que atualmente estes motores são controlados através de mecanismos hidrodinâmicos. Assim, a princípio a rede elétrica foi analisada sem o controle eletrônico de velocidade aplicado no MIT, com o objetivo de obter resultados do comportamento dinâmico de diferentes grandezas em vários pontos da rede elétrica. Em seguida, analisou-se a operação da rede elétrica quando foi implementado o controle de velocidade usando conversor eletrônico de potência (inversor) num dos motores de indução trifásicos de grande porte, cujos resultados foram analisados e comparados sob o ponto de vista de qualidade da energia. A metodologia de controle usada permite monitorar a velocidade do MIT e controlar grandezas do processo desenvolvido. Embora este tipo de aplicação apresente diversas vantagens tecnológicas e financeiras, ela implica na injeção de componentes harmônicas de corrente elétrica e de tensão na rede elétrica devido ao uso de componentes não lineares, o que apresenta problemas que devem ser quantificados, avaliados e solucionados. Desse modo, foram calculados a distorção harmônica total e o fator de potência do motor controlado eletronicamente, assim como sua avaliação em relação a limites estabelecidos pela regulamentação vigente (ABNT, IEEE). Finalmente, discutiram-se algumas soluções para os mencionados efeitos em torno do uso do acionamento eletrônico de potência para controle de velocidade do motorAbstract: The subject of this master dissertation is to analyze the power system behavior of a FPSO unit, using mathematical models that represent the equipment dynamics and the steady state operation. Taking into the account that, were evaluated and analyzed situations that modify the normal operation of the FPSO power system, considering the magnitudes limits in current regulations. For example, were simulated large induction motors start-up and load variations in this motors, getting noticed the operation of the FPSO power system components in front of disturbances. Besides, was an important subject of this master dissertation the study of the VSD application for large 3-phase induction motors using an IFOC (Indirect Field Oriented Control) methodology, considering that the induction motors are currently controlled by hydrodynamic mechanisms. At first, it was studied the power system operation without variable speed drive and the obtained results describing the performance of different magnitudes in many measuring points along the AC mains. Consequently, was analyzed the AC mains operation during the activity of the VSD driven motor. Finally, both results were evaluated and compared from power quality point of view. The control methodology used allows the control of the speed motor and at the same time, process quantities. Although, this application evidences many technological and financial advantages, it has unfavorable effects in the unit power system. The injection of electric current and voltage harmonic components along the AC mains due to VSD driven motor represents many problems that must be quantified, evaluated and solved. For this, the calculation of the THD (total harmonic distortion) and power factor, as well as, the evaluation of the actual regulation limits (ABNT, IEEE) were made, and finally were exposed some solutions for the mentioned problems related to the VSD use with the motor. This work had as origin a Research & Development project developed with the BG/Shell Company and the School of Mechanical Engineering of the UnicampMestradoEnergia ElétricaMestra em Engenharia ElétricaFUNCAMP0007-0999-50126[s.n.]Ruppert Filho, Ernesto, 1948-Serni, Paulo Jose AmaralArioli, Fernanda Caseño TrindadeUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASBarbosa Calderon, Nelly Catherine, 1990-20172017-08-28T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (138 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1635956BARBOSA CALDERON, Nelly Catherine. Estudo da dinâmica da rede elétrica de uma plataforma de petróleo do tipo FPSO com conversores eletrônicos de potência controlando a velocidade de motores de grande porte. 2017. 1 recurso online (138 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1635956. Acesso em: 15 mai. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1082802Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-03-01T21:20:46Zoai::1082802Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2021-03-01T21:20:46Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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