Detecção e caracterização da ocorrência de descargas corona em sistemas hvdc por meio de técnicas de processamento digital de sinais

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: David, Gabriel Augusto
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: HVDC; Detecção de descarga corona; Processamento digital de sinais; Reconhecimento de padrões; Diagnóstico de falhas; Corona discharge; Digital signal processing; Pattern recognition; Fault diagnosis
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/242894

Embora linhas de transmissão de alta tensão sejam adequadas para transmissão de energia em longas distâncias, a busca contínua de redução de perdas na transmissão de energia elétrica de alta tensão em corrente contínua (HVDC – high voltage direct current) tem elevado a tensão de trabalho desses sistemas, atualmente, para valores médios de ±800 kV. Por consequência, a intensidade do campo elétrico no entorno do condutor também é aumentada, provocando a ionização do ar no entorno das linhas de transmissão que leva à descarga corona, responsável por diversos efeitos negativos e perturbações. Baseando-se em tal problemática, o presente trabalho apresenta uma nova metodologia para a detecção e a caracterização da ocorrência de descargas corona em sistemas HVDC através da combinação de parâmetros de processamento digital de sinais para seleção de características mais representativas de descargas corona. A análise experimental foi realizada a partir da aplicação de tensões entre ±30 kV a ±100 kV por meio de um gerador de alta tensão DC (direct-current) em um condutor eletrodo, e os sinais de corrente elétrica proporcionais ao efeito corona foram coletados por um dispositivo detector HVDC responsável pela aquisição de dados. Os sinais coletados foram submetidos a análises estatísticas no domínio do tempo, tempo-frequência e critério de Hinkley com a finalidade de extrair informações relevantes acerca do fenômeno de descargas corona. Os resultados obtidos indicam a viabilidade do método proposto na identificação e caracterização do fenômeno seguindo as mudanças no conteúdo do sinal, especialmente, para faixas de frequências estreitas, sendo possível quantificar de forma simples o percentual de crescimento das descargas corona de 40-80 kHz em função da tensão aplicada na faixa, além de apresentar alta confiabilidade (82% a 93%) por meio do cálculo do desvio do valor médio quadrático (RMSD) baseado na aproximação por modelo linear. A banda de frequênciass resultante do estudo demonstrou-se favorável para estabelecer um limiar para o percentual de crescimento da descarga corona de acordo com seu perfil ou condição de aplicação, podendo essa informação ser útil na construção de dispositivos móveis de baixo consumo e desempenho computacional, alinhado as demandas de novas tecnologias da indústria 4.0 e Internet das coisas.