Teleproteção de subestações com Sampled Values da IEC 61850 - um estudo de caso com canal Ethernet multiplexado.
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| 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: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-26022025-102749/ |
Resumo: | As linhas de transmissão de energia elétrica e seus equipamentos estão sujeitos a inúmeros tipos de defeitos e ocorrências. A teleproteção é uma técnica que provê a possibilidade de se integrarem proteções que se encontram fisicamente distanciadas, através de lógicas destinadas a realizar comparações entre as condições verificadas pelos relés de proteção de um terminal e as verificadas pelos relés de proteção do terminal remoto. Na área das subestações elétricas estamos presenciando na atualidade um grande avanço na digitalização de seus sistemas e serviços, por exemplo com a ampla implementação da norma IEC 61850, com o uso de valores amostrados em redes de comunicação e computação em tempo real. O trabalho discute a utilização das mensagens com Sampled Values, entre subestações num sistema elétrico de potência, para realizar a proteção remota, ou seja, realizar sua teleproteção. O método aplicado é um estudo de caso em uma subestação da rede básica, utilizando o algoritmo de proteção diferencial, comparando e analisando os valores obtidos com os valores definidos pela norma e por um sistema convencional. Uma vez que a sincronização de tempo é fundamental na aplicação, adotou-se uma única fonte de sincronismo para atender todo o sistema. Dentro da arquitetura proposta de testes são apresentados três conjuntos de ensaios: Um ensaio funcional, para avaliar a funcionalidade da plataforma; Um ensaio operacional, utilizando o algoritmo da proteção diferencial do IED, aplicando um uma condição para atuação dos dois terminais, isolando a linha; e Um ensaio de estresse, que consolida os resultados, forçando a ocupação contínua do canal de comunicação próximo ao limite máximo. Os tempos do conjunto de testes são analisados, comparando o tempo da solução proposta com o tempo da solução convencional. O estudo atingiu os objetivos propostos, mostrando a viabilidade técnica e operacional. Dessa forma abre-se a perspectiva de que outros estudos sejam realizados, utilizando outras famílias de equipamentos com mais funções, outros pontos de controle e com esse esquema de comunicação. |
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Teleproteção de subestações com Sampled Values da IEC 61850 - um estudo de caso com canal Ethernet multiplexado.Teleprotection of substations with IEC 61850 Sampled Values - a case study with multiplexed Ethernet channel.Digital substationIEC 61850OrfismoPTP timingSampled valuesSubestação digitalTeleproteçãoTeleprotectionTransmissão de energia elérica (Defeito; Ocorrência)As linhas de transmissão de energia elétrica e seus equipamentos estão sujeitos a inúmeros tipos de defeitos e ocorrências. A teleproteção é uma técnica que provê a possibilidade de se integrarem proteções que se encontram fisicamente distanciadas, através de lógicas destinadas a realizar comparações entre as condições verificadas pelos relés de proteção de um terminal e as verificadas pelos relés de proteção do terminal remoto. Na área das subestações elétricas estamos presenciando na atualidade um grande avanço na digitalização de seus sistemas e serviços, por exemplo com a ampla implementação da norma IEC 61850, com o uso de valores amostrados em redes de comunicação e computação em tempo real. O trabalho discute a utilização das mensagens com Sampled Values, entre subestações num sistema elétrico de potência, para realizar a proteção remota, ou seja, realizar sua teleproteção. O método aplicado é um estudo de caso em uma subestação da rede básica, utilizando o algoritmo de proteção diferencial, comparando e analisando os valores obtidos com os valores definidos pela norma e por um sistema convencional. Uma vez que a sincronização de tempo é fundamental na aplicação, adotou-se uma única fonte de sincronismo para atender todo o sistema. Dentro da arquitetura proposta de testes são apresentados três conjuntos de ensaios: Um ensaio funcional, para avaliar a funcionalidade da plataforma; Um ensaio operacional, utilizando o algoritmo da proteção diferencial do IED, aplicando um uma condição para atuação dos dois terminais, isolando a linha; e Um ensaio de estresse, que consolida os resultados, forçando a ocupação contínua do canal de comunicação próximo ao limite máximo. Os tempos do conjunto de testes são analisados, comparando o tempo da solução proposta com o tempo da solução convencional. O estudo atingiu os objetivos propostos, mostrando a viabilidade técnica e operacional. Dessa forma abre-se a perspectiva de que outros estudos sejam realizados, utilizando outras famílias de equipamentos com mais funções, outros pontos de controle e com esse esquema de comunicação.Power transmission lines and their equipment are subject to numerous types of defects and occurrences. Teleprotection is a technique that provides the possibility of integrating protections that are physically distant, through logic designed to perform comparisons between the conditions verified by the protection relays of a terminal and those verified by the protection relays of the remote terminal. In the area of electrical substations, we are currently witnessing a great advance in the digitalization of their systems and services, for example with the widespread implementation of the IEC 61850 standard, with the use of sampled values in real-time communication and computing networks. This paper discusses the use of messages with Sampled Values, between stations in an electrical power system, to perform remote protection, that is, to perform its teleprotection. The method applied is a case study in a substation of the basic network, using the differential protection algorithm, comparing and analyzing the values obtained with the values defined by the standard and by a conventional system. Time synchronization is essential in the application, and a single source of synchronization was adopted to serve the entire system. Within the proposed test architecture, three sets of tests are presented: A functional test, to evaluate the functionality of the platform; An operational test, using the IED differential protection algorithm, applying a condition for the operation of both terminals, isolating the line; and A stress test, which consolidates the results, forcing the continuous occupation of the communication channel close to the maximum limit. The times of the set of tests are analyzed, comparing the time of the proposed solution with the time of the conventional solution. The study achieved the proposed objectives, demonstrating technical and operational feasibility.This opens up the prospect of other studies being carried out, using other families of equipment with more functions, other control points and with this communication scheme.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPPellini, Eduardo LorenzettiTiferes, Rodrigo RozenblitRodrigues, Carlos Augusto2024-12-11info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-26022025-102749/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-03-07T10:51:02Zoai:teses.usp.br:tde-26022025-102749Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-03-07T10:51:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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