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https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16632
Tipo: | Tese |
Data do documento: | 5-Jun-2024 |
Autor(es): | HUAQUISACA PAYE, Juan Carlos |
Primeiro(a) Orientador(a): | VIEIRA, João Paulo Abreu |
Primeiro(a) coorientador(a): | CARDOSO JUNIOR, Ghendy |
Título: | Um método baseado em cruzamentos por zero para localização de faltas de alta impedância em redes aéreas de distribuição |
Citar como: | HUAQUISACA PAYE, Juan Carlos. Um método baseado em cruzamentos por zero para localização de faltas de alta impedância em redes aéreas de distribuição. Orientador: João Paulo Abreu Vieira. 2024. 86 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16632. Acesso em:. |
Resumo: | A localização de faltas de alta impedância (FAI) é um problema de confiabilidade cada vez mais relevante na distribuição de energia elétrica. O desenvolvimento de métodos práticos e acurados de localização de falta, que utilizam sinais de tensão e corrente registrados apenas no relé localizado no terminal do alimentador, é vital para reduzir o tempo e o custo de restauração de interrupções de longa duração. Contudo, a necessidade de estimar tanto os parâmetros do modelo de falta quanto o sinal de corrente de falta pode comprometer a acurácia e a praticidade dos métodos existentes de localização de FAI. Isto deve-se a maior quantidade de parâmetros que necessitam ser estimados quando um modelo de FAI é incluído na formulação, bem como ao pressuposto de que as correntes de cargas nas barras da rede são constantes durante um intervalo pré e pós FAI. Em outras palavras, o uso do modelo e da forma de corrente de FAI implica que o método de localização depende das características e magnitudes aleatórias da corrente de falta, as quais são determinadas pelas condições ambientais, técnicas e pelo tipo de superfície onde ocorre a FAI, isso inclui até mesmo a forma como o contato entre a superfície e o condutor ocorre. Esta tese propõe um método iterativo independente de modelo de falta e da forma de onda da corrente da FAI, que baseia-se em cruzamentos por zero, para localizar FAI em redes aéreas de distribuição de energia elétrica. Dois insights sobre as relações de sinais senoidais de tensão são fornecidos para eliminar a necessidade de estimar parâmetros do modelo de falta e o sinal de corrente de falta no processo de localização de FAI. O primeiro insight é baseado em cruzamentos por zero do sinal de queda de tensão (por unidade de comprimento) calculado para estimar dois parâmetros do sinal de tensão no ponto de falta. O outro insight baseia-se no cruzamento por zero do sinal de tensão no ponto de falta, no qual os dois parâmetros foram previamente estimados, para calcular a distância da falta a partir do k-ésimo nó. Resultados de simulação em um alimentador teste modificado de 34 nós do IEEE validam a alta acurácia e a robustez do método proposto, considerando o efeito de diversos fatores na estimativa da distância da FAI. Além disso, o desempenho de convergência do método proposto é avaliado |
Abstract: | The location of High-Impedance Faults (HIFs) is an increasingly relevant reliability issue in the electric power distribution industry. The development of practical and accurate single-terminal fault locating methods is vital for reducing the time and cost of restoring long-duration interruptions. However, the need to estimate both the parameters of the fault model and the fault current signal can compromise the accuracy and practicality of existing HIF location methods. This is due to the larger number of parameters that need to be estimated when a HIF model is included in the formulation, as well as the assumption that load currents at the network bars are constant during a pre- and post-HIF interval. In other words, the use of the fault model and waveform implies that the location method depends on the random characteristics and magnitudes of the fault current, which are determined by environmental, technical conditions, and the type of surface where the HIF occurs, including even the way the contact between the surface and the conductor occurs. This thesis proposes a fault-model-free iterative method based on zero-crossings of signals to locate HIFs in overhead distribution networks. Two insights on voltage signal relationships are provided to eliminate the need to estimate fault model parameters and the fault current signal in the HIF location process. The first insight is based on zero-crossings of the calculated voltage drop per unit length signal to estimate two parameters of the voltage signal at the fault point. The other insight is based on the zero-crossing of the voltage signal at the fault point, where the two parameters were previously estimated, to calculate the fault distance from the k-th node. Simulation results on a modified IEEE 34-node test feeder validate the high accuracy and robustness of the proposed method, considering the effect of various factors on the estimation of the HIF distance. Additionally, the convergence performance of the proposed method is evaluated |
Palavras-chave: | Faltas de Alta Impedância (FAI) Cruzamentos por Zero Localização de FAI Redes Aéreas Distribuição de Energia Elétrica High Impedance faults (HIFs) Zero-crossings HIF location Overhead distribution networks |
Área de Concentração: | SISTEMAS DE ENERGIA ELÉTRICA |
Linha de Pesquisa: | SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal do Pará |
Sigla da Instituição: | UFPA |
Instituto: | Instituto de Tecnologia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil |
Fonte URI: | Disponível na internet via correio eletrônico? bibliotecaitec@ufpa.br |
Aparece nas coleções: | Teses em Engenharia Elétrica (Doutorado) - PPGEE/ITEC |
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