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http://hdl.handle.net/1843/30479
Tipo: | Dissertação |
Título: | Modelagem de transformador de distribuição monofásico para estudos de transmissão de dados de PLC em banda estreita de frequência |
Autor(es): | Lara Hoffmann Sathler |
primer Tutor: | Alberto Resende de Conti |
primer miembro del tribunal : | Alberto Resende de Conti |
Segundo miembro del tribunal: | Ivan José da Silva Lopes |
Tercer miembro del tribunal: | Sidelmo Magalhães Silva |
Resumen: | O uso da estrutura da rede elétrica para transmissão de dados, tecnologia conhecida como Power Line Communications (PLC), é uma das soluções de comunicação disponíveis para aplicações de redes inteligentes. Em geral, o sistema PLC deve ser capaz de assegurar a transmissão de dados ao longo das linhas de distribuição de média tensão (MT) e também entre as redes de distribuição de média e de baixa tensão (BT). No entanto, a interface entre essas redes é estabelecida por transformadores de distribuição. Como as relações terminais apresentadas por este equipamento possuem características variáveis com a frequência, ele acaba por modificar os sinais transmitidos. Este trabalho propõe modelos para caracterizar o papel de um transformador de distribuição monofásico de 10 kVA, 7967/240-120 V, no contexto de aplicações PLC. Esse transformador, que é amplamente empregado em redes de distribuição rurais no Brasil, foi representado em ampla faixa de frequências usando a técnica de modelagem caixa preta. Os modelos propostos são válidos para faixas de frequência típicas de aplicações de PLC em banda estreita, de 3 a 500 kHz, e para a faixa do CENELEC (3 a 148,5 kHz). Os modelos foram obtidos tanto no domínio das fases quanto no domínio modal a partir da medição de admitâncias e de relações de transferência de tensão. Em um primeiro momento, as respostas em frequência medidas foram aproximadas por funções racionais através da técnica de ajuste vetorial. Em seguida, foram sintetizados circuitos equivalentes compactos, cuja parametrização é fornecida neste trabalho. A validação dos modelos é realizada por meio de estudos em que são comparados dados de medição e resultados de simulações nos domínios da frequência e do tempo para diferentes condições de carga, considerando a transmissão de sinais nos sentidos MT-BT e BT-MT. Os resultados obtidos indicam que os modelos reproduzem o comportamento do transformador de maneira satisfatória para todas as condições terminais testadas e ambos os domínios. Também, foram identificadas faixas de frequência em que a atenuação do sinal é reduzida, o que pode favorecer a transmissão de sinais PLC através de transformadores de distribuição. |
Abstract: | The use of the power grid for data transmission, technology known as Power Line Communication (PLC), is one of the communication solutions available for smart grid applications. In general, the PLC system must be capable of ensuring data transmission along medium voltage distribution lines and between medium-voltage (MV) and low-voltage (LV) distribution networks. However, the interface between these networks is established by distribution transformers. As the terminal relations introduced by this equipment present frequency-dependent characteristics, the transformer eventually modifies the transmitted signals. This work proposes models to characterize the role of a single-phase distribution transformer of 10 kVA, 7967/240-120 V, in the context of PLC applications. This transformer, which is widely used in rural distribution networks in Brazil, was represented in a wide range of frequencies using the black-box modeling technique. The proposed models are valid for typical frequency ranges of narrowband PLC applications, from 3 to 500 kHz, and in the CENELEC band (3 to 148.5 kHz). The models were obtained in both phase and modal domains from the measurement of admittances and voltage transfer ratios. At first, the measured frequency responses were approximated by rational functions using the vector fitting technique. Then, compact equivalent circuits were synthesized, whose parameterization is provided in this work. The validation of the models is performed through studies comparing measured data and simulation results in the frequency and time domains for different load conditions, considering the transmission of signals in the MV-LV and LV-MV directions. The results indicate that the models reproduce the transformer behavior satisfactorily for all tested terminal conditions and both domains. Also, frequency bands have been identified in which the signal attenuation is reduced, which may support the transmission of PLC signals through distribution transformers. |
Asunto: | Engenharia elétrica Transformadores elétricos Engenharia - Modelos Teoria dos sistemas |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Sigla da Institución: | UFMG |
Departamento: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA |
Curso: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
Tipo de acceso: | Acesso Aberto |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/30479 |
Fecha del documento: | 12-jun-2019 |
Aparece en las colecciones: | Dissertações de Mestrado |
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