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http://hdl.handle.net/1843/38663| Type: | Dissertação |
| Title: | Ferramenta automática para diagnóstico das operações de proteção de distância em linhas de transmissão |
| Authors: | Matheus Henrique Couto Bueno |
| First Advisor: | Alberto Resende de Conti |
| First Referee: | Eduardo Gonzaga da Silveira |
| Second Referee: | João Ricardo da Mata Soares de Souza |
| Third Referee: | Michel Bessani |
| Abstract: | O advento de novas tecnologias nos campos de automação e inteligência computacional têm contribuído para o crescente aumento de complexidade dos sistemas elétricos de potência (SEP). Embora esses recursos criem facilidades para a operação da rede elétrica, aumentando o entendimento situacional de seus operadores, eles introduzem também novos desafios às concessionárias de energia elétrica. Em especial, na ocorrência de uma falta, as equipes de engenharia são inundadas com um grande volume de informações geradas pelas telemetrias do circuito, dificultando o entendimento do estado operativo do sistema, a tomada de decisões adequadas de operação e a avaliação do evento. Por isso, este trabalho propõe uma metodologia para diagnóstico das operações da função de distância de dispositivos de proteção em linhas de transmissão, como intelligent electronic devices (IEDs), objetivando a simplificação das avaliações pós-faltas pelas equipes de engenharia e do processo de confecção de relatórios sobre a ocorrência para as agências reguladoras. Essa metodologia é desenvolvida utilizando uma técnica model-based com raciocínio de consistência, baseada na simulação de um comportamento de referência para os equipamentos em diagnóstico frente às condições da ocorrência e na comparação dos resultados desse processo com as informações extraídas de campo, em busca de inconsistências. Para tanto, as dinâmicas intrínsecas aos dispositivos de proteção de distância foram tratadas com Redes de Petri Temporais Coloridas (CTPNs), uma ferramenta matemática e gráfica para solução de problemas concorrentes, assíncronos, distribuídos e/ou estocásticos, e a comparação dos sinais simulados através de um assessment score, que combina diferentes técnicas de determinação de igualdade de forma de ondas através do uso de correlação cruzada e dos deslocamentos temporais entre sinais. A abordagem proposta habilita a avaliação de múltiplas formas de onda digitais de IEDs, ao mesmo tempo em que garante a robustez da análise frente às variações de parâmetros e configurações das redes elétricas. Ela foi validada por meio de simulações de transitórios eletromagnéticos no Alternative Transient Program (ATP) utilizando o sistema elétrico proposto pelo IEEE para teste de modelos de relés. Por fim, a abordagem desenvolvida foi utilizada, com sucesso, para avaliação de dois eventos reais de uma transmissora de energia elétrica, mostrando sua aplicabilidade em cenários práticos. |
| Abstract: | New technologies related to automation and computer intelligence have caused the increase in complexity in power systems. Although those technologies help and facilitate the operation of power networks, enabling a greater situational awareness for system operators, they can introduce a plethora of new challenges to power utilities. During a fault, the engineering team can be flooded and overloaded with data from circuit telemetry, posing a difficulty for the power system state comprehension, the operational decision making and evaluation of the event. In this thesis a methodology is proposed for assessing distance protection relay operation in transmission lines, enabling the simplification of post-fault analysis and event reporting to the regulatory agencies. This approach is developed using a model-based technique with consistency reasoning to diagnose the system, built upon the simulation of a reference behavior for the equipment and the comparison of its results with data from the field, in search for inconsistencies. To enable this approach, the distance protection dynamic behavior has been reproduced using Colored Time Petri Nets (CTPN), a graphic and mathematical tool commonly used for concurrent, asynchronous, distributed and/or stochastic processes. A waveform comparison based on an assessment score calculation, combining different techniques for signal similarity determination, such as cross-correlation and temporal displacement among signals, is also proposed. The proposed methodology is able to evaluate multiple waveforms of on/off signals in intelligent electronic devices (IEDs) while granting robustness from system parameters or configurations variations. It was validated through electromagnetic transient simulations using the Alternative Transient Program (ATP) and IEEE’s proposed network for relay model testing. To prove its capacities in evaluating real occurrences, it was used to analyze two events occurred in a transmission utility, presenting correct results. |
| Subject: | Engenharia elétrica Energia elétrica - Proteção Redes de petri Sistemas elétricos de potência |
| language: | por |
| metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| metadata.dc.publisher.department: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/38663 |
| Issue Date: | 28-Jul-2021 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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