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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Cálculo de correntes de curto-circuito e ajuste dos relés de proteção em microrredes
Authors: Daniel Amaral Pinheiro
First Advisor: Clever Sebastiao Pereira Filho
First Co-advisor: Sidelmo Magalhaes Silva
Abstract: Este trabalho apresenta o desenvolvimento e implementação de uma metodologia de cálculo de correntes de curto-circuito em microrredes, visando a aplicação nos ajustes de corrente dos relés de proteção. Inicialmente, é apresentada uma revisão bibliográfica, onde são abordadas as legislações internacionais e nacionais utilizadas nas instalações, as tecnologias de geração distribuída e sistemas de armazenamento de energia, os benefícios da implantação referentes à qualidade de energia, confiabilidade e resiliência e as principais características de arquiteturas relativas à operação e controle. Em seguida, é introduzido o tema de proteção de microrredes, onde as principais características de interface com o sistema elétrico, incluindo os impactos de sua conexão no sistema de proteção, são detalhadas. Posteriormente, são abordadas as metodologias presentes na literatura referentes ao cálculo de curto-circuito nas microrredes, onde suas características mais importantes e limitações são analisadas. Tendo como base as referências teóricas estudadas e também o método da superposição de circuitos elétricos, é desenvolvida uma nova metodologia de cálculo das correntes de curto-circuito que ocorrem internamente às microrredes. A superposição de circuitos é aplicada para as fontes provenientes de máquinas síncronas e um novo método de cálculo que utiliza matrizes dinâmicas é desenvolvido para as fontes provenientes de sistemas fotovoltaicos. Todas as etapas envolvidas na concepção da metodologia são detalhadas, incluindo as equações matemáticas que regem o sistema e a implementação em ambiente computacional de um programa para efetuar de forma automática os cálculos. Este programa é utilizado para simulação em uma arquitetura de microrrede proposta e apresenta bons resultados referentes ao cálculo das correntes de curto-circuito nas barras e elementos da instalação. Na etapa final do trabalho, é desenvolvida uma interface gráfica para operação e controle da microrrede, onde os valores de correntes obtidos na simulação são utilizados nos ajustes dos pontos de atuação dos relés de proteção, visando a coordenação e seletividade entre os mesmos.
Abstract: This work presents the development and implementation of a methodology for the calculation of short circuit currents in microgrids, aiming at the application in the protective relays current adjustments. Initially, a bibliographic review is presented, which addresses the international and national legislation used in the installations, distributed generation technologies and energy storage systems, the benefits of the implantation referring to the power quality, reliability and resilience and the main characteristics of the operation and control architectures. Then, the theme of microgrids protection is introduced, where the main characteristics of the interface with the electrical power grid, including the impacts of its connection in the protection system, are detailed. After this, the methodologies present in the literature regarding the short circuit calculation in microgrids are discussed, where their most important characteristics and limitations are analyzed. Based on the theoretical references studied and also the method of superposition of electric circuits, a new methodology is developed to calculate the short circuit currents that occur internally to the microgrids. The superposition of circuits is applied to the sources from synchronous machines and a new calculation method using dynamic matrices is developed for the sources from photovoltaic systems. All the steps involved in the design of the methodology are detailed, including the mathematical equations that govern the system and the implementation of a program to run automatically the calculations. This program is used for simulation in a microgrid architecture proposed and presents good results regarding the calculation of the short circuit currents in the bars and elements of the installation. In the final stage of the work, a graphical interface is developed for the operation and control of the microgrid, where the values of currents obtained in the simulation are used in the adjustment of the points of operation for the protective relays, aiming the coordination and selectivity between them.
Subject: Curtos-circuitos
Engenharia elétrica
Relés de proteção
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AYRGWJ
Issue Date: 7-Feb-2018
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