Please use this identifier to cite or link to this item:
http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8FAJLG| Type: | Tese de Doutorado |
| Title: | Detecção e localização de distúrbios transitórios em linhas de transmissão de energia utilizando sensores sem fio |
| Authors: | Denio Teixeira Silva |
| First Advisor: | Julio Cezar David de Melo |
| First Co-advisor: | Jose Luiz Silvino |
| First Referee: | Porfirio Cabaleiro Cortizo |
| Second Referee: | Jose Osvaldo Saldanha Paulino |
| Third Referee: | Luiz Henrique Andrade Correa |
| metadata.dc.contributor.referee4: | Fátima de Lima Procópio Duarte Figueiredo |
| metadata.dc.contributor.referee5: | Jose Luiz Silvino |
| Abstract: | Este trabalho apresenta uma aplicação de sensores sem fio em linhas de transmissão de energia para detectar e localizar distúrbios transitórios impulsivos causados por descargas atmosféricas diretas na linha e curtos-circuitos nas fases. As descargas diretas e os curtos-circuitos produzem correntes transitórias de grande magnitude e com alta taxa de variação de corrente. A corrente de retorno da descarga atmosférica que atinge diretamente o cabo pára-raios circula através do cabo e das torres em direção ao solo. O curto-circuito produz uma corrente transitória que induz uma tensão significativa no cabo pára-raios. Da mesma forma, a descarga direta na fase induz uma tensão significativa no cabo pára-raios. Essa tensão induzida no cabo pára-raios produz uma corrente transitória com alto valor de pico que circula através do cabo pára-raios e das torres em direção ao solo. Sensores sem fio, instalados no topo das torres, podem medir essas correntes. A componente transitória das correntes é maior nas torres próximas ao ponto onde ocorreu a descarga direta ou o curto-circuito. Esse comportamento é utilizado para localizar o distúrbio transiente. Cada sensor mede o pico de corrente transitória e o pico da taxa de variação da corrente que circula nas torres. Somente os sensores próximos ao distúrbio medem valores significativos de corrente nas torres. Essas medidas são digitalizadas pelos sensores e enviadas através de uma rede sem fio para um computador de localização. Nesse computador, essas medidas são analisadas através de um software de localização para identificar se o distúrbio transitório é uma descarga direta ou um curto, para localizar o vão onde ocorreu o distúrbio transitório, e para avaliar a potência no caso de uma descarga direta. No trabalho é utilizada uma abordagem de sistema e são analisadas as principais questões de todo o sistema: que medidas devem ser feitas, como as medidas são feitas, como as medidas são enviadas para processamento no computador de localização, e como são processadas essas informações. Outra questão importante que é estudada na tese é como fornecer energia aos sensores sem utilizar células fotovoltaicas e baterias, que precisam de manutenção periódica. É apresentada uma proposta de utilização da corrente de 60 Hz induzida nos cabos pára-raios para fornecer energia aos sensores, substituindo as células fotovoltaicas, e também para o uso de super capacitores, substituindo as baterias. |
| Abstract: | This work presents an application of wireless sensors in power transmission lines to detect and locate impulsive transient disturbances caused by direct lightning strokes to the line and short circuits. Direct stroke and short circuit on phases produce transient currents of great magnitude and high rate of change. The return current of the lightning stroke to shield wire flows through the wire and through the towers to earth. The short-circuit produces a transient current that induces a significant voltage along the shield wire. Similarly, a direct stroke to phase cable induces a significant voltage in the shield wire. This induced voltage produces a current with high peak value that flows though the wire and through the towers to earth. Wireless sensors installed on top of the towers, can measure these currents flowing in the towers. The transient component of the currents is greater in the towers close to the stroke or to the position of the short-circuit. This behavior is used to locate the transient disturbance. Each sensor measures the peak value of the transient current, and the peak value of the rate of change of current. Only the sensors close to the disturbance measure significant value of current in the shield wires. These analogical measurements are converted into binary data by the sensors and sent via a wireless network to a computer. In this computer, the values of the measurements are analyzed by the location software to identify whether the transient disturbance is a direct stroke or a short-circuit, to locate the span where the transient disturbance occurred, and to evaluate the power in the case of a direct stroke. In this thesis, it is used a system approach and the main issues of the whole system are analyzed: which measurements should be made, how the measurements are made, how the measurements are sent for processing on the computer location, and how this information is processed. Another important issue, studied in the thesis, is how to supply energy to sensors without using photovoltaic cells and batteries, which need periodic maintenance. It is presented a proposal to use the 60 Hz steady state current induced in the shield wires to supply power to the sensors, and to use super capacitors to replace the batteries. |
| Subject: | Engenharia elétrica |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8FAJLG |
| Issue Date: | 22-Dec-2010 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.