Este trabalho apresenta uma análise e estudo comparativo de algumas técnicas de filtragem digital para obtenção dos componentes fundamentais (60 Hz) dos sinais de tensão e corrente de uma linha de transmissão de energia sob condição de curto-circuito. Este estudo é de importância fundamental para o desenvolvimento de algoritmos aplicados a proteção digital de sistemas elétricos de potência. As técnicas estudadas são baseadas na teoria da Transformada Discreta de Fourier, funções Walsh e na teoria do filtro de Kalman. Foram dados dois enfoques ao estudo: no primeiro, são analisadas as técnicas não recursivas, com a implementação dos filtros baseados na teoria de Fourier e funções Walsh e, no segundo são analisadas as técnicas recursivas, com a implementação dos filtros baseados na teoria do filtro de Kalman e novamente na teoria de Fourier. / This work introduces an analysis and a comparative study of some of the techniques for digital filtering of the voltage and current waveforms from faulted transmission lines. This study is of fundamental importance for the development of algorithms applied to digital protection of electric power systems. The techniques studied are based on the Discret Fourier Transform theory, the Walsh functions and the Kalman filter theory. Two aspects were emphasised in this study: Firstly, the non-recursive techniques were analysed, with the implementation of filters based on the Fourier theory and the Walsh functions. Secondly, recursive techniques were analysed, with the implementation of the filters based on the Kalman theory and once more on the Fourier theory.

Este trabalho apresenta uma análise e estudo comparativo de algumas técnicas de filtragem digital para obtenção dos componentes fundamentais (60 Hz) dos sinais de tensão e corrente de uma linha de transmissão de energia sob condição de curto-circuito. Este estudo é de importância fundamental para o desenvolvimento de algoritmos aplicados a proteção digital de sistemas elétricos de potência. As técnicas estudadas são baseadas na teoria da Transformada Discreta de Fourier, funções Walsh e na teoria do filtro de Kalman. Foram dados dois enfoques ao estudo: no primeiro, são analisadas as técnicas não recursivas, com a implementação dos filtros baseados na teoria de Fourier e funções Walsh e, no segundo são analisadas as técnicas recursivas, com a implementação dos filtros baseados na teoria do filtro de Kalman e novamente na teoria de Fourier. / This work introduces an analysis and a comparative study of some of the techniques for digital filtering of the voltage and current waveforms from faulted transmission lines. This study is of fundamental importance for the development of algorithms applied to digital protection of electric power systems. The techniques studied are based on the Discret Fourier Transform theory, the Walsh functions and the Kalman filter theory. Two aspects were emphasised in this study: Firstly, the non-recursive techniques were analysed, with the implementation of filters based on the Fourier theory and the Walsh functions. Secondly, recursive techniques were analysed, with the implementation of the filters based on the Kalman theory and once more on the Fourier theory.

[pt] Esta pesquisa propõe a implementação de um simulador para investigar o comportamento dinâmico dos sistemas elétricos de potência e a sua estabilidade. É introduzida uma nova abordagem para simulação de redes elétricas lineares, que segue as técnicas básicas e os modelos utilizados no EMTP (simulador tradicional), porém levando vantagem ao utilizar propriedades de filtragem digital multitaxa. O simulador proposto decompõe o sinal e a rede em sub-bandas de freqüência, cada uma delas operada independentemente, o que torna o processo bastante interessante para a implementação utilizando processamento em paralelo. O passo de integração nas simulações das sub-bandas é sempre maximizado, reduzindo a carga computacional. A simulação permite a detecção em tempo real de sub-bandas que poderiam ser momentaneamente desconectadas, sem perda de precisão no resultado final. Este comportamento adaptativo aumenta a eficiência do simulador, ajustando a complexidade do modelo de acordo com os requisitos da simulação. / [en] This work proposes the implementation of a simulator to investigate the dynamic behavior and the stability of electric power systems. A new approach to linear electric network simulation is introduced, closely following the EMTP basic techniques and models, but taking advantage of multirate digital filter properties. The final simulator decomposes signals and network models into subbands of frequencies, each of them independently operated, allowing parallel processing The integration time step in the subband simulations is always maximized, reducing computational burden. The simulation permits online detection of subbands that could be momentarily disconnected with negligible loss of accuracy in the final result. This adaptive feature further improves efficiency, adjusting the network model complexity, according to the simulation requirements.