Orientador: Jose Sanches Mantovani / Resumo: Neste trabalho propõe-se um método para a localização de faltas que, em conjunto com a lógica de um relé diferencial numérico, deve ser usado para proteção de linhas de transmissão com compensação série controlada por tiristores (TCSC). Este método visa solucionar o problema de localização de faltas melhorando a precisão dos algoritmos que utilizam medições de sinais de tensão e corrente numa terminação da linha de transmissão. O cálculo da distância entre a terminação da linha de transmissão e o ponto de incidência da falta é realizado utilizando dois procedimentos: um para faltas produzida no trecho entre a terminação local da linha de transmissão e o TCSC; e o outro para faltas no trecho entre o TCSC e a terminação remota. A detecção do trecho de incidência da falta é obtido usando as medições de escorregamento angular dos sinais de corrente em ambos os extremos da linha de transmissão e a medição da resistência de falta no extremo local, que é variável durante o intervalo de início até um ciclo depois da ocorrência da falta. A aplicação da lógica difusa na comparação destas medições permite detectar com precisão o trecho com falta. O método proposto foi testado usando um sistema teste da literatura onde múltiplos casos de faltas em diferentes pontos da linha de transmissão foram simulados. Os resultados mostram a capacidade do algoritmo em localizar precisamente a posição de ocorrência da falta. / Abstract: This paper proposes a methodology for locating faults in transmission lines with thyristor-controlled series compensation (TCSC) that are protected by numerical differential relays. The proposed methodology aims to overcome problems of fault location improving the accuracy of algorithms that use voltage and current measurement signals from a transmission line termination. The calculation of the distance between the transmission line termination and the fault incidence point employs two procedures: one for faults in the transmission line section limited by the local termination and TCSC; and other for faults in the section limited by the TCSC and remote termination. The detection of the fault incidence section is achieved using measurements of angular deviation for both transmission line terminations and the measurement of fault resistance in the local termination, which varies during the interval from the beginning to one cycle after the fault occurrence. The use of fuzzy logic for comparing these measurements permits the accurate detection of the fault incidence section. The proposed method is tested using a test system from literature system where multiple fault cases in different positions of the transmission line are simulated. The results show the algorithm capability to locate accurately the position of fault occurrence. / Mestre

Submitted by NELSON GIOVANNY ROMERO TAQUIRE (romero.taquire.nelson@gmail.com) on 2016-05-20T21:35:24Z No. of bitstreams: 1 NelsonGiovannyRomeroTaquire2016.pdf: 3534022 bytes, checksum: 59ecb7956af007830fd18b15c10562c2 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-05-24T13:42:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 taquire_ngr_me_ilha.pdf: 3534022 bytes, checksum: 59ecb7956af007830fd18b15c10562c2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-24T13:42:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 taquire_ngr_me_ilha.pdf: 3534022 bytes, checksum: 59ecb7956af007830fd18b15c10562c2 (MD5) Previous issue date: 2016-03-21 / Fundação de Ensino, Pesquisa e Extensão de Ilha Solteira (FEPISA) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho propõe-se um método para a localização de faltas que, em conjunto com a lógica de um relé diferencial numérico, deve ser usado para proteção de linhas de transmissão com compensação série controlada por tiristores (TCSC). Este método visa solucionar o problema de localização de faltas melhorando a precisão dos algoritmos que utilizam medições de sinais de tensão e corrente numa terminação da linha de transmissão. O cálculo da distância entre a terminação da linha de transmissão e o ponto de incidência da falta é realizado utilizando dois procedimentos: um para faltas produzida no trecho entre a terminação local da linha de transmissão e o TCSC; e o outro para faltas no trecho entre o TCSC e a terminação remota. A detecção do trecho de incidência da falta é obtido usando as medições de escorregamento angular dos sinais de corrente em ambos os extremos da linha de transmissão e a medição da resistência de falta no extremo local, que é variável durante o intervalo de início até um ciclo depois da ocorrência da falta. A aplicação da lógica difusa na comparação destas medições permite detectar com precisão o trecho com falta. O método proposto foi testado usando um sistema teste da literatura onde múltiplos casos de faltas em diferentes pontos da linha de transmissão foram simulados. Os resultados mostram a capacidade do algoritmo em localizar precisamente a posição de ocorrência da falta. / This paper proposes a methodology for locating faults in transmission lines with thyristor-controlled series compensation (TCSC) that are protected by numerical differential relays. The proposed methodology aims to overcome problems of fault location improving the accuracy of algorithms that use voltage and current measurement signals from a transmission line termination. The calculation of the distance between the transmission line termination and the fault incidence point employs two procedures: one for faults in the transmission line section limited by the local termination and TCSC; and other for faults in the section limited by the TCSC and remote termination. The detection of the fault incidence section is achieved using measurements of angular deviation for both transmission line terminations and the measurement of fault resistance in the local termination, which varies during the interval from the beginning to one cycle after the fault occurrence. The use of fuzzy logic for comparing these measurements permits the accurate detection of the fault incidence section. The proposed method is tested using a test system from literature system where multiple fault cases in different positions of the transmission line are simulated. The results show the algorithm capability to locate accurately the position of fault occurrence.

Este trabalho apresenta o estudo e o desenvolvimento de um algoritmo híbrido para detecção, classificação e localização de faltas em sistemas com três terminais utilizando como principal ferramenta a transformada wavelet (TW) em suas versões discreta (TWD) e estacionária (TWE). O algoritmo é dito híbrido, pois alia duas metodologias para localizar a falta. A primeira baseada na análise de componentes de alta freqüência (ondas viajantes) e a segunda, baseada na extração dos componentes fundamentais para o cálculo da impedância aparente. A metodologia proposta foi concebida de maneira a trabalhar com dados sincronizados dos três terminais ou apenas dados locais para estimar a localização da falta. O localizador híbrido escolhe automaticamente qual a melhor técnica de localização ser utilizada para alcançar uma localização confiável e precisa. Deste modo, um método pode suprir as dificuldades do outro, ou, no mínimo, fornecer mais informações para que, junto ao conhecimento do operador, uma localização próxima da ótima possa ser alcançada. Com o objetivo de testar e validar a aplicabilidade do algoritmo de localização de faltas híbrido para linhas com três terminais, utilizou-se de dados de sinais faltosos obtidos através de simulações do software ATP (Altenative Transients Program), levando-se em conta a variação de diversos parâmetros que poderiam influenciar o desempenho do algoritmo proposto. Os resultados alcançados pelo algoritmo frente às situações avaliadas são bastante animadores, apontando a uma promissora aplicabilidade do mesmo. / This work presents a study and development of a hybrid algorithm for fault detection, classification and location in tree terminal lines based on wavelet transform (WT). It will be presented in two versions: discrete wavelet transform (DWT) and stationary wavelet transform (SWT). The algorithm is called hybrid because it uses two fault location methodologies: one based on fundamental components and other based on traveling waves. The proposed methodology works either with synchronized tree terminal data or only local data. The hybrid fault locator chooses automatically which location technique to be used in order to reach a reliable and accurate fault location. In this manner, this technique can avoid some difficulties present in other techniques, aiming to reach an optimized fault location. The proposed hybrid fault location was evaluated by simulated fault signals obtained by alternative transient program (ATP). In the tests, several parameters, which would influence the performance of the hybrid algorithm, were varied, such as: fault inception angle, fault resistance, fault type, etc. The results obtained by the proposed methodology are very encouraging and it points out to a very promising application.

Este trabalho apresenta o estudo e o desenvolvimento de um algoritmo híbrido para detecção, classificação e localização de faltas em sistemas com três terminais utilizando como principal ferramenta a transformada wavelet (TW) em suas versões discreta (TWD) e estacionária (TWE). O algoritmo é dito híbrido, pois alia duas metodologias para localizar a falta. A primeira baseada na análise de componentes de alta freqüência (ondas viajantes) e a segunda, baseada na extração dos componentes fundamentais para o cálculo da impedância aparente. A metodologia proposta foi concebida de maneira a trabalhar com dados sincronizados dos três terminais ou apenas dados locais para estimar a localização da falta. O localizador híbrido escolhe automaticamente qual a melhor técnica de localização ser utilizada para alcançar uma localização confiável e precisa. Deste modo, um método pode suprir as dificuldades do outro, ou, no mínimo, fornecer mais informações para que, junto ao conhecimento do operador, uma localização próxima da ótima possa ser alcançada. Com o objetivo de testar e validar a aplicabilidade do algoritmo de localização de faltas híbrido para linhas com três terminais, utilizou-se de dados de sinais faltosos obtidos através de simulações do software ATP (Altenative Transients Program), levando-se em conta a variação de diversos parâmetros que poderiam influenciar o desempenho do algoritmo proposto. Os resultados alcançados pelo algoritmo frente às situações avaliadas são bastante animadores, apontando a uma promissora aplicabilidade do mesmo. / This work presents a study and development of a hybrid algorithm for fault detection, classification and location in tree terminal lines based on wavelet transform (WT). It will be presented in two versions: discrete wavelet transform (DWT) and stationary wavelet transform (SWT). The algorithm is called hybrid because it uses two fault location methodologies: one based on fundamental components and other based on traveling waves. The proposed methodology works either with synchronized tree terminal data or only local data. The hybrid fault locator chooses automatically which location technique to be used in order to reach a reliable and accurate fault location. In this manner, this technique can avoid some difficulties present in other techniques, aiming to reach an optimized fault location. The proposed hybrid fault location was evaluated by simulated fault signals obtained by alternative transient program (ATP). In the tests, several parameters, which would influence the performance of the hybrid algorithm, were varied, such as: fault inception angle, fault resistance, fault type, etc. The results obtained by the proposed methodology are very encouraging and it points out to a very promising application.