LIMA, R. S. G. Autosintonia de controladores PI para malha de corrente de uma máquina à relutância variável. 2006. 114 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2006. / Submitted by João silva (jpauloqxb@gmail.com) on 2016-06-08T15:46:44Z No. of bitstreams: 1 2006_dis_rsglima.pdf: 2029024 bytes, checksum: 4f565b599a99558403906ef5db4cd7d7 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-07-25T13:36:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_dis_rsglima.pdf: 2029024 bytes, checksum: 4f565b599a99558403906ef5db4cd7d7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-25T13:36:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_dis_rsglima.pdf: 2029024 bytes, checksum: 4f565b599a99558403906ef5db4cd7d7 (MD5) Previous issue date: 2006-03 / This work has as objective to drive of a the variable reluctance machine with current loop, controlled through a controller PI (Proportional Integral). The parameters of the controller are auto-tuning through of one technique of identification using the method of relay. A great number of auto-tuning methods can be found in literature, which if they mainly differentiate for the amount of required information. In the case of the method developed in this work, a strategy searched that requested one reduced number of parameters keeping the amount of necessary information for auto-tuning of the controller. The auto-tuning implemented in this work is based on the method relay reference, in which to get the critical parameters of the process presumes the generation of symmetrical oscillations (cycles limits) during the feeding the relay. This type of applied methodology the identification of processes, assures the integrity of the drive system, besides having as main advantage its simplicity of execution. How much to the methods of tuning of controller PI of the current loop. The traditional method of auto-tuning is implemented whose the parameters had been gotten by Ziegler-Nichols, and a method modified in the direction to become more flexible the specifications given for phase and gain for the closed loop. The implementation of the algorithm of controller PI was elaborated in language C, with a hardware structure type computer, thus including a board of developed acquisition and a converter asymmetric half bridge, responsible for the direct feeding of the phases of the machine according to a keying strategy. They are presented resulted experimental of the drive system. / Este trabalho tem como objetivo o acionamento de uma máquina a relutância variável com malha de corrente, controlado através de um controlador PI (Proporcional Integral). Os parâmetros do controlador são autosintonizado através de uma técnica de identificação utilizando o método do relê. Um grande número de métodos de autosintonia pode ser encontrado na literatura, os quais se diferenciam principalmente pela quantidade de informações requeridas. No caso do método desenvolvido neste trabalho, buscou-se uma estratégia que solicitasse um reduzido número de parâmetros mantendo a quantidade de informações necessárias para autosintonia do controlador. A auto-sintonia implementada neste trabalho é baseada no método referência relé, na qual para obter os parâmetros críticos do processo presume a geração de oscilações simétricas (ciclos limites) durante a alimentação a relé. Este tipo de metodologia aplicada a identificação de processos, assegura a integridade do sistema de acionamento, além de ter como vantagem principal a sua simplicidade de execução. Quanto aos métodos de sintonia do controlador PI das malhas de corrente. Implementa-se um método de autoajuste tradicional cujos parâmetros foram obtidos por Ziegler-Nichols, e um método modificado no sentido de tornar mais flexível as especificações dadas por fase e ganho para a malha fechada. A implementação do algoritmo do controlador PI foi elaborada em linguagem C, com uma estrutura de hardware tipo computador, incluindo assim uma placa de aquisição desenvolvida e um conversor meia ponte assimétrica, responsável pela alimentação direta das fases da máquina segundo uma estratégia de chaveamento. São apresentados resultados experimentais do sistema de acionamento.

Nas subestações das grandes concessionárias de distribuição de energia elétrica coexistem sistemas de proteção com diferentes tecnologias, formados por relés eletromecânicos, estáticos e digitais, que, em alguns casos, continuarão funcionando por algumas décadas. Essa diversidade de tecnologias implica em sistemas com características de hardware e software diferentes, o que dificulta a implantação de funcionalidades locais e remotas que sejam interoperáveis. Dessa forma, torna-se interessante desenvolver um sistema baseado nas diferentes plataformas de proteção do mercado, com o objetivo de integrar as informações dos relés de proteção de diferentes tecnologias e que se comunicam através de protocolos distintos, criando uma base de dados homogênea. Para isso é necessário realizar uma coleta de dados provenientes dos vários relés de proteção e disponibilizar as informações do sistema de proteção para uma base de dados, através de uma interface de protocolos, onde essas informações possam ser tratadas de maneira uniforme e organizadas de forma estruturada, otimizando a funcionalidade local da instalação e podendo alimentar um sistema central de gestão. / In substations of large electric power distribution companies coexist protection systems with different technologies, comprised of electromechanical, static and digital relays that, in some cases, will continue to work for a few decades. This technology diversity implies in systems with different features of hardware and software, which hampers the implementation of local and remote functionalities that are interoperable. It would be interesting to develop a system based on integrated functional use of different protection platforms on the market, aiming to integrate the information of protective relays from different technologies that communicate with different protocols, creating a homogeneous database. It would be necessary a collection of data from the various protection relays that, through an interface protocols, provide information from the protection system for a database where information can be treated uniformly and organized in a structured manner, optimizing the local functionalities and feeding a central management system.

Nas subestações das grandes concessionárias de distribuição de energia elétrica coexistem sistemas de proteção com diferentes tecnologias, formados por relés eletromecânicos, estáticos e digitais, que, em alguns casos, continuarão funcionando por algumas décadas. Essa diversidade de tecnologias implica em sistemas com características de hardware e software diferentes, o que dificulta a implantação de funcionalidades locais e remotas que sejam interoperáveis. Dessa forma, torna-se interessante desenvolver um sistema baseado nas diferentes plataformas de proteção do mercado, com o objetivo de integrar as informações dos relés de proteção de diferentes tecnologias e que se comunicam através de protocolos distintos, criando uma base de dados homogênea. Para isso é necessário realizar uma coleta de dados provenientes dos vários relés de proteção e disponibilizar as informações do sistema de proteção para uma base de dados, através de uma interface de protocolos, onde essas informações possam ser tratadas de maneira uniforme e organizadas de forma estruturada, otimizando a funcionalidade local da instalação e podendo alimentar um sistema central de gestão. / In substations of large electric power distribution companies coexist protection systems with different technologies, comprised of electromechanical, static and digital relays that, in some cases, will continue to work for a few decades. This technology diversity implies in systems with different features of hardware and software, which hampers the implementation of local and remote functionalities that are interoperable. It would be interesting to develop a system based on integrated functional use of different protection platforms on the market, aiming to integrate the information of protective relays from different technologies that communicate with different protocols, creating a homogeneous database. It would be necessary a collection of data from the various protection relays that, through an interface protocols, provide information from the protection system for a database where information can be treated uniformly and organized in a structured manner, optimizing the local functionalities and feeding a central management system.

Orientador: Fujio Sato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T20:17:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_Wagnerde_M.pdf: 29762769 bytes, checksum: a8dc59d5c389eb687d639b8519c57213 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Neste trabalho, intitulado "Simulação para a Avaliação do Desempenho do Sistema de Proteção de Distância de uma Linha de Transmissão de 500 kV", são descritos os princípios básicos das proteções dos sistemas de potência, a evolução dos equipamentos e dos procedimentos de ensaios, simulações em tempo real, análise de desempenho de um sistema de proteção de linha de transmissão e simulações no modelo computacional. Nos Capítulo 1 e 2 são destacados alguns aspectos importantes do sistema de potência, seguido de noções de proteção de linhas de transmissão, realçando os relés de distância e o esquema de teleproteção. No Capítulo 3 são descritos a evolução dos equipamentos e procedimentos para os ensaios, concomitante aos avanços tecnológicos dos relés de proteção, desde os relés eletromecânicos até os relés numéricos. No Capítulo 4 são descrito as simulações em tempo real e as análises dos resultados. Estas simulações foram executadas na LT 500 kV Tucuruí-Vila do Conde que integra o Sistema Norte-Nordeste da ELETRONORTE e EATE, utilizando o RTDS. As saídas em forma de sinais analógicos (tensões e correntes) e digitais (eventos) possibilitaram as análises de desempenhos dos relés, do sistema de teleproteção e disjuntores. E no Capítulo 5 temos a parte final da dissertação, demonstrando o desenvolvimento de um modelo computacional para simular as trajetórias das impedâncias de faltas de forma a confrontá-las com as características quadrilaterais de impedância do relé de distância REL 531 no plano R-X utilizado durante a simulação no RTDS, o que permitiu a análise dos ajustes das zonas de proteção / Abstract: This work, entitled "Simulation for Performance Evaluation System of Distance Protection of a Transmission Line 500 kV," describes the basic principles of protection of power systems, the evolution of equipment's and testing procedures, real-time simulations performance analysis of a system of protection of transmission line and the computer model simulations. In Chapter 1 and 2 are highlights some important aspects of the power system, followed by notions of protection of transmission lines, enhancing distance relays and pilot relaying scheme. In Chapter 3 describes the evolution of equipment and procedures for testing, concomitant technological advances of protective relays from electromechanical relays by numerical relays Described in Chapter 4 are the real-time simulations and analyzes of the results. These simulations were performed at 500 kV Tucuruí-Vila do Conde system which integrates the North and Northeast ELETRONORTE and EATE using the RTDS. The outputs in the form of analog signals (voltages and currents) and digital signals (events) enabled the analysis of performances of relays, pilot relaying scheme (teleprotection system) and circuit breakers. In the Chapter 5, we have the final part of the dissertation, demonstrating the development of a computational model to simulate the trajectories of impedances faults in order to compare them with the quadrilateral characteristics parameters of the distance protection zones REL 531 line protection plane used during R-X RTDS simulation, which allowed the analysis of the protection zone adjustments / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

O ilhamento intencional quando desenvolvido em modo seguro pode ser considerado uma solução viável à promoção da confiabilidade das redes elétricas na presença de geradores distribuídos. Diante disso, esta tese de doutorado propõe metodologias que definem os ajustes das proteções do ponto de acoplamento comum e do gerador para viabilizar tecnicamente o ilhamento intencional, permitindo também avaliar a probabilidade de sucesso deste quando não planejado por um período de operação da rede. As metodologias propostas consideram os relés de deslocamento de fase ou \"salto de vetor\", relés de taxa de variação de frequência e os relés de sub/sobrefrequência convencionais. Estas metodologias baseiam-se na associação direta do tempo de detecção do ilhamento e do tempo de restrição. Estes tempos são oriundos da capacidade de detecção de ilhamento do relé baseado em medidas de frequência do ponto de acoplamento comum e da proteção do gerador. Os resultados foram consistentes e além de determinar a viabilidade técnica do ilhamento intencional de geradores distribuídos, permitiram avaliar a probabilidade de sucesso do ilhamento intencional. Adicionalmente, as metodologias permitiram definir quando possível os ajustes das proteções mais adequados à operação segura da ilha. / The intentional islanding when perfomed in a safe way can be considered a viable solution to the promotion of the reliability of the electrical networks in the presence of distributed generators. In this context, this doctoral thesis proposes methodologies that define the adjustments of the protections of the point of common coupling and the generator to technically enable the intentional islanding and allow to evaluate the probability of successful islanded operation. The proposed methodologies consider the vector surge or \"vector jump relays\", the rate of change of frequency and conventional under/overfrequency relays for islanding detection purposes, and the under/overfrequency relays to protect the generator. These methodologies are based on the direct association of the islanding detection time and the restriction time, and on their relation with the active power imbalance of the island. The detection and restriction times are derived from the islanding detection capability of the previous-mentioned relays, and from the generator protection, respectivelly. The results showed that the methodologies were able to identify favourable conditions for a successful islanded operation, and allowed assessing its probability of occurrence given different conditions of load and generation power imbalance. Additionally, the methodologies allowed to define, when possible, the adjustments of the most adequate protections for the isolated operation of the microgrid.

O ilhamento intencional quando desenvolvido em modo seguro pode ser considerado uma solução viável à promoção da confiabilidade das redes elétricas na presença de geradores distribuídos. Diante disso, esta tese de doutorado propõe metodologias que definem os ajustes das proteções do ponto de acoplamento comum e do gerador para viabilizar tecnicamente o ilhamento intencional, permitindo também avaliar a probabilidade de sucesso deste quando não planejado por um período de operação da rede. As metodologias propostas consideram os relés de deslocamento de fase ou \"salto de vetor\", relés de taxa de variação de frequência e os relés de sub/sobrefrequência convencionais. Estas metodologias baseiam-se na associação direta do tempo de detecção do ilhamento e do tempo de restrição. Estes tempos são oriundos da capacidade de detecção de ilhamento do relé baseado em medidas de frequência do ponto de acoplamento comum e da proteção do gerador. Os resultados foram consistentes e além de determinar a viabilidade técnica do ilhamento intencional de geradores distribuídos, permitiram avaliar a probabilidade de sucesso do ilhamento intencional. Adicionalmente, as metodologias permitiram definir quando possível os ajustes das proteções mais adequados à operação segura da ilha. / The intentional islanding when perfomed in a safe way can be considered a viable solution to the promotion of the reliability of the electrical networks in the presence of distributed generators. In this context, this doctoral thesis proposes methodologies that define the adjustments of the protections of the point of common coupling and the generator to technically enable the intentional islanding and allow to evaluate the probability of successful islanded operation. The proposed methodologies consider the vector surge or \"vector jump relays\", the rate of change of frequency and conventional under/overfrequency relays for islanding detection purposes, and the under/overfrequency relays to protect the generator. These methodologies are based on the direct association of the islanding detection time and the restriction time, and on their relation with the active power imbalance of the island. The detection and restriction times are derived from the islanding detection capability of the previous-mentioned relays, and from the generator protection, respectivelly. The results showed that the methodologies were able to identify favourable conditions for a successful islanded operation, and allowed assessing its probability of occurrence given different conditions of load and generation power imbalance. Additionally, the methodologies allowed to define, when possible, the adjustments of the most adequate protections for the isolated operation of the microgrid.

A proteção diferencial é o esquema preferido para proteção de equipamentos e linhas de transmissão. A proteção diferencial exige que informações de todos terminais de zona sob proteção sejam usados para calcular a corrente diferencial. Se esta corrente excede um determinado limite significa que uma falta pode existir na zona protegida. Tais cálculos devem ser executados em cada terminal, consequentemente deve existir um rápido canal de comunicação entre todos os terminais de linha. Este trabalho apresenta o desenvolvimento do algoritmo de uma proteção diferencial digital de linhas de transmissão com compensação em série. O algoritmo proposto foi implementado em Matlab e foi testado com os mais diferentes tipos de faltas simuladas no programa ATP (Alternative Transients Program). Os resultados comprovam o correto funcionamento do algoritmo. O uso de tecnologias atuais de sincronização por GPS (Global Positioning System) e transmissão de dados em banda larga, resolvem antigos problemas da implementação de proteções diferenciais em linhas de transmissão. / The differential protection is the preferred scheme to protect equipment and transmission lines. The differential protection needs information from all terminals of a protected zone to be used to calculate the differential current. If the current exceeds the threshold level, it means that a fault may exist in the protected zone. These computations must be made on each terminal, consequently a fast communication channel connecting all terminals must exist. This work presents the development of a digital differential protection algorithm for series compensated transmission lines. The algorithm was implemented in Matlab and it was tested with the most different variety of faults simulated with ATP (Alternative Transients Program) software. The results proved the correct operation of the algorithm. The use of modern technologies of synchronization such as GPS (Global Positioning System) and data transmission by wide band solved old problems presented by the implementation of differential protection in transmission lines.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This dissertation proposes two methodologies for the phasor estimation on protective relays in Electrical Power Systems. Firstly, a theoretical introduction of signal processing, the structure of a protective relay and phasor estimation algorithms is presented, including some of the algorithms used on the electrical system, as well as the two proposed methodologies. The first one makes use of the concept of curve-fitting, while the other uses Artificial Neural Networks, both with the goal of performing the real-time estimation of the signal amplitude and phase angle. Secondly, it is made a comparative analysis of the two proposed methods with four well-known and currently used algorithms. This comparison is made through the creation of several test signals with different simulation parameters. From these simulations, six performance indexes are used for the quantitative evaluation of each algorithm, from where the most effective method can be determined through the arithmetic mean of these indexes. Lastly, after all the simulation cases have been presented, a summary of the characteristics of each algorithm is made, based in their numerical results. Then, based on the values obtained on each performance index, the strong and weak points are highlighted, as well as the general classification of each method. / Essa dissertação propõe duas metodologias para a estimação fasorial em relés de proteção em Sistemas Elétricos de Potência. Primeiramente é apresentada uma introdução teórica ao processamento de sinais, à estrutura do relé de proteção, e aos algoritmos de estimação fasorial propriamente ditos, incluindo alguns dos algoritmos utilizados no sistema elétrico, assim como as duas metodologias propostas. A primeira delas faz uso do conceito de ajuste de curvas, enquanto que a segunda utiliza Redes Neurais Artificiais, ambas com o objetivo de realizar a estimação da amplitude e ângulo de fase de um sinal em tempo real. Em um segundo momento, é feita a análise comparativa dos dois métodos propostos com quatro algoritmos bastante conhecidos e utilizados nos relés numéricos. A comparação é feita através da criação de diversos sinais de teste com diferentes parâmetros de simulação. A partir dessas simulações, são usados seis índices de desempenho para a avaliação quantitativa de cada algoritmo, de onde, a partir da média aritmética destes índices, pode-se determinar o método mais eficaz para cada caso. Por fim, após todos os testes terem sido realizados, com base em seus resultados numéricos, é realizada uma condensação das características de cada algoritmo. Com base nos valores obtidos em cada índice de desempenho, são destacados os pontos fortes e fracos, bem como a classificação geral de cada método.

A proteção diferencial é o esquema preferido para proteção de equipamentos e linhas de transmissão. A proteção diferencial exige que informações de todos terminais de zona sob proteção sejam usados para calcular a corrente diferencial. Se esta corrente excede um determinado limite significa que uma falta pode existir na zona protegida. Tais cálculos devem ser executados em cada terminal, consequentemente deve existir um rápido canal de comunicação entre todos os terminais de linha. Este trabalho apresenta o desenvolvimento do algoritmo de uma proteção diferencial digital de linhas de transmissão com compensação em série. O algoritmo proposto foi implementado em Matlab e foi testado com os mais diferentes tipos de faltas simuladas no programa ATP (Alternative Transients Program). Os resultados comprovam o correto funcionamento do algoritmo. O uso de tecnologias atuais de sincronização por GPS (Global Positioning System) e transmissão de dados em banda larga, resolvem antigos problemas da implementação de proteções diferenciais em linhas de transmissão. / The differential protection is the preferred scheme to protect equipment and transmission lines. The differential protection needs information from all terminals of a protected zone to be used to calculate the differential current. If the current exceeds the threshold level, it means that a fault may exist in the protected zone. These computations must be made on each terminal, consequently a fast communication channel connecting all terminals must exist. This work presents the development of a digital differential protection algorithm for series compensated transmission lines. The algorithm was implemented in Matlab and it was tested with the most different variety of faults simulated with ATP (Alternative Transients Program) software. The results proved the correct operation of the algorithm. The use of modern technologies of synchronization such as GPS (Global Positioning System) and data transmission by wide band solved old problems presented by the implementation of differential protection in transmission lines.

Orientadores: Andre Luiz Morelato França, Walmir de Freitas Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T02:54:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VieiraJunior_JoseCarlosdeMelo_D.pdf: 1983649 bytes, checksum: 2abfcaa471b650a7138b798950c476a7 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Uma das principais funções dos sistemas de proteção de geradores distribuídos conectados em redes de subtransmissão ou de distribuição de energia elétrica é desconectá-los tão logo uma situação de ilhamento seja detectada. O ilhamento ocorre quando parte da rede elétrica é desconectada do restante do sistema da concessionária, mas continua a ser energizada por um ou mais geradores distribuídos conectados a ela, formando um subsistema isolado da concessionária. Esta ocorrência deve ser evitada porque coloca em risco a segurança de pessoas e equipamentos e pode deteriorar a qualidade da energia suprida aos consumidores locais. Neste contexto, esta tese de doutorado propõe novas metodologias para avaliar de forma sistemática e ajustar alguns dos principais relés de proteção anti-ilhamento de geradores síncronos. As técnicas analisadas compreendem os relés de deslocamento de fase ou ¿salto de vetor¿, relés de taxa de variação de freqüência, relés de sub/sobrefreqüência convencionais e os relés de sub/sobretensão convencionais. A aplicação das metodologias desenvolvidas mostrou que elas são ferramentas eficientes para avaliar e determinar o desempenho desses relés quanto à detecção de ilhamentos, auxiliando na seleção dos esquemas de proteção e ajustes mais adequados / Abstract: One of the main functions of distributed generators¿ protection systems is the capability to disconnect the generators immediately after an islanding occurrence is detected. Islanding occurs when a portion of the distribution system is disconnected from the utility grid, yet remains energized by one or more distributed generators connected to it. This operating condition should be avoided because it poses safety risks to utility personnel and equipments as well as it can cause power quality problems to the local costumers. In this context, this thesis proposes new methodologies to systematically evaluate and adjust some anti-islanding techniques applied to synchronous generators. The techniques analyzed are the under/over frequency relays, the rate of change of frequency (ROCOF) relays, the vector surge or vector jump relays and the under/overvoltage relays. The results have shown that the proposed methodologies can be efficient tools to evaluate and to determine the performance of these anti-islanding relays, consequently, they can help protection engineers to select the most proper protection devices and their settings / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica