Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2013-03-04T20:12:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 307893.pdf: 3218275 bytes, checksum: 99df4b22aa29a1ede1e043f8cb2ed6b8 (MD5) / Relés digitais vêm gradualmente substituindo os relés eletromecânicos porque são mais sensíveis, mais flexíveis e várias funções de proteção podem ser incorporadas em um único relé multifuncional. Apesar dos avanços da tecnologia digital nas últimas décadas, algumas condições transitórias ainda podem refletir nos sistemas de comunicação e de proteção de usinas e subestações, causando operação inadequada de relés. Algumas situações normais da operação causam transitórios em sinais de tensões e correntes que podem levar a operações desnecessárias de relés. A proteção diferencial deve ser capaz de distinguir transitórios decorrentes de situações normais dos relacionados a faltas, o que aumenta a complexidade do algoritmo desta função de proteção. Normalmente, relés diferenciais permitem alguns ajustes adicionais, tais como, proteção de bloqueio por harmônicas, visando evitar operações inapropriadas. A proteção de bloqueio por harmônicas bloqueia o elemento diferencial percentual se a magnitude de determinadas componentes harmônicas ultrapassa o limiar de bloqueio. Esta dissertação de mestrado apresenta uma análise sobre as principais condições de operação que podem levar à operação indevida da proteção diferencial. Estas condições foram simuladas utilizando o programa ATP/EMTP e a modelagem de um sistema real. O modelo do transformador foi o componente principal destas simulações, onde seu núcleo é modelado por uma resistência de magnetização e um indutor não linear. Os resultados das simulações no ATP /EMTP foram convertidos no formato COMTRADE e utilizados para verificar o desempenho de um relé comercial de proteção de transformador em um laboratório de baixa tensão, empregando diversos ajustes nos relés para avaliar também a sua influência. / Digital relays have been gradually replacing electromechanical relays, because they are more sensitive, more flexible and several protection functions are available in a single device. Despite the advance of digital technology in recent decades, some transient conditions can still reflect on the communication and protection systems in substations and power plants, causing relay misoperation. Some normal operation situations cause voltage and current transients that can lead to unnecessary relay operation. Differential protection should distinguish normal transient conditions from the ones related to faults, which increases the complexity of the algorithm of this protective function. Usually, differential relays allow some additional settings, for instance, harmonic blocking protection, aiming to avoid inappropriate operation. The harmonic blocking protection blocks the percentage differential element if harmonic content of any phase is greater than the blocking threshold. This paper presents an analysis of the main operating conditions that may lead to inappropriate differential protection operation. These conditions were simulated using ATP/EMTP and the model of a real system. The transformer model was the main component of the ATP/EMTP simulations, which transformer core is represented by a resistance and a non-linear inductor. Results of simulations in the ATP /EMTP were converted into COMTRADE format files. These files were used to verify the performance of relays in a low-voltage laboratory, using various relays settings in order to evaluate their influence.

Orientador: José Roberto Sanches Mantovani / Banca: Fábio Bertequini Leão / Banca: José Carlos de Melo Vieira Junior / Resumo: Neste trabalho apresenta-se um algoritmo numérico de proteção diferencial de transformadores de potência. Neste algoritmo tem-se como principal objetivo a busca por uma eficiente discriminação entre correntes de faltas e correntes de magnetização, também conhecidas como correntes de inrush, que podem provocar a atuação indevida do relé diferencial. A transformada wavelet é utilizada para discriminar correntes de faltas de correntes de inrush utilizando o princípio de conservação de energia presente na análise multirresolução para esse tipo de transformada. O algoritmo numérico foi desenvolvido no MATLAB e a simulação do circuito elétrico usado como teste é realizada em software ATP/EMTP pela sua já consolidada utilização e confiabilidade de resultados quando se dispõe de dados técnicos reais de sistemas elétricos de potência. As simulações e resultados apresentados indicam que a técnica desenvolvida mostra-se eficiente de acordo com os comportamentos esperados de relés de proteção típicos / Abstract: In this work it is presented a numerical algorithm for transformer differential protection. The principal objective of this algorithm is the search of an efficient distinction between fault currents and magnetization currents, also known by inrush currents that can induce false tripping of differential relays. The wavelet transform is used to discern fault currents from inrush currents, using the energy conservation principle that is available in this kind of transform. The numerical algorithm was developed in the software MATLAB and the electric circuit, used as a test, is simulated in software ATP/EMTP due to its already consolidated use and reliability of results when real technical data from power electric systems are available. The presented simulations and results indicates that the developed technique is shown efficient according to typical protection relay behaviours / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:57:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 326966.pdf: 4740775 bytes, checksum: 41dc84fd530c556c8de4fce3f62c6cb1 (MD5) Previous issue date: 2014 / A inserção de unidades de Geração Distribuída nos sistemas de distribuição de energia elétrica pode trazer diversas vantagens, mas também implica em dificuldades operacionais devido principalmente às mudanças no fluxo de potência. A proteção desses sistemas é um dos aspectos mais impactados, pois seus projetos desde o estudo, compra de equipamentos e ajustes são definidos de acordo com o fluxo de potência e valores de curto-circuito. A complexidade dos estudos envolvidos na coordenação dos relés devido ao grande número de novas situações a serem consideradas pode ser tão grande que tanto a rapidez quanto a seletividade da proteção podem ser prejudicadas. Este trabalho propõe uma abordagem utilizando Sistema Multiagentes para a coordenação de relés de sobrecorrente na proteção de sistemas radiais com a inserção de geração distribuída. A arquitetura proposta permite uma coordenação on-line dos relés de sobrecorrente utilizando a comunicação entre os agentes, eliminando a complexa tarefa do estudo de coordenação tradicional. Para a avaliação do sistema proposto foram realizadas simulações em um sistema-teste baseado em um sistema real com os ajustes disponibilizados pela empresa distribuidora de energia e seus resultados comparados ao tempo de atuação do sistema proposto. Os resultados mostram um menor tempo de operação dos relés no sistema multiagente, principalmente na proteção de retaguarda, além de possibilitar a aplicação da função anti-ilhamento sem a necessidade de equipamentos adicionais.<br> / Abstract : The insertion of Distributed Generation units in distribution systems has several advantages, but also might bring disadvantages mainly due to power ow changes. The protection of these systems is one of the most affected aspects, because their projects, from the study, equipment's purchase and settings are defined according to the power ow and short-circuit levels. The complexity of the studies involved in the coordination of the relays due to the large number of new situations to be considered may be so large that speed and selectivity of protection may be impaired. This dissertation proposes a Multi-agent System for coordination of overcurrent relays for protection of radial systems in the presence of distributed generation. The proposed architecture allows online coordination of overcurrent relays using the communication between agents, eliminating the complex task of traditional coordination study and improving protection eficacy. In order to evaluate the proposed system, simulations were performed on a real system and the data used to estimate the protection operation time of the real system with the settings provided by the utility company. The same data were applied in the proposed system and the results compared. Results show a lower operating time of the overcurrent relays, especially in backup protection, and enables the application of anti-islanding function without any additional equipment when using the proposed MAS.

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-08-29Bitstream added on 2014-12-02T11:20:52Z : No. of bitstreams: 1 000800639.pdf: 1755712 bytes, checksum: 56e511489d8ecd9972c1caff23611a8c (MD5) / Neste trabalho apresenta-se um algoritmo numérico de proteção diferencial de transformadores de potência. Neste algoritmo tem-se como principal objetivo a busca por uma eficiente discriminação entre correntes de faltas e correntes de magnetização, também conhecidas como correntes de inrush, que podem provocar a atuação indevida do relé diferencial. A transformada wavelet é utilizada para discriminar correntes de faltas de correntes de inrush utilizando o princípio de conservação de energia presente na análise multirresolução para esse tipo de transformada. O algoritmo numérico foi desenvolvido no MATLAB e a simulação do circuito elétrico usado como teste é realizada em software ATP/EMTP pela sua já consolidada utilização e confiabilidade de resultados quando se dispõe de dados técnicos reais de sistemas elétricos de potência. As simulações e resultados apresentados indicam que a técnica desenvolvida mostra-se eficiente de acordo com os comportamentos esperados de relés de proteção típicos / In this work it is presented a numerical algorithm for transformer differential protection. The principal objective of this algorithm is the search of an efficient distinction between fault currents and magnetization currents, also known by inrush currents that can induce false tripping of differential relays. The wavelet transform is used to discern fault currents from inrush currents, using the energy conservation principle that is available in this kind of transform. The numerical algorithm was developed in the software MATLAB and the electric circuit, used as a test, is simulated in software ATP/EMTP due to its already consolidated use and reliability of results when real technical data from power electric systems are available. The presented simulations and results indicates that the developed technique is shown efficient according to typical protection relay behaviours