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Previous issue date: 2005-03-14 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In the whole world, the restructuring of the electrical sector promoted by the deregulation of the electric utilities has brought economical benefits for the society; furthermore there has been an increase of the pertinent interest in the subject of power quality. The competitive environment created by the deregulation forces the electric
companies of generation and transmission to redefine their objectives in order to reduce their operation costs and to maximize their profits to guarantee their survival. Some of the
measures adopted to reach these objectives, such as the postponement of the maintenance and investments for the expansion in the electric network, have as direct consequence the deterioration on the levels of reliability and quality of the supply. In distribution systems, this situation is more critical due to the monopolist nature of the electrical utilities. In other words, the consumers are subjected to the lucrative interests of these companies and, for that reasons, in several countries, the regulatory entities have been establishing goals for the reliability and quality of the supply aiming to punish the distribution utilities that
violate these goals. In this new environment the interest of the electric utilities, consumers
and regulatory entities for the quality of energy have been increasing due to the economical
impact experienced by them. One of the problems of the quality of energy are the voltage
sags effects, which has increased in recent years due to the crescent use of new
equipments, which are more sensitive to voltage variations.
The aim of this work is to develop a probabilistic methodology to analyse voltage
sags in distribution networks. With the proposed methodology, power quality índices
associated with voltage sags can be estimated in distribution systems, considering the
system s topology and failure data. Due to the stochastic nature of the frequency and
duration of fault, the proposed methodology is based on probabilistic models that permit to
represent the system´s operation under faults. The proposed methodology is based on the
combination of the Monte Carlo Method with the Admittance Summation Method. The
Monte Carlo Method with sequential simulation is used to sample the failure scenarios and
the Admittance Summation Method to evaluate fault currents. These fault currents are
evaluated using a phase coordinate model of the distribution system. This model has been
used due to the distribution networks unbalance caused by loads and untransposed overhead lines. Furthermore, voltage sags duration has been estimated using the
current×time curves of the protection devices (fuses, breakers, reclosers). The proposed
methodology has been tested in a feeder belonging to the Maranhão Electric
Utility(CEMAR) and the results indicate that the proposed methodology is a good tool for
studies of sags in distribution systems because it permits the evaluation of the system s
performance against voltage sags, also estimating the compatibility between the system
and the customer equipments. The results are shown through probability distributions of
the SARFI%V, SARFICBEMA and SARFIITIC índices; cumulative and individual probability
distributions, scattering diagrams and coordination charts of the voltage sags. / No mundo todo, a reestruturação do setor de energia promovida pela desregulamentação das empresas elétricas trouxe benefícios econômicos para a sociedade, resultando no aumento do interesse pertinente a questão da qualidade de energia. O ambiente competitivo criado pela desregulamentação obriga às empresas elétricas de
geração e transmissão a redefinirem seus objetivos a fim de reduzir seus custos operacionais e maximizar seus lucros para garantir sua sobrevivência. Algumas das medidas adotadas para conseguir estes objetivos, tais como o adiamento da manutenção e investimentos de expansão na rede elétrica têm como conseqüência direta a deterioração dos níveis de qualidade e confiabilidade do fornecimento de energia. Em sistemas de distribuição esta situação é mais crítica devido à natureza monopolista das redes de distribuição. Os consumidores estão sujeitos aos interesses lucrativos destas empresas e, por causa disto, geralmente os órgãos reguladores estabelecem metas de confiabilidade e
qualidade do fornecimento de energia elétrica a fim de evitar a deterioração da qualidade de fornecimento de energia e penalizar as empresas que violarem estas metas. Um dos
problemas da qualidade de energia que basicamente preocupa são as variações de tensão de curta duração, cujos efeitos aumentaram em anos recentes devido ao crescente uso de
equipamentos mais sensíveis à variações de tensão.
Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma metodologia probabilística para analisar as variações de tensão de curta duração em redes de distribuição. Com a
metodologia proposta pode-se estimar índices de qualidade de energia associados as variações de tensão de curta duração em sistemas de distribuição, considerando-se a
topologia e dados de falha do sistema. Devido à natureza estocástica da freqüência e duração das faltas, sendo o curto circuito a principal causa das variações de tensão de curta
duração, a metodologia proposta se baseia em modelos probabilísticos que permitem representar a operação do sistema frente às faltas. A metodologia proposta se baseia na
combinação do Método de Monte Carlo com o Método de Soma de Admitâncias. O Método de Monte Carlo com simulação seqüencial é usado para a amostra de cenários de
faltas e o Método de Soma de Admitância para estimar as correntes de faltas. Estas correntes de faltas são estimadas usando-se o modelo de coordenadas de fase do sistema de
distribuição. Este modelo é usado devido ao desequilíbrio das redes de distribuição causado pelas cargas e pelas linhas aéreas não transpostas. Além disso, a duração das
variações de tensão de curta duração é estimada usando-se as curvas de tempo×corrente dos dispositivos de proteção (fusíveis, disjuntores, religadores). Para comprovar a
aplicação prática, a metodologia foi testada em um alimentador da Companhia Energética do Maranhão (CEMAR). Os resultados são apresentados como: distribuições de
probabilidade dos índices SARFI%V, SARFICBEMA e SARFIITIC; distribuições de probabilidade individual-cumulativa, diagramas de dispersão e cartas de coordenação das variações de tensão de curta duração. A metodologia proposta é uma ferramenta útil tanto para as empresas elétricas como para consumidores, porque permite avaliar o desempenho
do sistema frente às variações de tensão de curta duração e estima a compatibilidade entre o sistema e os equipamentos do consumidor.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2:tede/383 |
| Date | 14 March 2005 |
| Creators | Lope, Miriam Dora Chávez |
| Contributors | Silva, Maria da Guia da |
| Publisher | Universidade Federal do Maranhão, PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ELETRICIDADE/CCET, UFMA, BR, Engenharia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMA, instname:Universidade Federal do Maranhão, instacron:UFMA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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