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Previous issue date: 2017-12-21 / O Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A função diferencial é largamente utilizada na proteção de transformadores de potência,
levando a uma discriminação confiável entre faltas internas e outros eventos associados
à operação do transformador. No entanto, a função de proteção diferencial convencional
baseada na estimação de fasores de corrente apresenta dificuldades na detecção de
algumas faltas internas, tais como faltas espira-espira e espira-terra próximos ao neutro
do transformador, e dependência das funções de bloqueio e de restrição por harmônicos
na manutenção da segurança do esquema de proteção durante condições de inrush, sobreexcitação
do transformador e faltas externas com saturação do transformador de corrente.
Para melhorar o desempenho e a confiabilidade dos métodos tradicionais, um elemento de
sequência negativa de alta sensibilidade tem sido utilizado em conjunto com as funções
de bloqueio e restrição por harmônicos. Por outro lado, faltas internas e demais distúrbios
associados à proteção de transformadores apresentam transitórios, os quais podem
ser detectados de forma adequada pela transformada wavelet. Propõe-se neste trabalho
recriar os tradicionais elementos diferenciais de corrente de fase e de sequência negativa
por meio da utilização da transformada wavelet discreta redundante com efeitos de bordas
das correntes que fluem nos enrolamentos secundários dos TCs ligados em conexão
diferencial. O método proposto foi avaliado, quanto aos índices de desempenho de taxa
de sucesso e tempo de operação, para simulações extensivas de faltas internas, faltas externas,
saturações do TC, faltas simultâneas e energizações do transformador na ausência
e na presença de falta, e o seu desempenho foi comparado com o de um esquema de
proteção diferencial clássico. O método proposto foi bastante rápido, reduzindo o tempo
de operação da proteção de alguns milissegundos para alguns microsegundos, confiável,
seguro, simples (apenas duas funções diferenciais), imune ao ruído e apresentou um
pequeno esforço computacional quando da sua implementação em um processador para
aplicações em tempo real. Os resultados obtidos revelaram as vantagens da utilização da
transformada wavelet na proteção diferencial em relação à proteção convencional, e critérios
exigidos em sistemas de proteção, tais como confiabilidade, segurança e velocidade
foram devidamente atendidos. / The differential function is widely used in power transformer protection, leading to
a reliable discrimination between internal faults and other events associated with power
transformer operation. However, the conventional differential protection function based
on the estimation of current phasors presents difficulties in the detection of some internal
faults, such as turn-to-turn faults and turn-to-earth faults close to the transformer neutral,
and dependence on the harmonic restraint and harmonic blocking functions in maintaining
protection scheme security during inrush conditions, overeexcitation, and external
faults with current transformer saturation. In order to improve the performance of the traditional
methods, a negative sequence differential element with high sensitivity has been
used in association with the commom harmonic blocking and harmonic restraint functions.
However, internal faults and other disturbances associated to the power transformer
protection present transients, which can be properly detected by using the wavelet transform.
This paper proposes recreate the traditional phase and negative sequence current
differential elements by using the boundary discrete wavelet transform of the currents
flowing through the secondary winding of the CTs connected in differential connection.
The proposed method was evaluated for the success rate and operating time performance
indices for extensive simulations of internal faults, external faults, CT saturations, crosscountry
faults and transformer energizations in the absence and presence of fault, and
its performance was compared to that of a classical differential protection scheme. The
proposed method was very fast, reducing the protection operation time from a few milliseconds
to some microseconds, reliable, safe, simple (only two differential functions),
immune to noise and presented a low computational burden when implemented in a digital
signal processor for real-time application purposes. The results obtained revealed
the advantages of use of the wavelet transform in the differential protection in relation
to conventional protection, and criteria required in protection systems, such as reliability,
safety and speed, have been adequately met.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/25064 |
| Date | 21 December 2017 |
| Creators | Medeiros, Rodrigo Prado de |
| Contributors | 03168934470, Medeiros Júnior, Manoel Firmino de, 09615687472, Almeida, Marcos Antonio Dias de, 10611975491, Oleskovicz, Mário, 67072747915, Neves, Washington Luiz Araújo, 12409022472, Costa, Flávio Bezerra |
| Publisher | PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA E DE COMPUTAÇÃO, UFRN, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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