dc.creator | Ramos, Maicon Jaderson da Silveira | |
dc.date.accessioned | 2018-11-30T14:22:02Z | |
dc.date.available | 2018-11-30T14:22:02Z | |
dc.date.issued | 2018-04-23 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/14999 | |
dc.description.abstract | High impedance fault location still represents a challenge for protection engineers of electric
power utilities. Such a challenge remains a very critical point and of great concern to
utilities, as this type of fault can cause serious damage. This work presents an analytical
formulation for the location of high impedance faults in power distribution systems, based
on the estimation of the system parameters using the voltage and current signals recorded
in the substation bus by the digital protection relay. The proposed method is based
on models in the frequency domain, considering the representation of the behavior of the
high impedance fault through DC sources, antiparallel diodes, and an electric arc resistance.
The proposed model is an overdetermined algebraic system formed by nonlinear
equations, in which the solution is obtained through a weighted least squares estimator. A
control variable for residual analysis is proposed and applied for the selection of the best
estimates. The proposed method considers in the mathematical formulation the capacitive
effect of the aerial distribution networks. The proposed technique for identifying the faulted
section is based on the behavior of the distance estimates of the fault, where through
the calculated coefficient of determination (R2), the correct section is identified based on
the low adherence of the estimates to the coefficient. The validation is performed through
numerical simulations using the 13-bus and 34-bus IEEE test systems, a real distribution
system of the RGE Sul Power Utility and a real high impedance fault recorded from a digital
relay. Comparative test results with state-of-the-art models highlight the accuracy of the
proposed technique, indicating potential for application in real systems. Mean errors below
0:500% were obtained in the estimation of the fault distance considering the presence of
phase-to-ground linear faults, while for high impedance faults the mean error was below
1:678%. The variability in high impedance faults and the effects of line capacitances in the
system modeling and applied mathematical equations were considered. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Localização de falta | por |
dc.subject | Falta de alta impedância | por |
dc.subject | Redes de distribuição | por |
dc.subject | Estimação de parâmetros | por |
dc.subject | Análise no domínio da frequência | por |
dc.subject | Fault location | eng |
dc.subject | High impedance fault | eng |
dc.subject | Distribution networks | eng |
dc.subject | Parameter estimation | eng |
dc.subject | Frequency domain analysis | eng |
dc.title | Localização de falta de alta impedância em sistemas de distribuição: uma abordagem no domínio da frequência e estimação de parâmetros através do MMQP | por |
dc.title.alternative | Distribution networks hif location: a frequency domain system model and wls parameter estimation approach | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.description.resumo | A localização de faltas de alta impedância ainda representa um desafio para os engenheiros
de proteção das distribuidoras de energia elétrica. Tal desafio permanece como um
ponto bastante crítico e de forte preocupação para as empresas, uma vez que este tipo de
falta pode provocar sérios danos. Este trabalho apresenta uma formulação analítica para
localização de faltas de alta impedância em sistemas de distribuição de energia, com base
na estimação dos parâmetros do sistema utilizando os sinais de tensão e corrente registrados
na barra da subestação pelo relé digital de proteção. O método proposto baseia-se em
modelos no domínio de frequência, considerando a representação do comportamento da
falta de alta impedância através de fontes DC, diodos em antiparalelo, e uma resistência
de arco elétrico. O modelo proposto é um sistema algébrico sobredeterminado formado
por equações não lineares, em que a solução é obtida através de um estimador de Mínimos
Quadrados Ponderados. Uma variável de controle para análise residual é proposta e
aplicada para a seleção da melhores estimativas. O método proposto considera no equacionamento
matemático o efeito capacitivo das redes de distribuição aéreas. A técnica
proposta para identificação da seção faltosa baseia-se no comportamento das estimativas
de distância da falta, onde através do coeficiente de determinação (R2) calculado,
identifica-se a seção correta com base na baixa aderência das estimativas ao coeficiente.
A validação é feita através de simulações numéricas utilizando o sistema teste de 13 barras
e 34 barras do IEEE, um sistema de distribuição real da Distribuidora de Energia RGE
Sul e uma falta real de alta impedância registrada a partir de um relé digital. Resultados
de testes comparativos com modelos disponíveis no estado-da-arte destacam a exatidão
da técnica proposta, indicando potencial para a aplicação em sistemas reais. Foram obtidos
erros médios na estimativa da distância da falta abaixo de 0; 500% considerando a
presença de faltas lineares fase-terra, enquanto que para faltas de alta impedância o erro
médio ficou abaixo de 1; 678%. Foram considerados a variabilidade existente na falta de
alta impedância e os efeitos das capacitâncias de linha na modelagem do sistema e nos
equacionamentos matemáticos aplicados. | por |
dc.contributor.advisor1 | Bernardon, Daniel Pinheiro | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/6004612278397270 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Bretas, Arturo Suman | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1115674574513907 | por |
dc.contributor.referee1 | Morais, Adriano Peres de | |
dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2780595038162903 | por |
dc.contributor.referee2 | Sperandio, Mauricio | |
dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/8051956713222836 | por |
dc.contributor.referee3 | Leborgne, Roberto Chouhy | |
dc.contributor.referee3Lattes | http://lattes.cnpq.br/3938003534716565 | por |
dc.contributor.referee4 | Santos, Eduardo Machado dos | |
dc.contributor.referee4Lattes | http://lattes.cnpq.br/2387118009577291 | por |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/1706550208781910 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Elétrica | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |