Publicação: Desenvolvimento de um projeto de Hardware-In-the-Loop (HIL) integrado ao software PSP-UFU para análise de proteção de sistemas elétricos de potência utilizando relés
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::MEDICAO, CONTROLE, CORRECAO E PROTECAO DE SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
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Coorientador
Oliveira, Thales Lima
Resumo
Este Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) propõe o desenvolvimento de um sistema
Hardware-In-the-Loop (HIL) integrado à Plataforma de Sistemas de Potência da Univer-
sidade Federal de Uberlândia (PSP-UFU) para fins de simulação e análise de proteção de
sistemas elétricos de potência. A proposta surgiu no contexto de um projeto de Inicia-
ção Científica com o objetivo de utilizar relés de proteção reais acoplados a um ambiente
virtual de simulação, permitindo análises práticas e seguras. Para isso, adotou-se o soft-
ware PSP-UFU como simulador, a placa Arduino UNO como interface de comunicação e
a linguagem Python para transferência e leitura de dados entre software e hardware. A
partir da exportação de dados do PSP-UFU em formato Comma Separated Values (CSV),
foi implementado um sistema de envio e recepção serial de dados com o Arduino, possi-
bilitando o teste e a visualização do funcionamento dos relés. Complementarmente, foi
desenvolvido um conversor eletrônico com modulação Sinusoidal Pulse Width Modula-
tion (SPWM) para simular sinais reais de corrente alternada, os quais atuam diretamente
sobre os relés de proteção. Os resultados demonstraram a viabilidade do sistema pro-
posto como ferramenta didática e de pesquisa, oferecendo um ambiente controlado, de
baixo custo e com potencial de replicação para estudos em proteção de sistemas elétricos.
Abstract
This Final Year Project presents the development of a Hardware-In-the-Loop (HIL) system integrated with the PSP-UFU software for simulation and analysis of power system protection. Originating from a Scientific Initiation project, the objective was to connect real protection relays to a virtual simulation environment, enabling practical and safe testing scenarios. PSP-UFU was used as the simulator, the Arduino UNO board served as the communication interface, and the Python programming language was employed to manage data transfer between software and hardware. By exporting data from PSP-UFU in CSV format, a system for serial data transmission and reception was implemented using Arduino, allowing the evaluation and visualization of relay operation. Additionally, an electronic converter with Sinusoidal Pulse Width Modulation (SPWM) modulation was designed to simulate alternating current signals, which directly trigger the protection relays. The results confirmed the feasibility of the proposed system as a low-cost, replicable, educational and research tool, offering a safe and controlled environment for studies in power system protection.
Palavras-chave
Sistemas Elétricos de Potência, Power Systems, Relés de Proteção, Protection Relays, Simulação HIL, HIL Simulation, PSP-UFU, Arduino, SPWM
Citação
SIQUEIRA, Otávio Sousa. Desenvolvimento de um projeto de Hardware-In-the-Loop (HIL) integrado ao software PSP-UFU para análise de proteção de sistemas elétricos de potência utilizando relés. 2025. 45 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025.
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