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Document type: Tese
Access type: Acesso Embargado
Title: Projeto e implementação de um sistema de detecção de faltas à terra em serviços auxiliares em corrente contínua
Author: Carvalho, Daniel Pereira de
First Advisor: Martins Neto, Luciano
First coorientator: Bissochi Júnior, Carlos Augusto
First member of the Committee: Lima, Gustavo Brito de
Second member of the Committee: Morais, Josué Silva
Third member of the Committee: Silva, Rui Vagner Rodrigues da
Summary: O serviço auxiliar em corrente contínua (SACC) é um dos componentes mais críticos dos sistemas de proteção, controle e monitoramento de unidades de geração de energia elétrica e subestações. Qualquer falha no SACC pode fazer com o que os equipamentos do sistema de proteção sejam incapazes de detectar falhas no sistema, que seccionadores e disjuntores não possam abrir, etc. O SACC é composto por um ou mais bancos de baterias, um ou mais carregadores, um sistema de distribuição, chaves, dispositivos de proteção e equipamentos de monitoramento. A maioria dos SACC são sistemas não aterrados. O principal objetivo de sistemas não aterrados é manter o sistema operando após a primeira falta à terra. Isto permite que a equipe de manutenção localize e corrija a falta antes que uma segunda falta à terra ocorra no outro barramento. Detectar a presença de uma falta à terra é simples e diversos métodos podem ser utilizados tais como, luzes indicadoras, voltímetros, relés sensores de tensão, relés sensores de corrente, etc. Em faltas de alta impedância relés sensores de corrente devem ser capazes de detectar uma pequena corrente de falta na presença de uma corrente de carga relativamente elevada. A maioria dos métodos de detecção de falta são não seletivos isto é, o barramento em falta é detectado mas a falta pode estar em qualquer local da rede. Os métodos mais comuns de localização são o isolamento da falta por meio do desligamento seletivo da rede e o rastreamento utilizando um injetor de sinais e um sensor/detector portátil. O desligamento seletivo da rede é o método mais simples entretanto o processo de busca interrompe a continuidade do serviço. O rastreamento utilizando um sinal superimposto é o método de localização preferido visto que a continuidade do serviço é mantida. Em ambos os métodos o processo de busca pode ser difícil e demorado além de necessitarem de uma equipe bem treinada e familiar com todo o sistema. A identificação e localização de faltas à terra ainda é um desafio. O objetivo desta tese é desenvolver um sistema inteligente de detecção e localização de faltas à terra em sistemas auxiliares de alimentação em CC. O sistema proposto baseia-se na técnica de rastreamento da falta utilizando um sinal superimposto e na utilização de sensores eletromagnéticos distribuídos no sistema de alimentação. Estes sensores são filtros sintonizados acoplados magneticamente aos polos do SACC e são responsáveis por determinar o trecho do circuito em falta.
Abstract: The auxiliary DC power system is the most critical component of a protection, control and monitoring system. Any failure of the DC power system may render system protection devices unable to detect faults, secctionalizers and breakers unable to trip, etc. The auxialiary DC power system consist of battery array, battery charger, distribution system, switches, protective devices and monitoring equipment. Most of the auxiliary DC power systems are ungrounded. The primary intent of ungrounded systems is to keep system operating after first ground fault. This allow maintenance staff to find and correct the fault before a second ground fault occur on another bus. Detecting the presence of a ground fault is simple and several methods can be used such as indicator lights, voltmeters, voltage and current sensitive relays, etc. In high impedance ground faults current sensitive relays must be able to detect small current values in presence o high load current. Most of the methods for ground fault detection are nonselective that is, the faulted bus is detected but the fault could be anywhere in the network. Common methods of localization are fault isolation by network switching and circuit tracing using a signal injector and a portable sensor/detector. Network switching is the simplest method but the search process eliminate the continuity of the service. Circuit tracing using a superimposed signal is the preferred method for locating a fault since the continuity of the service is maintained. In both methods the search may be very difficult, time consuming and require well trained personel that are familiar whith the entire power system network. Detecting and locating a ground fault is still a challenge. The aim of this thesis is develop a intelligent system to detect and locate ground faults in auxiliary DC power systems. The proposed system is based on circuit tracing method and utilizes a superimposed signal and electromagnetic sensor deployed on the power system. These sensors are resonant filters magnetically coupled to the poles of auxiliary DC power system and they are reponsible to determine the circuit under fault.
Keywords: Engenharia elétrica
Sistemas de energia elétrica - Controle de qualidade
Retificadores de corrente elétrica
Barramento CC
Detecção
Localização
Falta à terra
DC bus
Groud fault
Detection
Location
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Quote: CARVALHO, Daniel Pereira de. Projeto e implementação de um sistema de detecção de faltas à terra em serviços auxiliares em corrente contínua. 2016. 91 f. Tese (Doutorado em Ciências) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2016.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/19564
Date of defense: 8-Sep-2016
Appears in Collections:TESE - Engenharia Elétrica

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