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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-6784-4975
Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Análise do impacto dos desequilíbrios de carga nas perdas técnicas da distribuição e no processo de medição da energia elétrica
Alternate title (s): Analysis of the impact of load unbalances on technical distribution losses and on the electrical energy measurement process
Author: Novais, Isabela França
First Advisor: Macedo Junior, José Rubens
First member of the Committee: Gondim, Isaque Nogueira
Second member of the Committee: Barra, Pedro Henrique Aquino
Third member of the Committee: Rosentino Jr, Arnaldo José Pereira
Fourth member of the Committee: Simonetti, Domingos Sávio Lyrio
Summary: Ao longo das últimas décadas, os conceitos de potência elétrica em condições não-senoidais e desequilibradas têm sido objeto de estudo por parte de diversos pesquisadores ao redor do mundo. Os resultados desses estudos apresentam uma relação direta com a performance dos medidores de energia elétrica em relação à realidade física do balanço de energia existente entre carga e geração, assim como em relação à composição e quantificação das perdas técnicas nos sistemas elétricos de potência. Nesse sentido, este trabalho apresenta uma análise abrangente sobre o assunto, contemplando desenvolvimentos analíticos, computacionais e laboratoriais, possibilitando a representação física da potência elétrica ativa em condições desequilibradas, com impactos diretos nos montantes de energia elétrica contabilizados pelos medidores polifásicos de faturamento (de diferentes fabricantes e modelos), assim como na composição e quantificação das perdas técnicas nas redes de distribuição de energia elétrica. Os resultados obtidos demonstraram que nenhum dos medidores disponíveis no mercado contabilizam corretamente a energia elétrica ativa, quando utilizada como referência a potência ativa fundamental de sequência positiva, conforme sugerido pela IEEE Std. 1459/2010. O trabalho apresenta também os resultados de uma campanha de medições realizada em 162 diferentes consumidores trifásicos de baixa tensão, localizados em cinco diferentes distribuidoras de energia elétrica, com o objetivo de conhecer os níveis atuais de desequilíbrio de carga dessas instalações. Adicionalmente, verificou-se que o desequilíbrio de carga, além de promover desvios importantes na medição da energia elétrica para efeito de faturamento, promove também o incremento exponencial das perdas técnicas nos sistemas elétricos.
Abstract: Over recent decades, electrical power concepts under nonsinusoidal and unbalanced conditions have been continually researched by several academics around the world. The results from these studies present a direct relationship between the performance of electric energy meters and the physical reality of the power balance between loads and sources. As such, this study presents a wide-ranging subject analysis that contemplates analytical, computer, and laboratory developments. This, in turn, opens the possibility of the physical representation of active power under unbalanced conditions, directly impacting the amount of active energy measured by the polyphase meters for billing purposes (from different manufacturers and models) and the composition of technical losses on distribution systems. The results showed that when using the fundamental active power of positive sequence as a reference, as suggested by IEEE Std. 1459/2010, none of the meters available worldwide correctly accounts for active energy. In this context, the study also presents the results from a power measurement campaign performed with 162 different low-voltage three-phase residential consumers located on five different electric energy utilities to understand the actual levels of current unbalance on this specific type of load. In this context, the main contributions of this work are related to (i) the quantification of measurement differences between active energy meters, highlighting the lack of equity in the measurement process of active energy under unbalanced conditions and (ii) the demonstration that the components of zero and negative sequence currents, produced by unbalanced loads, increase the technical losses of distribution systems. Furthermore, the results indicate the urgency of reviewing active energy measurement protocols for billing electricity consumers.
Keywords: Desequilíbrio de carga
Perdas técnicas
Erros de medidores
Medidores de potência ativa
Load unbalance
Electrical iosses
Active power meters
Measurement errors
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::TRANSMISSAO DA ENERGIA ELETRICA, DISTRIBUICAO DA ENERGIA ELETRICA
Subject: Engenharia elétrica
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Quote: NOVAIS, Isabela França. Análise do impacto dos desequilíbrios de carga nas perdas técnicas da distribuição e no processo de medição da energia elétrica. 2023. 81 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.555.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.555
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/39365
Date of defense: 11-Oct-2023
Sustainable Development Goals SDGs: ODS::ODS 7. Energia limpa e acessível - Garantir acesso à energia barata, confiável, sustentável e renovável para todos.
Appears in Collections:TESE - Engenharia Elétrica

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