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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Localização de faltas em linhas HVDC com estimação da velocidade de propagação das frentes de onda
Title Alternative: Fault location in HVDC lines with traveling wave speed estimation
Author: Dardengo, Victor Pellanda, 1988-
Advisor: Almeida, Madson Cortes de, 1973-
Abstract: Resumo: Atualmente, com o desenvolvimento da eletrônica de potência, as linhas HVDC têm se tornado uma alternativa as linhas HVAC na transmissão de grandes blocos de energia a longas distâncias, sendo economicamente mais viáveis e com baixas perdas. O correto funcionamento das linhas HVDC são essenciais na manutenção da estabilidade do sistema. Operando sob diversas condições climáticas e de relevo, além de geralmente apresentarem dimensões continentais, essas linhas são susceptíveis a faltas. Portanto, metodologias eficientes de localização de faltas são cada vez mais importantes, a fim de minimizar seus tempos inoperantes e, consequentemente, reduzir os prejuízos de concessionárias e consumidores. Na atualidade, os principais métodos de localização de faltas são baseados em ondas viajantes, onde a posição da falta é estimada através dos tempos de chegada das frentes de onda nos terminais monitorados e da velocidade de propagação das ondas. Entre os métodos para evidenciamento das frentes de onda, destaca-se o uso da morfologia matemática, a qual apresenta fácil implementação e reduzido custo computacional. Na literatura, geralmente os processos morfológicos não são apresentados de forma otimizada e portanto, nesta tese as operações básicas, além dos gradientes utilizados para evidenciamento das frentes de onda, são apresentados de maneira mais eficientes. Além disto, um novo elemento estruturante é proposto, o qual permite uma nova abordagem para o evidenciamento das frentes de onda baseado nas translações do sinal. A velocidade de propagação das ondas é outro fator primordial para a estimação do local de falta de forma precisa, entretanto, devido sua variação de acordo com a posição da falta, condições climáticas e parâmetros da linha, sua definição é ainda uma tarefa árdua. Neste sentido, esta tese realiza um estudo comparando a influência da velocidade nos métodos convencionais de localização de faltas com metodologias não influenciadas pela velocidade. Neste contexto, esta tese propõe uma nova metodologia de localização de faltas para linhas HVDC com estimação da velocidade de propagação das frentes de onda. O novo método proposto define a velocidade das frentes de onda levando em consideração os parâmetros da linha e também a posição da falta. Testes realizados demonstraram a precisão e robustez da metodologia proposta. Como os métodos de ondas viajantes requerem elevadas taxas de amostragem e são fortemente influenciados por ruídos, diferentes filtros morfológicos foram avaliados no processo de filtragem de ruídos destinados a localização de faltas. Testes demonstraram que a combinação do correto filtro de redução de ruídos com a metodologia proposta de localização de faltas apresenta bons resultados, tornando a metodologia desenvolvida promissora

Abstract: Currently, with the development of power electronics, HVDC lines have become an alternative to HVAC lines in the transmission of large blocks of energy over long distances, being economically more viable and with low losses. Proper operation of HVDC lines is essential to maintain system stability. Operating under various climatic conditions, relief variation besides these lines, generally, present continental size, they are susceptible to faults. Therefore, efficient fault localization methodologies are important in order to minimize their inoperative times and consequently reduce the losses of concessionaires and consumers. In this context, this thesis proposes a new fault localization methodology for HVDC lines. At present, the main fault location methods are based on traveling waves, where the fault position is estimated by the arrival times of the wavefronts at the monitored terminals and the traveling wave speed. Among the methods for evidence of wavefronts, highlight the use of mathematical morphology, which presents easy implementation and low computational cost. In the literature, generally the morphological processes are not presented optimally, and therefore, in this thesis the basic operations besides the gradients used for evidence of wavefronts are presented in a more efficient way. In addition, a new structuring element is proposed, which allows a new approach to highlight the wavefronts, based on the signal translations. The traveling wave speed is another primordial factor for the estimation of the accurate fault position, however, due to its variation according to the fault position, climate and line parameters, its definition is still an arduous task. Therefore, this thesis performs a study comparing the influence of wave speed in conventional fault location methods comparing its results with methodologies not influenced by speed. A new fault location method based on one terminal, where the traveling wave speed is estimated, is also presented. The new proposed method defines the wave speed taking into account the line parameters and also the fault position. Tests were performed to demonstrate the accuracy and robustness of the proposed methodology. Since traveling wave methods require high sampling rates and are heavily influenced by noise, different noise reduction morphological filters were evaluated in the fault location process. Tests have shown that the combination between the correct noise reduction filter with the proposed fault location method presents good results, making the proposed methodology promising
Subject: Morfologia matemática
Energia elétrica - Transmissão
Ondas viajantes
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: DARDENGO, Victor Pellanda. Localização de faltas em linhas HVDC com estimação da velocidade de propagação das frentes de onda. 2018. 1 recurso online (126 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP.
Date Issue: 2018
Appears in Collections:FEEC - Tese e Dissertação

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