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Title in Portuguese: Sistema para seleção automática de grupos de ajustes em relés de proteção
Title: System for automatic selection of groups of settings in protective relays
Author: Silveira, José Giordane
Advisor(s): Leão, Ruth Pastôra Saraiva
Co-advisor(s): Barroso, Giovanni Cordeiro
Keywords: Petri, Redes de
Redes elétricas - Proteção
Engenharia elétrica
Issue Date: Nov-2011
Citation: SILVEIRA, J. G. Sistema para seleção automática de grupos de ajustes em relés de proteção. 2011. 98 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, 2011.
Abstract in Portuguese: Os modernos sistemas de medição, proteção, comando, controle e supervisão (MPCCS) têm contribuído de forma significativa para o aumento da segurança, confiabilidade e continuidade de serviço dos sistemas elétricos de potência. O sistema de proteção é parte relevante desse sistema multifuncional, o qual tem como objetivo principal manter a integridade do sistema elétrico quando submetido a um distúrbio, garantindo a segurança de pessoas e assegurando a continuidade de serviço da porção não envolvida no problema. Para tanto, o sistema de proteção deve atender a alguns requisitos básicos tais como: boa seletividade e coordenação, rapidez na atuação, sensibilidade para proteger a maior zona de proteção possível e confiabilidade. No sistema de proteção, um componente assume uma posição de destaque: o relé de proteção digital. É neste componente que são configurados os ajustes necessários para o correto funcionamento do esquema de proteção de um dado sistema elétrico. Os relés de proteção digitais são equipamentos multifuncionais, que possuem diversas funções de proteção, medição de grandezas elétricas, registros oscilográficos, supervisão, controle e comunicação. Além de todos estes recursos, os relés digitais dispõem de múltiplos grupos de ajustes que podem ser previamente configurados conforme necessidade operacional. A mudança de grupo de ajuste de um relé é um recurso amplamente utilizado pelas áreas de proteção das empresas do setor elétrico, possibilitando uma otimização do ajuste do sistema de proteção, compatibilizando-o às diversas topologias assumidas pelo sistema elétrico após uma falta ou retirada intencional de algum componente da rede. Atualmente este procedimento é realizado de forma manual, tornando-o vulnerável à falha humana, podendo ter como consequência desligamentos de grandes blocos de carga por falha de coordenação, com graves prejuízos para os indicadores da qualidade de serviço de duração e frequência de interrupção, DEC e FEC, e para a imagem da empresa. Neste trabalho é apresentado um sistema, baseado em Redes de Petri Coloridas, capaz de realizar a mudança automática entre grupos de ajustes de um sistema de proteção a partir da mudança de topologia do sistema elétrico. O sistema desenvolvido monitora a topologia da rede elétrica, em tempo real, a partir das informações de estado dos disjuntores. Para qualquer alteração na configuração da rede elétrica, que caracterize necessidade de alteração no sistema de proteção, automaticamente são enviados sinais de comando para os relés, alterando os grupos de ajustes ativos de um conjunto predefinido, de modo a se obter a melhor graduação de proteção possível para a porção correspondente do sistema elétrico afetado pela alteração de topologia.
Abstract: The modern systems of measurement, protection, command, control and supervision (MPCCS) have contributed in a meaningful way to increase the security and reliability of the power systems. The most important part of this multifunctional system is the protection system, which has as the main goal to maintain the power system integrity when it is under a disturbance, assuring the people‟s safety as well as the continuation of the services to the part of the system not involved in the disturbance. For this, the protection system must fulfill some basic requirements such as: proper selectivity and coordination, prompt response, sensitivity to protect the largest zone as possible and reliability. In a system protection, one component takes on a prominent position, given its functional importance: the digital protection relay. It is in this device where the necessary adjustments are configured for proper operation of the protection scheme of a given electrical power system. The digital relays are devices that have several protection functions, with multiple levels of settings, measurements, oscillography, supervision, control and communication. Besides all these features, the digital relays have multiple groups of settings that can be previously configured and switched among them, according to operational needs. The changing of setting group in a relay is a very important resource at a protection system, extensively used by protection sectors of companies in the power sector, allowing the optimization of the protection system setting, making it compatible to a new topology taken on by the system after a fault or an intentional removal of some system component. Nowadays this procedure is performed manually, making it vulnerable to human errors that might occur as a consequence of an outage, with serious effect in the system performance indices. In this sense this work presents a system, based on Colored Petri Nets, able to automatically change the setting groups of a protection system when the power network topology changes. This system monitors in real time the status of the circuit breakers in order to take the decision whether a meaningful change in the network topology has taken place. If so, a command is automatically sent to the relays to change the active group setting so as to maintain a suitable coordination of the protection system.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/1546
metadata.dc.type: Dissertação
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