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Title in Portuguese: Estudo de identificação e análise de superação de transformadores de corrente
Author: Rodrigues, Rodrigo Oliveira
Advisor(s): Leão, Ruth Pastôra Saraiva
Co-advisor(s): Sampaio, Raimundo Furtado
Keywords: Transformador de Corrente
Sistema Elétrico de Potência
ATP
Saturação
PROSUPER
Issue Date: 2016
Citation: RODRIGUES, R. O. (2016)
Abstract in Portuguese: No Brasil, a rápida evolução do Sistema Elétrico de Potência (SEP), em especial do Sistema Interligado Nacional (SIN), vem causando um aumento significativo das solicitações elétricas sobre os equipamentos das instalações. Em particular, os transformadores de corrente (TCs) são equipamentos sensíveis a essas mudanças e seus núcleos não devem saturar para correntes de elevado valor, tais como as que se desenvolvem durante a ocorrência de um defeito no sistema. Este trabalho tem por objetivo apresentar, a partir de um procedimento predefinido, os critérios para análise de superação de TCs e desenvolver uma aplicação para facilitar o processo de avaliação desses equipamentos. Os efeitos da saturação do núcleo do TC foram amplamente analisados com o auxílio do ATP (Alternative Transient Program), caracterizando os impactos provocados na forma de onda da corrente no secundário. A seguir, são apresentadas as técnicas de identificação e análise da superação de TCs de acordo com a metodologia indicada pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS). Essas técnicas são capazes de informar o grau de adequação do equipamento ao ponto de instalação, além de fundamentar as bases teóricas para uma eventual tomada de decisão. É proposta uma ferramenta computacional em linguagem de programação Java, denominada PROSUPER (Programa de Análise de Superação), com o intuito de simplificar o tratamento quantitativo das grandezas analisadas pelos agentes do sistema. Essa ferramenta possibilita a avaliação do TC sob os aspectos da suportabilidade de corrente simétrica e assimétrica e da verificação de desempenho. Um estudo de caso foi desenvolvido considerando o sistema elétrico da Companhia Energética do Ceará (Coelce) para demonstrar a análise. Este estudo foi apresentado segundo duas abordagens: na primeira, a avaliação de superação foi realizada com a exposição das equações estabelecidas na teoria; na segunda, a análise foi processada a partir do PROSUPER, e os resultados obtidos foram comparados para validar a aplicação desenvolvida. Foi verificado que a assimetria da corrente de falta é um fator decisivo nas análises de superação de TCs e que, dependendo da relação X/R no ponto de defeito, o TC poderá saturar para correntes de curtos-circuitos mesmo abaixo de 20 vezes a corrente nominal.
Abstract: In Brazil, the quick evolution of the Electrical Power System (EPS), especially of the National Interconnected System (SIN), has caused a significant increase in electrical demands on the equipment of the facilities. In particular, the current transformer’s (CTs) are sensitive equipment and such changes should not lead to the transformer core saturation under high currents, such as those that develop during the occurrence of a fault in the system. This work aims to present, from a predefined procedure, the criteria for analysis of CTs overcoming and to develop an application to facilitate the evaluation’s process of these equipment. The effects of the CT core saturation were widely analyzed with the help of ATP (Alternative Transient Program), characterizing the impacts on the waveform of the current in the secondary. The identification techniques and analysis of overcoming of CTs according to the methodology indicated by the Nation Electric System Operator (ONS) are shown. These techniques are able to report the degree of compliance of the equipment to the point of installation, and support the theoretical basis for a possible decision-making. It is proposed a computational tool in Java programming language, called PROSUPER (Overcoming Analysis Program), in order to simplify the quantitative treatment of magnitudes analyzed by the system agents. This tool makes possible the evaluation of CT under aspects of supportability of symmetrical and asymmetrical current and performance verification. A case study was developed considering the electrical system of the Energy Company of Ceará (Coelce) to demonstrate the analysis. This study was presented in two approaches: first, the evaluation of overcoming was performed with the exposure of equations established in theory, in the second, the analysis was performed from PROSUPER, and the results were compared to validate the developed application. It was verified that the fault current asymmetry is a decisive factor in the analysis of CTs overcoming and that, depending on the X/R ratio at the point of fault, the CT may enter into saturation for short-circuit currents under 20 times the nominal current.
Description: RODRIGUES, Rodrigo Oliveira. Estudo de identificação e análise de superação de transformadores de corrente. 2016. 125 f. Monografia (Graduação em Engenharia Elétrica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/35599
metadata.dc.type: TCC
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