Projetos de PD&I
concluídos
2014 - 2016
Redução de Sobretensões de Manobra em Linhas de Transmissão Utilizando Chaveamento Controlado
O projeto fez parte do Programa de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico, da Companhia Hidro Elétrica do São Francisco. Foi desenvolvido um protótipo de chave controladora que utiliza uma técnica eficiente de chaveamento controlado de linhas de transmissão com compensação reativa em derivação. A técnica proposta, fundamenta-se num algoritmo de detecção de passagens por zero de sinais de tensão e na aplicação de transformações modais, as quais permitem analisar as componentes de frequência contidas nas cargas residuais das linhas de transmissão. Estes instantes ocorrem quando o sinal de tensão entre os contatos do disjuntor é zero e são determinados de forma que o intervalo entre fechamento da primeira e da última fase seja o menor possível. Foi construído um dispositivo físico capaz de propiciar manobras controladas de linhas de transmissão utilizando um DSP (Digital Signal Processor). Esse dispositivo (conjunto formado pelas placas de condicionamento de sinais e o DSP) foi confeccionado e testado por meio do RTDS (Real Time Digital Simulator). O protótipo é capaz de identificar a extinção de defeitos fase-terra e fase-fase-terra e impedir que manobras de religamento ocorram sob defeito. Após a extinção do defeito ser verificada, é possível religar a linha e reduzir o tempo morto em que esta fica fora de operação. Assim, reduz-se o tempo de recomposição do sistema, aumentando a sua confiabilidade e disponibilidade.
2013 - 2016
Sistema Integrado para Avaliação Continuada da Segurança do Sistema de Aterramento em Subestações Energizadas Sujeitas a Descargas Atmosféricas
Desenvolvimento e implementação de um protótipo de um equipamento de aquisição de dados, baseado em microcontrolador, com a finalidade de diagnosticar as condições de degradação de malhas de aterramento de subestações de distribuição sob condições de descargas atmosféricas. O sistema será portátil com hardware e software embarcados e deve ser capaz de adquirir dados de tensão e corrente resultantes da injeção de impulsos de corrente elétrica no solo de um sistema de aterramento, bem como, os sinais de tensão propagados no solo.
2013 - 2016
Desenvolvimento de um aplicativo de diagnóstico automático de perturbação e análise de desempenho dos sistemas de controle e proteção
O projeto fez parte do Programa de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico, da Companhia Hidro Elétrica do São Francisco. Foi desenvolvido um software para diagnóstico de perturbações no sistema Chesf que incluiu: identificação, origem, evolução e cronologia das perturbações, atuação e tempo de abertura dos equipamentos.
2012 - 2016
Modelo de Pára-raios de Óxido de Zinco para Estudos de Sobretensões em Sistemas de Potência
Determinar um modelo de pára-raios de ZnO que seja adequado, do ponto de vista de estabilidade numérica, facilidade de determinação dos parâmetros, eficiência computacional e precisão dos resultados fornecidos, para estudos em sistemas de potência envolvendo sobretensões lentas, rápidas ou temporárias.
2011 - 2016
Proposta de um sistema eletrônico embarcado para diagnostico das condições de aterramento de subestações energizadas
O presente trabalho tem como objetivo desenvolver um sistema eletrônico embarcado capaz de medir e analisar os potenciais superficiais de uma subestação (SE) energizada. O sistema deverá ter a capacidade de medir diversos pontos de potenciais distribuídos ao longo da malha de aterramento visando realizar um mapeamento dos potenciais superficiais da subestação, a fim de localizar possíveis zonas de altas resistividades, zonas de desgaste ou de descontinuidade na malha. A análise dos dados medidos será realizada com o auxílio de ferramenta computacional que utiliza o método das diferenças finitas.
2011 - 2014
Monitoramento e Diagnóstico de Equipamentos elétricos de Potência
Em um sistema elétrico, a sua confiabilidade está diretamente relacionada com o desempenho dos isolamentos elétricos aplicados a equipamentos de potência. Os isolamentos elétricos podem ser classificados conforme sua aplicação em externos ou internos. A filosofia de monitoramento e diagnóstico depende da aplicação. Ensaios de medição dos níveis de descarga parciais são largamente utilizados como ensaios de rotina na aquisição. As normas e as especificações das empresas de energia elétrica exigem e recomendam níveis mínimos de intensidade de descargas parciais para aceitação do produto. Contudo, estes ensaios são normalmente realizados em laboratório, com as condições de ensaios e ambientais controladas. Quando os equipamentos são instalados, ocorre o envelhecimento natural dos materiais que os constituem, como também, os equipamentos estão sujeitos aos esforços elétricos e mecânicos que promovem o seu envelhecimento acelerado, além da ação das intempéries, chuva, poluição, variações de temperaturas, etc. Entende-se por esforços elétricos a própria tensão elétrica do sistema, sobretensões atmosféricas e de manobra, e como esforços mecânicos: peso, tração, curto-circuitos, etc. O objetivo principal desta pesquisa é estabelecer diretrizes para o monitoramento e diagnóstico de equipamentos de potência com risco de falha. Para isto, pretende-se: Desenvolver uma metodologia para inspeção de isoladores, utilizando detectores de baixo custo, como de ultra-som e de radio-interferência; Parametrizar e quantificar os resultados das inspeções com os detectores através de ensaios de laboratório e campo, fazendo uso de equipamentos como câmera ultravioleta e detector de descargas parciais convencional; Aplicar as técnicas de RNA e classificação de defeitos, associados à medição de ruído sonoro e eletromagnético de formas distintas, de maneira a comparar as suas eficiências; Propor uma nova técnica de monitoramento e diagnóstico de isoladores poliméricos, utilizando uma arquitetura de rede neural artificial conhecida como Mapas Auto-Organizáveis (ou Self-Organizing Maps ? SOM). Analisar por meio da rede SOM perfis de emissão de radiação ultravioleta por isoladores poliméricos submetidos à tensão nominal; Estudar e desenvolver uma técnica capaz de realizar o processamento dos sinais oriundos dos ensaios e medições de descargas parciais; Estudar e desenvolver uma técnica capaz de realizar a rejeição de ruído dos sinais oriundos dos ensaios e medições de descargas parciais; Estudar e desenvolver uma técnica capaz de realizar a extração de características dos sinais de descargas parciais utilizando operadores estatísticos; Estudar e desenvolver técnicas de extração de atributos e de apoio à decisão com o uso de Inteligência Artificial; Propor o desenvolvimento de um sistema de classificação de sinais de descargas parciais que possibilite monitorar e diagnosticar defeitos em equipamentos de alta tensão. Além disso, no desenvolvimento dos trabalhos propostos, será possível estimular, apoiar e orientar o desenvolvimento de pesquisas correlatas por parte dos estudantes de graduação e pós-graduação, nas áreas relacionadas ao estudo de monitoramento e diagnóstico de equipamentos elétricos; monitoramento por descargas parciais; redes neurais artificiais e wavelets.
2010 - 2013
Determinação de intervalos ótimos de limpeza de isolamentos elétricos submetidos à poluição
As falhas em isolamentos elétricos são as principais causas pelas interrupções no fornecimento de energia elétrica aos diversos consumidores supridos por um sistema de potência. Interrupções no fornecimento de energia elétrica causam, mundialmente, perdas financeiras em torno de 100 bilhões de dólares por ano. Uma interrupção momentânea de um segundo de duração ou menos, muitas vezes causada por isoladores que falham, tem o mesmo impacto financeiro que uma interrupção de vários minutos, para indústrias de processo contínuo. No caso de subestações, seu desempenho está diretamente relacionado com o desempenho dos seus isolamentos. A operação de uma subestação em ambiente marinho, principalmente na região Nordeste onde o grau de salinidade do mar é extremamente alto, requer cuidados especiais. A lavagem dos seus isolamentos é uma condição necessária. Assim, a definição de períodos ótimos para a lavagem dos isolamentos reduziria custos com lavagens indevidas ou evitaria desligamentos desnecessários ou indevidos. O objetivo central deste projeto é desenvolver um sistema (software e hardware) capaz de emitir recomendações de lavagem ou não lavagem de isolamentos, a partir do ruído ultra-sônico ou de rádio interferência emitidos pelos isolamentos. Para tanto, pretendem-se os seguintes objetivos secundários: 1) Avaliar isolamentos da subestação da TermoPE contaminados pela poluição da região, a fim de determinar-se quanto tempo é necessário para que os mesmos, estando exposto àquela poluição, apresentarão as características satisfatórios de operação. Esta avaliação se dará através dos métodos apresentados no ítem 2. 2) Parametrizar e quantificar os resultados das inspeções com os detectores através de ensaios de laboratório e campo, fazendo uso de equipamentos como câmera ultravioleta, detector de rádio-interferência, detector de ultra-som e medição de corrente de fuga. A medição de corrente de fuga será realizada somente em laboratório; 3) Aplicar as técnicas de red
2010 - 2012
Desenvolvimento de Funções Adicionais para Dispositivos Eletrônicos Inteligentes de Proteção de Sistemas Elétricos de Potência
A proteção de distância é o método mais utilizado para proteger linhas de transmissão, em que o relé estima a impedância aparente do trecho da linha até o local da falta a partir dos fasores de tensão e corrente obtidos na freqüência fundamental. Os algoritmos precisam calcular os fasores de forma rápida e precisa, tendo como informação os sinais oriundos de transformadores para instrumentos. Neste contexto, sabe-se que os sinais obtidos no secundário de transformadores de potencial capacitivos (TPC) não são uma réplica fiel da forma de onda da tensão primária, necessitando de correção em tempo real. Diante disto, este projeto visou o desenvolvimento de funções adicionais para dispositivos eletrônicos inteligentes de proteção de sistemas elétricos de potência no que se refere ao aprimoramento de algoritmos de estimação de fasores por meio de uma técnica capaz de corrigir os erros das medições provenientes do TPC, visando aplicações de proteção de distância de linhas de transmissão. Além disso, foi proposto um dispositivo físico passível de testes no RTDS (Real Time Digital Simulator) para realizar a correção da tensão secundária de transformadores de potencial capacitivos e assim propiciar uma estimação de fasores mais precisa.
2009 - 2020
Avaliação das Condições de Malha de Aterramento em Instalações Energizadas
As malhas de terra das subestações desempenham funções importantes na proteção dos equipamentos instalados, dos sensores e dos dispositivos de monitoramento. Contudo, a segurança das equipes que trabalham nos pátios das subestações é primordial. Para analisar a eficácia de uma malha de aterramento é necessário conhecer seus parâmetros e uma estimativa razoável das condições de operação a que está sujeita. Os fatores que mais influenciam o desempenho de uma malha de aterramento são: sua geometria, seu grau de integridade e as características do solo (a resistividade elétrica e a permissividade elétrica e umidade). O objetivo do projeto é desenvolver ferramenta computacional para acompanhamento das condições das malhas de aterramento das subestações, a partir de medições e ensaios especiais realizados em subestações energizadas. Disponibilizar para as empresas do Grupo Energisa uma metodologia de monitoração experimental para a avaliação atual e o acompanhamento da degradação da malha de terra das subestações antigas e novas ao longo dos anos. Essa metodologia, voltada para garantir a segurança dos equipamentos e das pessoas que desempenham atividades de operação e manutenção nas subestações é implementada em software de apoio à aquisição e ao tratamento de dados (análise da qualidade, filtragem e classificação). Também como benefício do projeto será efetuado treinamentos adequados para o uso da metodologia a ser desenvolvida, assim como a documentação para transferência e internalização dos resultados.
2009 - 2011
Sistema de Detecção e Localização de Faltas de Alta Impedância em Redes de Distribuição
Uma classe especial de faltas a que os sistemas de distribuição estão susceptíveis são as chamadas faltas de alta impedância (FAI). A exemplo dos curtos-circuitos decorrentes da queda de cabos, FAI expõem a população ao risco de choques elétricos e comprometem a integridade dos equipamentos do sistema. Uma grande preocupação com esse tipo de falta é o fato de que, devido as suas características particulares, as faltas de alta impedância odem não ser detectadas pelos dispositivos de proteção, confundindo-se com acréscimos de cargas ou chaveamentos de banco de capacitores no sistema. Por conseguinte, o defeito pode não ser extinto, configurando-se numa situação de risco à população e de danos materiais aos consumidores e à concessionária. Portanto, uma estimativa rápida, exata e confiável do local de ocorrência de FAI é da maior importância, de modo que se proporcione riscos mínimos ao consumidor, aumentando a sua confiança nos serviços oferecidos pela concessionária. Uma ferramenta computacional que auxilie os engenheiros de proteção e manutenção, tornando mais ágil e segura a tomada de decisões e de ações corretivas torna-se imperativa nos dias atuais.