Introduction
Um aspecto fundamental do processamento de sinais em sistemas de potência é determinar quais parâmetros devem ser ser medidos e com qual precisão, assim como os métodos que fornecem melhor caracterização e análise dos sinais a serem investigados.
O estudo e aplicação de técnicas de processamento de sinal digital para controle, proteção, supervisão e monitoramento para Smart Grids requer uma compreensão do sistema elétrico e o comportamento em situações normais e anormais. Assim, é necessário entender os fenômenos que alteram a forma senoidal dos sinais de tensão e corrente.
Nesta publicação, vai ser caracterizado alguns eventos que promovem alterações nos sinais de medição de tensão. O livro base da disciplina [1] é a principal referência. O objetivo é criar uma base teórica para os próximos passos com a simulação.
Sustained Overvoltage
Sobretensão sustentada (Sustained Overvoltage) significa um aumento da tensão de uma frequência usual (50–60 Hz) acima dos valores nominais. Essa sobretensão pode aparecer em diferentes regiões do sistema de potência como uma saída de gerador ou um terminal de carga. Em geral, o excesso te potência reativa no sistemas é a principal causa.
Essa sobretensão continuada pode ter efeitos danosos sobre equipamentos, como transformadores. Fig. 1 ilustra o tipo de sinal desse problema.
Fig. 1
Lightning Surge
O raio pode ser uma fonte de picos significativos de tensão. Pode bater em qualquer lugar de um sistema e afeta o equipamento e as cargas conectadas. Isto é verdade tanto para alta tensão (HV) e baixa tensão (LV). São discargas elétricas que podem chegar entre 20 a 200 kA.
Quando essas correntes altas são descarregadas através da estrutura de aterramento do sistema, eles podem causar surtos significativos de tensão. Um surto de raio ter duração de milissegundos. Quando esses transitórios chegam em equipamentos de uma subestação através de seus terminais, o surto pode danificar o isolamento e iniciar o processo de curto-circuito. Fig. 2 mostra um sinal com evento de surto devido a raios.
Fig.2
Swichting Surge
A comutação em sistemas de potência (operações de fechamento e abertura), podem causar oscilações de comutação em sistemas de alta tensão e seus circuitos de controle auxiliares. O surto de comutação ocorre de muitas formas diferentes e tem muitas fontes diferentes. Normalmente, eles estão associados a uma alteração no estado operacional do sistema, o que significa uma comutação envolvendo energia aprisionada e sua liberação. Fig. 3 mostra o processo de energização de uma linha de transmissão.
Fig. 3
Switching Bank of Capacitors
É prática comum instalar um capacitor de derivação para melhorar o fator de potência e o perfil de tensão em todos os níveis de tensão de um sistema de potência. Estes bancos de capacitores de derivação podem ser conectados e desconectados como parte da operação. As operações de comutação incluem energização, desenergização, eliminação de falhas, religamento e energização de um banco de capacitores quando outro banco já está em operação (back-to-back switching). Fig. 4 mostra um sinal proveniente da energização de um banco de capacitores.
Fig. 4
Conclusion
Uma contextualização sobre os eventos de sobretensão foi levantada. Assim, o próximo passo é analisar sinais provenientes de simulação no ambiente Simulink por meio do uso da ferramenta Wavelets Toolbox.
Referências
[1] Ribeiro, Paulo & Duque, C.A. & Silveira, P.M. & Cerqueira, Augusto. (2013). Power Systems Signal Processing For Smart Grids. 10.1002/9781118639283.
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