Dissertação

{pt_PT=Bobine de Petersen Eletrónica: análise do regime transitório e validação experimental} {} EVALUATED

{pt=O sistema de energia elétrica é considerado uma das maiores invenções do século 20, mas também um dos sistemas mais complexos alguma vez desenhados. Atualmente, as preocupações dos distribuidores de energia têm crescido no sentido de melhorar a qualidade do serviço através da diminuição das interrupções de média e longa duração. A amplitude da tensão e a continuidade da sua disponibilidade são os parâmetros que mais importância têm para a caraterização da Qualidade da Energia Elétrica pelos consumidores. Como tal, têm sido procurados novos sistemas para implementar esse objetivo. A escolha do Regime de Neutro tem um papel fundamental no comportamento das tensões e correntes durante um defeito fase-terra. Um novo sistema de compensação de defeitos fase-terra baseado na Bobina de Petersen é estudado. Este sistema fornece uma corrente do tipo indutivo no neutro do sistema de forma a compensar a corrente capacitiva que surge com a ocorrência de um defeito fase-terra. A objetivo fundamental do novo sistema é aplicar um Controlador Proporcional Integral (PI) a um Inversor Monofásico de Tensão e simular um sistema de compensação ativo, inserido numa rede elétrica de 60/15kV, através do software MATLAB/Simulink. Por fim, é realizada uma validação experimental do sistema com o suporte do equipamento dSPACE MicroLabBox e a compensação ativa de um defeito fase-terra é conseguida. São analisados os comportamentos das tensões e correntes da rede elétrica. Pesquisa futura com outros níveis de tensão e outros equipamentos conectados à rede são necessárias de forma a garantir a robustez e eficácia do controlador., en=The electrical power system is regarded as one of the greatest achievements of the 20th century, but also one of the most complex system ever designed. In the present time, energy suppliers are growing concerns to improve the quality of the service by trying to reduce medium and long duration interruptions. Voltage magnitude and the continuity of availability of supply are the most important parameters to consider when the Quality of Energy by the consumers is pronounced. As so, new systems have been researched to implement this objective. Grounding has a fundamental role in the behaviour of voltages and currents during single-phase-to-earth faults. A new system of single-phase-to-earth faults compensation based on the Petersen Coil is studied. This system provides an inductive current in the neutral point of the network to neutralize the capacitive current that surges during an earth fault. The basics of the new system is to apply a Proportional Integral Controller to a Single-Phase Voltage Source Inverter (VSI) and to simulate an active compensation system, inserted in a 60/15kV electrical grid, using MATLAB/Simulink software. Lastly, an experimental validation of the system is performed with the assistance of dSPACE MicroLabBox equipment and active compensation of a single-phase-to-earth fault is achieved. The behaviour of the electrical grid voltages and currents is analysed. Future developments and experimentations with other voltage levels and other equipment connected to the grid are necessary to ensure the robustness and efficacy of the controller. }
{pt=Continuidade de Serviço, Bobina de Petersen, Regime Ressonante, Inversor Monofásico de Tensão, Controlador PI, dSPACE MicroLabBox., en=Continuity of Service, Petersen Coil, Resonant Grounding, Single-Phase Voltage Source Inverter, PI Controller, dSPACE MicroLabBox.}

Setembro 23, 2020, 10:0

Orientação

ORIENTADOR

Sónia Maria Nunes dos Santos Paulo Ferreira Pinto

Presidência do Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Professor Associado

ORIENTADOR

José Fernando Alves da Silva

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Catedrático