Sistema de aquisição de dados para um relé de proteção digital de baixo cus...

Este trabalho de conclusão de curso traz a idealização de um relé digital, no qual os principais blocos funcionais foram separados em módulos, para desenvolvimento de novas técnicas e algoritmos de proteção. Essa necessidade surge da impossibilidade de reprogramação de relés comerciais. Os principais módulos do relé, que têm maior grau de complexidade, são o processamento de dados e o de aquisição de dados. O módulo de processamento é onde se encontra o microprocessador responsável pela execução do algoritmo desejado, pela comunicação entre os módulos e pela comunicação com o meio externo. O módulo de aquisição de dados está encarregado da obtenção dos dados de tensão e corrente do equipamento que se deseja proteger para suprir as entradas do algoritmo de proteção. Para que o algoritmo de proteção funcione corretamente é preciso que as grandezas elétricas sejam fielmente representadas tanto para condições de pré-falta quanto para as condições de pós-falta. A grande dificuldade é a leitura para as condições de pós-falta, visto que os sinais de sistemas elétricos de potência podem sofrer grandes variações em magnitude em situações de falta, por exemplo uma corrente de falta pode atingir magnitude de até 20 pu. Este trabalho está focado no desenvolvimento de um módulo de aquisição de dados que represente fielmente as grandezas elétricas do SEP para às diversas situações `as quais o SEP está sujeito. Os módulos estão interligados por um barramento, cada módulo contém quatro xvii xviii RESUMO endereços para comunicação. A comunicação no barramento é feita de forma serial seguindo o padrão SPI da Motorola. Este módulo de aquisição de dados é totalmente isolado, ou seja, não há conexão elétrica direta das fontes de medida com o barramento de comunicação. A fonte que alimenta os circuitos é composta por um conversor DC/DC com isolamento galvânico e o acesso ao barramento de comunicação é feito por meio de isoladores ópticos. Um bastidor com capacidade de abrigar até oito módulos é utilizado para reunir e interligar os diversos módulos.

Palavras-chave em Inglês

Data acquisition
Electric measurement
Electric power system
Digital relay
Protection

Resumo em Inglês

This work brings the idealization of a digital relay, where the main functional blocks were separated into modules, to the development of new protection algorithms. This need arises from the inability of reprogramming commercial relays. The main modules of the relay, which have greater complexity, is the data processing and data acquisition. The processing module is responsible for the algorithm execution, communication between modules and for communication with the external environment. The data acquisition module is responsible for measuring the voltage and current of protected equipment in order to supply the algorithm’s inputs. For the properly working of the algorithm it is necessary that the electrial signals were faithfully represented for pre-falt and post-fault conditions. The great difficulty is measuring in post-falt conditions because the electrical power signals may have a great increase in magnitude over falt condition, for example a falt current magnitude could be up to 20 pu. The modules are interconnected by a bus, each module contains four addresses for communication. The communication in the bus follow the Motorola’s SPI standard. This data acquisition module is totally isolated, there is no direct electrical connection betwen the sources of measurement and the communication bus. Therefore, an isolated dc/dc converter is used as source to supply the circuits and the access of the module to the communication bus is done by an optical isolator. The various modules are arranged in a housing with the capacity to house up to eight modules.

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Data de Publicação

2010-05-18

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