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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35413| Título: | Desenvolvimento de um sistema para monitoramento remoto: análise do espectro harmônico da tensão e corrente |
| Título(s) alternativo(s): | Remote monitoring system development: voltage and current harmonic spectrum analysis |
| Autor(es): | Ritzmann, Lucas Gomes Guerra, Matheus Henrique Moreira |
| Orientador(es): | Ruseler, Adriano |
| Palavras-chave: | Análise espectral Redes elétricas Microcontroladores Banco de dados Fourier, Transformadas de Spectrum analysis Electric networks Microcontrollers Data bases Fourier transformations |
| Data do documento: | 5-Jun-2023 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | RITZMANN, Lucas Gomes; GUERRA, Matheus Henrique Moreira. Desenvolvimento de um sistema para monitoramento remoto: análise do espectro harmônico da tensão e corrente. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Controle e Automação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023. |
| Resumo: | O objetivo deste trabalho foi desenvolver um sistema para obter sinais de tensão e corrente de qualquer fonte monofásica, cuja instalação em questão possua características senoidais (cargas lineares) ou não-senoidais (cargas não-lineares). Por meio da construção do espectro harmônico destes sinais, conseguiu-se visualizar parâmetros de redes elétricas como um todo, sustentados pela norma 1459-2010 IEEE, sendo eles: tensão eficaz e de pico, corrente eficaz e de pico, potência ativa, potência reativa, potência aparente, fator de potência, distorção volt-ampére e distorção harmônica total. Toda a aquisição de dados foi feita através de um microcontrolador, no caso deste projeto o ESP32, por possuir placa de rede integrada. Através de conexão wireless e utilizando o protocolo de comunicação MQTT, o EPS32 adquire e envia os dados (sinais de tensão e corrente da rede) para o MATLAB, em forma de pacotes JSON, a fim de construir o espectro harmônico dos sinais e realizar todos os cálculos para a obtenção dos parâmetros mencionados e, com isso, permitir que o editor de fluxos Node-RED receba os resultados de todos os cálculos a uma determinada taxa de atualização a partir do MATLAB, utilizando novamente o protocolo de comunicação MQTT, e os envie para um banco de dados, cujo escolhido para este trabalho foi o MariaDB. Com a versatilidade e adaptabilidade do sistema, torna-se possível sua implementação com certa facilidade e praticidade na visualização dos resultados, por estarem disponíveis em vias remotas. Com o intuito de validar as lógicas e o funcionamento do sistema antes de tê-lo montado, foi adotado que toda a simulação seria feita via MATLAB em conjunto com Simulink devido à praticidade de modelamento de sistemas, sendo que todos os resultados obtidos foram contrapostos com resultados teóricos provenientes de cálculos matemáticos, com a utilização de equações já consolidadas no mundo da elétrica. Como forma alternativa de validação e para uma maior confiabilidade do sistema, todas as simulações também foram feitas via PSIM, software que permite a montagem rápida e prática de circuitos eletroeletrônicos e, além disso, mensura todos os parâmetros de interesse do projeto com a geração de gráficos e tabelas. |
| Abstract: | This paper’s goal was to develop a system capable to obtain the signal of voltage and current from any mono-phasic power supply, it must have sine wave or non sine wave characteristics. From the harmonic spectrum of those signs, the visualization of all parameters from any electrical system was possible. This paper was based on IEEE 1459-2010, that is the norm used to describe the following parameters: Rms and peak voltage, rms and peak current, active power, reactive power and apparent power, power factor, volt-amp distortion and total harmonic distortion. All data was collected using a microcontroller, in this case ESP32, it has an embedded network card. The mqtt protocol was used to communicate through wireless connection, the microcontroller obtain the data and send it to Matlab, in a JSON package, from it the harmonic spectrum is created and all of the parameters are calculated, then all data is send to Node-RED with a actualization rate determined from Matlab, again the mqtt protocol is used to send the data from Matlab to Node-RED, and in Node-RED exist a logic used to send all the data to the database, for this project the database selected is the MariaDB. With the versatility and adaptability of the system, it becomes possible to implement in an easy and practicable way being possible to visualize the results, because they are available in remote ways. In order to validate the logic and operation of the system before having it assembled, it was adopted that all the simulation would be done via MATLAB in conjunction with Simulink due to the practicality of system modeling, and all the results obtained were contrasted with theoretical results from mathematical calculations, using equations already consolidated in the electrical world. As an alternative form of validation and for a greater reliability of the system, all simulations were also made via PSIM, software that allows the fast and practical assembly of electro-electronic circuits and, in addition, measures all parameters of interest of the project with the generation of graphs and tables. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35413 |
| Aparece nas coleções: | CT - Engenharia de Controle e Automação |
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