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Título: Algoritmo para cálculo de correntes de curto-circuito em sistemas elétricos
Título(s) alternativo(s): Short-circuit algorithm to consumer with voltage down regulation for service entrance protection projects
Autor(es): Conti, Caio Henrique Cunha
Orientador(es): Konopatzki, Evandro André
Palavras-chave: Sistemas de energia elétrica - Estabilidade
Choque elétrico
Algorítmos
Electric power system stability
Electric Shock
Algorithms
Data do documento: 17-Ago-2021
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Medianeira
Citação: CONTI, Caio Henrique Cunha. Algoritmo para cálculo de correntes de curto-circuito em sistemas elétricos. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2021.
Resumo: Os transformadores, dentre os componentes das subestações do sistema elétrico, são elementos de alto valor agregado e, por esse motivo, possuem sistema de proteção bastante criterioso realizado por diversas formas, dentre elas, as sobrecorrentes instantâneas de curto-circuito. As análises de curto-circuito têm a finalidade de parametrizar o sistema de proteção e promover sua coordenação. Para tanto se tornam necessárias, pelo menos, as análises da impedância equivalente de Thevénin; dos curtos-circuitos mono, bi e trifásicos e das contribuições das fontes para a falta. A configuração do sistema elétrico pode se tornar complexa para análise, principalmente com as contribuições de corrente crescendo em escala geométrica. Dessa forma, foi desenvolvido um algoritmo que realiza os cálculos de curto-circuito e retorna os resultados das faltas. A metodologia foi desenvolvida de forma que os dados de entrada são apresentados no software Microsoft Office Excel, bem como os resultados de correntes e tensões de curto-circuito. O dimensionamento das matrizes respeita os circuitos equivalentes de sequência (positiva, negativa e zero) apresentados no capítulo de metodologia, sendo as transformações e cálculos necessários para validação dos modelos executados no MathWorks MATLab. Os resultados obtidos pelo algoritmo foram validados com o ensaio de um problema genérico no estudo de faltas, apresentado no capítulo dos resultados. Eles mostraram baixos erros relativos e a conclusão foi de que o algoritmo desenvolvido pode auxiliar no cálculo de curto-circuito em quaisquer elementos do sistema elétrico de potência (SEP) que possam ser reduzidos a circuitos equivalentes similares aos determinados por esse estudo. Levando tudo isso em consideração o algoritmo encontra-se disponível em: https://github.com/Conticaio/do, para futuros trabalhos sugere-se a implementação da defasagem angular, decomposição de fases no cálculo do curto-circuito e integração com fontes fotovoltaicas.
Abstract: The Transformers, between substation’s components, have a high value, and, for that reason, they have a quite criteria protection system made by many forms, between these, short- circuit’s instantaneous overcurrent.The short-circuit analysis is due to parametrization to promote system protection and coordenation. Therefore others analysis are riquired such as: Th ́evenin’s impedance; monofase; two-fase; and three fase short circuit and the others source’s contributions to short-circuit. The system configuration can became complex to analysis, mainly to current’s contributions growing in geometrical scale. As a result, an algoritm was developed to performs the short-cirtuit’s calculations and shows the results. The methodology was developed in a way that input data can be by Microsot Office Excel, as so the outputs of the results of short-cicuit’s and current’s contribuitions. The matrices sizes is due to equivalants circuits of positive, negative a zero sequences, shown in methodology chapter, transformations and calculos being necessary to validate the models executed in MathWorks MATLab. The algorithm results were validate with a generic short-circuit study problem, shown in results and discussion chapter. They showed low errors in doing so the conclusion were that the developed algorithm can help in short-circuit calculos in any alement os power eletrical system that may be reproduce with equivalent circuits as like this study. All in all, the algorithm is available at:https://github.com/Conticaio/do, for future studies is suggest to introduce angular lag, phases decomposistions in short-circuit studies and integration with fotovoltaica sources.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34683
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