Transformador de Distribuição Inteligente

Authors

  • Josemar O. Quevedo Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) - Santa Maria - RS - Brasil
  • Julian C. Giacomini Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) - Santa Maria - RS - Brasil
  • Rafael C. Beltrame Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) - Santa Maria - RS - Brasil
  • Fabricio E. Cazakevicius Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) - Santa Maria - RS - Brasil
  • Cassiano Rech Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) - Santa Maria - RS - Brasil
  • Luciano Schuch Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) - Santa Maria - RS - Brasil
  • Tiago B. Marchesan Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) - Santa Maria - RS - Brasil
  • Maurício de Campos Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul (Unijuí) - Ijuí - RS - Brasil
  • Paulo S. Sausen Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul (Unijuí) - Ijuí - RS - Brasil
  • Jonatas R. Kinas Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul (Unijuí) - Ijuí - RS - Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2014.3.277284

Keywords:

Comutador eletrônico de taps, Redes Inteligentes, Transformador Inteligente

Abstract

A crescente demanda por eletricidade, os requisitos de melhoria da qualidade de energia por parte dos agentes reguladores e a inclusão da geração distribuída estão aumentando a complexidade dos sistemas de distribuição. Neste cenário, a regulação da tensão torna-se mais complexa, especialmente em longas linhas de distribuição. Neste trabalho, um transformador de distribuição inteligente é proposto, o qual emprega um comutador eletrônico de taps sob carga, associado a um sistema de comunicação bidirecional. Este conjunto permite a regulação automática da tensão, telemetria e o controle remoto pela companhia concessionária, possibilitando sua aplicação nas redes de distribuição atuais e nas smart grids, sendo caracterizado por sua fácil expansão.

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Author Biographies

Josemar O. Quevedo, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) - Santa Maria - RS - Brasil

possui graduação em Engenharia Elétrica pela Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul (UNIJUÍ) e mestrado pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), onde atualmente é doutorando em Engenharia Elétrica na área de Eletrônica de Potência voltada à regulação de tensão em sistemas de distribuição.

Julian C. Giacomini, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) - Santa Maria - RS - Brasil

possui graduação em Engenharia Elétrica pela UNIJUÍ. Atualmente é aluno de mestrado em Engenharia Elétrica na UFSM, onde atua na área de Eletrônica de Potência aplicada a Sistemas Fotovoltaicos.

Rafael C. Beltrame, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) - Santa Maria - RS - Brasil

recebeu título de Doutor em Engenharia Elétrica pela UFSM (2012). Atualmente é professor adjunto do Departamento de Processamento de Energia Elétrica (DPEE) da UFSM. Dentre as áreas de interesse estão a síntese e a análise de conversores estáticos, amplificadores de potência e geração distribuída de energia elétrica. É membro do IEEE e da Associação Brasileira de Eletrônica de Potência (SOBRAEP).

Fabricio E. Cazakevicius, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) - Santa Maria - RS - Brasil

é aluno do Curso de Engenharia Elétrica na UFSM, desde 2009 faz parte do Grupo de Eletrônica de Potência e Controle (GEPOC), na mesma instituição, atuando no desenvolvimento de circuitos de gatedriver, fontes de alimentação e placas de circuito impresso.

Cassiano Rech, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) - Santa Maria - RS - Brasil

recebeu o título de Doutor em Engenharia Elétrica pela UFSM (2005). Atualmente é professor adjunto do DPEE da UFSM. É Vice-Presidente da SOBRAEP e Editor da Revista Eletrônica de Potência. Suas principais áreas de interesse são: conversores multiníveis, modelagem e controle de conversores estáticos de potência, fontes alternativas de energia e geração distribuída.

Luciano Schuch, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) - Santa Maria - RS - Brasil

recebeu o título de Doutor em Engenharia Elétrica pela UFSM (2007). Atualmente é diretor do Centro de Tecnologia (CT) e professor do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE) da UFSM. Atua no desenvolvimento de conversores de alto desempenho, sistemas fotovoltaicos, geração distribuída, integração de sistemas, técnicas de comutação suave e fontes ininterruptas de energia.

Tiago B. Marchesan, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) - Santa Maria - RS - Brasil

recebeu o título de Doutor em Engenharia Elétrica pela UFSM (2007). Atualmente é Professor Adjunto do Departamento de Eletromecânica e Sistemas de Potência (DESP) da UFSM. Atua nas áreas de Projeto e desenvolvimento de reatores eletrônicos para lâmpadas, fontes chaveadas, métodos de correção do fator de potência, controle de intensidade luminosa, e em inovações na área de transformadores de potência.

Maurício de Campos, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul (Unijuí) - Ijuí - RS - Brasil

possui graduação em Engenharia Elétrica pela UNIJUÍ (1997), mestrado pela UFSM (2000) e é doutorando na mesma área pela Universidade Federal de Campina Grande (UFCG). Atualmente é professor assistente da UNIJUÍ. Atua principalmente nos seguintes temas: qualidade de energia, instrumentação, sistemas supervisórios, acionamentos de maquinas elétricas e educação em engenharia.

Paulo S. Sausen, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul (Unijuí) - Ijuí - RS - Brasil

possui Graduação (UNIJUI) e mestrado (UFPB) em Ciências da Computação e doutorado em Engenharia Elétrica pela UFCG (2008). Atualmente é professor Associado do Departamento de Ciências Exatas e Engenharia da UNIJUÍ. Possuí experiência nas áreas de Ciência da Computação, Engenharia Elétrica e Matemática Aplicada.

Jonatas R. Kinas, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul (Unijuí) - Ijuí - RS - Brasil

é graduando em Engenharia Elétrica pela UNIJUÍ, atualmente é bolsista de iniciação científica e integrante do Grupo de Automação Industrial e Controle (GAIC), pela mesma instituição.

References

C. Gao, M. A. Redfern, "A Review of Voltage Control Techniques of Networks with Distributed Generations using On-Load Tap Changer Transformers," in Proc. of45th International Utilities Power Engineering Conf., pp. 1-6, Set. 2010.

C. W. Gellings, M. Samotyj, B. Howe, "The Future's Smart Delivery System: Meeting the demands for high security, quality, reliability, and availability," IEEE Power and Energy Magazine, vol. 2, no. 5, pp. 40-48, Set./Out. 2004. https://doi.org/10.1109/MPAE.2004.1338121 DOI: https://doi.org/10.1109/MPAE.2004.1338121

S. M. García, J.C.C. Rodríguez, J. A. Jardini, J. V. López, A. I. Segura, and P. M. M. Cid, "Feasibility of electronic tap-changing stabilizers for medium voltage lines - precedents and new configurations," IEEE Trans. on Power Delivery, vol. 24, no. 3, pp. 1490-1503, Jul. 2009. https://doi.org/10.1109/TPWRD.2009.2021032 DOI: https://doi.org/10.1109/TPWRD.2009.2021032

S. M. Amin, B. F. Wollenberg, "Toward a smart grid: power delivery for the 21st century," IEEE Power and Energy Magazine, vol. 3, no. 5, pp. 34-41, Set./Out. 2005. https://doi.org/10.1109/MPAE.2005.1507024 DOI: https://doi.org/10.1109/MPAE.2005.1507024

P. Kadurek, J. F. G. Cobber, W. L. Kling, "Smart trans-former for mitigation of voltage fluctuations in MV networks," in Proc. of 10th International Conf. on Environment and Electrical Engineering, pp. 1-4, Maio 2011. https://doi.org/10.1109/EEEIC.2011.5874838 DOI: https://doi.org/10.1109/EEEIC.2011.5874838

P. Bauer, S. W. H. de Haan, "Electronic tap changer for 500 kVA/10 kV distribution transformers: design, experimental results and impact on distribution networks," in Proc. of IEEE Ind. Appl., 1998, pp. 1530-1537.

D. McBee, M. G. Simões, "Reducing distribution transformer losses through the use of smart grid monitoring," in Proc. of North American Power Symposium, pp. 1-6, 2009. https://doi.org/10.1109/NAPS.2009.5483980 DOI: https://doi.org/10.1109/NAPS.2009.5483980

V. C. Güngör, D. Sahin, T. Kocak, S. Ergüt, C. Buccella, "Smart grid technologies: communication technologies and standards," IEEE Trans. on Industrial Informatics, vol. 7, no. 4, pp. 529-539, Nov. 2011. https://doi.org/10.1109/TII.2011.2166794 DOI: https://doi.org/10.1109/TII.2011.2166794

R. E. Kalman, "A new approach to linear filtering and prediction problems," Jornal of Basic Engineering, Series 82D: pp. 35-45, 1960. https://doi.org/10.1115/1.3662552 DOI: https://doi.org/10.1115/1.3662552

D. Monroy-Berjillos, A. Gómez-Expósito, A. Bachiller-Soler, "A lab setup illustrating thyristor-assisted under-load tap changers," IEEE Transactions on Power Systems, v. 25, n. 3, pp. 1203-1210, 2010. https://doi.org/10.1109/TPWRS.2009.2039717 DOI: https://doi.org/10.1109/TPWRS.2009.2039717

ANEEL. Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional (PRODIST):. Módulo 8 - Qualidade de Energia Elétrica. Brasília: pp. 72, 2012.

J. O. Petinrin, M. Shaaban, "Smart power grid: tech-nologies and applications," in Proc of IEEE International Conf. on Power Energy, pp. 892-897, Dez. 2012. https://doi.org/10.1109/PECon.2012.6450343 DOI: https://doi.org/10.1109/PECon.2012.6450343

C. H. Hauser, D. E. Bakken, A. Bose, "A failure to communicate: next-generation communication require-ments, and architecture for the electric power grid," IEEE Power and Energy Magazine, vol. 3, no. 2, pp. 47-55, Mar./Abr. 2005. https://doi.org/10.1109/MPAE.2005.1405870 DOI: https://doi.org/10.1109/MPAE.2005.1405870

K. Moslehi, R. Kumar, "Smart grid - a reliability perspective," in Proc. of Innovative Smart Grid Technologies, pp. 1-8, 2012.

W. Luan, D. Sharp, S. Lancashire, "Smart grid communication network capacity planning for power utilities," in Proc. of IEEE PES Transmission and Distribution Conf. and Exposition, pp. 1-4, Abr. 2010.

E. T. Jauch, "Possible effects of smart grid functions on LTC transformers," IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 47, no. 2, pp. 1013-1021, Mar./Abr. 2011. https://doi.org/10.1109/TIA.2010.2101993 DOI: https://doi.org/10.1109/TIA.2010.2101993

D. M. Laverty, D. J. Morrow, "Telecommunications for smart grid: backhaul solutions for the distribution network," in Proc. of IEEE Power and Energy Society General Meeting, pp. 1-6, Jul. 2010. https://doi.org/10.1109/PES.2010.5589563 DOI: https://doi.org/10.1109/PES.2010.5589563

F. Salvadori, M. Campos, P. Sausen, R. Figueiredo, C. Gehrke, C. Rech, M. A. Spohn, A. Oliveira. "Monitoring in industrial systems using wireless sensor networks with dynamic power management," IEEE Trans. on Instrumentation and Measurement. vol. 58, no. 9, pp. 3104-3111, Set. 2009. https://doi.org/10.1109/TIM.2009.2016882 DOI: https://doi.org/10.1109/TIM.2009.2016882

CENELEC EN 50065-1: Signal on low-voltage electrical installations in the frequency range 3kHz to 148,5kHz.

Published

2014-08-31

How to Cite

[1]
J. O. Quevedo, “Transformador de Distribuição Inteligente ”, Eletrônica de Potência, vol. 19, no. 3, pp. 277–284, Aug. 2014.

Issue

Section

Original Papers