Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/6072
Type: Dissertação
Title: Sistemas de proteção para redes de distribuição elétrica submarinas não aterradas
Author(s)/Inventor(s): Barbosa, Diego Alexandre Belmonte
Advisor: Aredes, Maurício
Abstract: No mundo de captação de óleo offhsore, a necessidade de expansão de bombeamento e processamento submarino vêm aumentado cada vez mais nos últimos anos em decorrência principalmente da busca pela otimização de recursos e espaço nas plataformas, sendo que a opção de bombeamento submarino muitas vezes é a única viabilizadora de projetos de produção. Assim, para se lograr tal feito, antes é necessário que haja a devida disponibilidade de sistemas elétricos de potência para atender esta demanda crescente. Desta forma, este trabalho visa estudar em profundidade as questões relacionadas ao sistema de proteção para uma possível distribuição elétrica submarina. Para este sistema está sendo considerado uma rede de distribuição não-aterrada, devido suas vantagens nas questões de não haver grandes magnitudes de correntes para faltas à terra. O uso de umbilicais submarinos em sistemas não aterrados traz alguns desafios para os casos de faltas à terra, pois acarretam em correntes capacitivas que contribuem para faltas em circuitos adjacentes. Tal efeito acaba por dificultar o simples uso de proteções convencionais de sobrecorrente para sistemas radiais de distribuição, acarretando em maiores desafios no quesito de proteção. É proposto neste trabalho a modelagem no software Matlab/Simulink das funções de proteção para que haja a devida confiabilidade no sistema de proteção tanto para faltas trifásicas quanto monofásicas desde a saída da plataforma até os terminais dos conversores de frequência submarinos. É apresentada, então, uma proposta de sistema de proteção baseado em funções direcionais de neutro utilizando medições de tensão local ou remotamente, ou mesmo sem leitura de tensão. Resultados de simulação são apresentados e analisados e confirmam sua viabilidade técnica como uma alternativa para serem aplicados nas redes elétricas submarinas do futuro.
Abstract: In the offshore world, the need for pumping expansion and subsea processing has been increasing in recent years mainly due to the search for optimization of resources and space in the platforms, in addition, a lot of cases, the subsea pumping is the only feasible of production projects. Thus, in order to achieve this, it is necessary to have the availability of power systems to meet this growing demand. In this way, this work aims to study the issues related to the protection system for a possible subsea distribution power system. For this system, an ungrounded distribution network is being considered, due to its advantages in the issues of not having large magnitudes of currents for ground faults. One of the issues to be studied in this work is the particularity of the use of power umbilicals for this submarine electrical distribution system. The use of power cable in ungrounded systems presents some challenges for earth faults as they lead to capacitive currents that contribute to faults in adjacent circuits. Such an effect ends up hampering the simple use of conventional overcurrent protections for radial distribution systems, leading to greater protection challenges. It is proposed in this work the modeling in the Matlab / Simulink software of the protection functions so that there is due reliability in the protection system for both threephase and single-phase faults from the platform exit to the terminals of the subsea frequency converters. A proposal for a protection system based on neutral directional functions using local or remote voltage measurements, or even without voltage tranformer, is presented. Simulation results are presented and analyzed and confirm their technical viability as an alternative to be applied in the subsea power system of the future.
Keywords: Distribuição de energia elétrica
Proteção de sistemas elétricos
Estruturas offshore
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::MEDICAO, CONTROLE, CORRECAO E PROTECAO DE SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Mar-2017
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Elétrica

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