Fuzzy logic applied in synchronous generators digital protection improvement

Este trabalho propõe um novo método de proteção de geradores síncronos baseado em inteligência artificial, mais especificamente lógica fuzzy, com o propósito de melhorar a proteção destes componentes vitais aos sistema elétricos de potência. Um sistema elétrico de potência completo composto por geradores, linhas de transmissão e cargas foi simulado através do Real Time Digital Simulator para fornecer dados para realização de testes e validação do algoritmo de proteção inteligente. Adicionalmente, foram desenvolvidos dois esquemas experimentais que proporcionaram a obtenção de um conjunto extensivo de ensaios de faltas internas em dois geradores síncronos reais, com o objetivo de fornecer dados para comprovar a eficácia da proteção proposta. Um sistema integrado de software e hardware cujo objetivo é servir de plataforma para desenvolver e executar em tempo real algoritmos de proteção aplicados foi desenvolvido. Esse sistema integrado foi utilizado nos testes embarcados em tempo-real do algoritmo de proteção desenvolvido. Apresenta-se também um arranjo composto por funções de proteção tradicionais mais utilizadas em campo, as quais serviram como base de comparação de desempenho para o esquema de proteção inteligente desenvolvido. Os resultados apresentados mostram que o método de proteção inteligente proposto é mais sensível para detectar instantaneamente faltas fase-terra em geradores síncronos com aterramento de alta-impedância, além de ser capaz de identificar faltas entre-espiras e entre-caminhosThis work presents the development of a synchronous generator protective technique based on artificial intelligence, specifically fuzzy logic, in order to improve the protection of these vital components of the electric power system. A complete electric power system composed of generators, transmission lines and loads was simulated using the Real Time Digital Simulator to provide data for testing and validating the intelligent protection algorithm. Additionally, an extensive set of internal fault experiments conducted on two actual synchronous generators provided oscillograms to demostrate the proposed protection effectiveness. An integrated hardware and software system whose purpose is to serve as a platform for developing and executing real-time protection algorithms is presented. This integrated system was used for real-time embedded testing of the protection algorithm developed. An arrangement composed of traditional protection functions most used in the field is also presented, this arrangement served as a comparison basis for the intelligent protection scheme performance. The results show that the intelligent protection is more sensitive to detect instantly ground faults in synchronous generators with high-impedance grounding, it is also shown that the proposed scheme is able to identify inter-turns and inter-circuits fault