Desenvolvimento de sistema de aquisição e processamento para aplicações em qualidade de energia

Abstract

Este trabalho teve como o desenvolvimento de um sistema de aquisição e processamento de dados para aplicações em Qualidade de Energia Elétrica (QEE). Do ponto de vista dos circuitos de hardware desenvolvidos, buscou-se utilizar componentes de precisão elevada para o sensoriamento e condicionamento dos sinais de tensão e corrente. Além disso, foi implementado um algoritmo de auto calibração das medidas, em função da temperatura no medidor implementado. O processamento dos dados foi realizado através de um processador digital de sinais (DSP, Digital Sinal Processor) de 32 bits, com aritmética de ponto flutuante. Também foi agregado ao sistema um módulo de comunicação sem fio, de forma que os dados medidos pudessem ser enviados a outros dispositivos para armazenamento ou análise remota. Do ponto de vista da aplicação em Qualidade de Energia, foram implementados diversos algoritmos de indicadores de QEE, tais como o de Distorção Harmônica Total (DHT), para a validação preliminar do sistema desenvolvido. Entretanto, do ponto de vista dos estudos e pesquisas realizadas pelo Grupo de Automação e Sistemas Integráveis (GAS/UNESP), no que diz respeito à análise de circuitos elétricos sob condições de formas de onda não sensoriais e/ou desequilibradas, o sistema desenvolvido foi também utilizado para avaliar o comportamento e desempenho da Teoria de Potência Conservativa, proposta recentemente por Tenti et al. e de novos fatores de conformidade (ou desempenho) para a avaliação da QEE em sistemas polifásicos com cargas não lineares. Diversos resultados de simulação e experimentais foram apresentados e constrastados a fim de validar os algoritmos utilizados no DSP utilizado, bem como para permitir a avaliação da Teoria de Potência Conservativa para interpretação de diferentes circuitos e condições de operações

This study aimed to develop a data acquisition and processing system for Power Quality applications. From the hardware point of view, high precision components have been used for the vallage and current sensing and signal conditioning. In addition, a self-calivration algorithm has been implemented in order to adjust the measured values in terms of the estimated temperature. The data processing was performed by means of 32-bit floating point digital signal processor (DSP). A wirelless communication module has also been added, so that the measured data could be sent to other storage devices or remote analyzers. From the perspective of power quality applications, several algorithms have implemented, such as the Total Harmonic Distortion (THD) for the preliminary validation of the developed system. However, considering the studies and surveys carried out by the studies and survey carried out by the Group of Automation and Integrated Systems (GASI/UNESP), especially those related to the analysis of electrical circuits under non-sinusoidal and/or unbalanced waveform conditions, the implemented system has been applied to the evaluation of the Conservative Power Theory (CPT), recently proposed by Tenti et al. Several simulation and experimental results have been depicted and compared in order to validate the practical DSP implementation of the required algorithms, as well as, for the purpose of analyzing different circuit's interpretation by means of the CPT