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Título: Detecção de faltas internas em SCIG utilizando sistemas inteligentes
Título(s) alternativo(s): Internal fault detection in SCIG using intelligent systems
Autor(es): Salles, Anderson Egberto Cavalcante
Orientador: Kreutz, Marcio Eduardo
Palavras-chave: Redes Neurais Artificiais;Falhas internas;Gerador de indução com rotor em gaiola;Rede neural convolucional
Data do documento: 31-Jan-2022
Editor: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Referência: SALLES, Anderson Egberto Cavalcante. Detecção de faltas internas em SCIG utilizando sistemas inteligentes. 2022. 83f. Dissertação (Mestrado em Sistemas e Computação) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022.
Resumo: As Máquinas elétricas, eventualmente, vão apresentar alguma falha e dentro das possibilidades que podem ocorrer, as falhas nas bobinas do estator põem em risco a sua correta operação. Estas faltas podem evoluir rapidamente, danificando de forma irreversível a bobina e causando prejuízos econômicos. Na literatura diferentes caminhos para solucionar o problema já foram implementados como: utilização de lógica fuzzy, modelos de predição, análise de assinatura de corrente, entre outros. Este trabalho consiste na implementação e avaliação de sistemas inteligentes para detecção das faltas no estator do tipo espira-espira e espira-terra da máquina de indução com rotor em gaiola operando como gerador eólico. Para tanto, é proposta a implementação de dois modelos de aprendizado de máquina, uma rede neural artificial e uma rede neural convolucional, com o propósito de aprenderem as características das correntes elétricas do estator e diferenciar uma máquina saudável de uma danificada. Os sistemas são treinados com dados artificiais provenientes de simulações e estas se baseiam em modelos dos componentes principais de um sistema de geração eólico como: sistemas de controle, chave de comando de acionamento, modelo mecânico da turbina e modelo elétrico do gerador com as faltas. Todas as faltas avaliadas têm fração menor ou igual a 10% dos enrolamentos danificados. Para análise dos resultados foi utilizado o método k-fold, sendo observado um melhor desempenho das redes convolucionais em comparação com as redes neurais artificiais da ordem de 15,95 pontos percentuais.
Abstract: Electrical machines, eventually, will present some failure and within the possibilities that may occur, failures in the stator coils jeopardize their correct operation. These faults can evolve quickly, irreversibly damaging the coil and causing economic losses. In the literature, different ways to solve the problem have already been implemented, such as: use of fuzzy logic, prediction models, current signature analysis, among others. This work consists of the implementation and evaluation of intelligent systems for fault detection in the turn-turn and turn-to-ground stator of the squirrel-cage induction machine operating as a wind generator. Therefore, it is proposed the implementation of two machine learning models, an artificial neural network and a convolutional neural network, with the purpose of learning the characteristics of the stator electrical currents and differentiating a healthy machine from a damaged one. The systems are trained with artificial data from simulations and these are based on models of the main components of a wind generation system such as: control systems, actuation command switch, mechanical model of the turbine and electrical model of the generator with faults. All faults evaluated have a fraction less than or equal to 10% of the damaged windings. To analyze the results, the k-fold method was used, with a better performance of convolutional networks in comparison with artificial neural networks in the order of 15.95 percentage points.
URI: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/47517
Aparece nas coleções:PPGSC - Mestrado em Sistemas e Computação

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