Noise reduction for faults in HVDC lines using mathematical moφhology

Dardengo, Victor P.; Cavalcante, Paulo A. H.; Almeida, Madson C. de

doi:10.1109/isgt-la.2017.8126750

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“…Mathematical morphology is a promising approach to highlight the features of the wavefronts involved in the estimation of fault location and classification. Mathematical morphology involves little computational efforts and smaller data windows compared to wavelet transform [93][94][95][96].…”

Section: Morphological Gradient Based Fault Estimation In Multi-termimentioning

confidence: 99%

MT–HVdc Systems Fault Classification and Location Methods Based on Traveling and Non-Traveling Waves—A Comprehensive Review

et al. 2019

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Estimation of fault classification and location in a multi-terminal high voltage direct current (MT–HVdc) transmission system is a challenging problem and is considered to be a fundamental maneuver of dc grid protection. This research paper critically reviews traveling and non-travelling wave methods of classification and location of dc faults in multi-terminal HVdc transmission systems. Detailed mathematical analysis of MT–HVdc systems composed of high grounding resistance, cable and overhead line segments, and bipolar coupled transmission network under healthy and faulty conditions, are evaluated. The gravity of this research paper addresses benefits and shortcomings of traveling and non-traveling wave methods and futuristic techniques of fault classification and location.

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Section: Morphological Gradient Based Fault Estimation In Multi-termimentioning

confidence: 99%

MT–HVdc Systems Fault Classification and Location Methods Based on Traveling and Non-Traveling Waves—A Comprehensive Review

et al. 2019

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“…Os métodos de evidenciamento das frentes de onda nos terminais monitorados baseado em morfologia matemática apresentam bom desempenho frente às diversas condições de falta, entretanto, a precisão e robustez desses métodos decaem a medida que os níveis de ruído aumentam. Assim, a fim de melhorar a precisão e robustez dos métodos de localização de faltas baseado em ondas viajantes, os Filtros de Redução de Ruídos (FRR's) devem ser integrados ao sistema de localização de faltas [87].…”

Section: Introductionunclassified

Localização de faltas em linhas HVDC com estimação da velocidade de propagação das frentes de onda

Dardengo¹

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Atualmente, com o desenvolvimento da eletrônica de potência, as linhas HVDC têm se tornado uma alternativa as linhas HVAC na transmissão de grandes blocos de energia a longas distâncias, sendo economicamente mais viáveis e com baixas perdas. O correto funcionamento das linhas HVDC são essenciais na manutenção da estabilidade do sistema. Operando sob diversas condições climáticas e de relevo, além de geralmente apresentarem dimensões continentais, essas linhas são susceptíveis a faltas. Portanto, metodologias eficientes de localização de faltas são cada vez mais importantes, a fim de minimizar seus tempos inoperantes e, consequentemente, reduzir os prejuízos de concessionárias e consumidores. Na atualidade, os principais métodos de localização de faltas são baseados em ondas viajantes, onde a posição da falta é estimada através dos tempos de chegada das frentes de onda nos terminais monitorados e da velocidade de propagação das ondas. Entre os métodos para evidenciamento das frentes de onda, destaca-se o uso da morfologia matemática, a qual apresenta fácil implementação e reduzido custo computacional. Na literatura, geralmente os processos morfológicos não são apresentados de forma otimizada e portanto, nesta tese as operações básicas, além dos gradientes utilizados para evidenciamento das frentes de onda, são apresentados de maneira mais eficientes. Além disto, um novo elemento estruturante é proposto, o qual permite uma nova abordagem para o evidenciamento das frentes de onda baseado nas translações do sinal. A velocidade de propagação das ondas é outro fator primordial para a estimação do local de falta de forma precisa, entretanto, devido sua variação de acordo com a posição da falta, condições climáticas e parâmetros da linha, sua definição é ainda uma tarefa árdua. Neste sentido, esta tese realiza um estudo comparando a influência da velocidade nos métodos convencionais de localização de faltas com metodologias não influenciadas pela velocidade. Neste contexto, esta tese propõe uma nova metodologia de localização de faltas para linhas HVDC com estimação da velocidade de propagação das frentes de onda. O novo método proposto define a velocidade das frentes de onda levando em consideração os parâmetros da linha e também a posição da falta. Testes realizados demonstraram a precisão e robustez da metodologia proposta. Como os métodos de ondas viajantes requerem elevadas taxas de amostragem e são fortemente influenciados por ruídos, diferentes filtros morfológicos foram avaliados no processo de filtragem de ruídos destinados a localização de faltas. Testes demonstraram que a combinação do correto filtro de redução de ruídos com a metodologia proposta de localização de faltas apresenta bons resultados, tornando a metodologia desenvolvida promissora.

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Noise reduction for faults in HVDC lines using mathematical moφhology

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