Limitador de corrente elétrica de núcleo saturado (LCENS) - estudo de topologia de fase única
| dc.contributor.advisor | Giacomelli, Patrícia | |
| dc.contributor.author | Amaral, Marcelo Capellari do | |
| dc.contributor.other | Michel, André Bernardes | |
| dc.contributor.other | Severo, Tiago Cassol | |
| dc.date.accessioned | 2026-08-25T11:38:46Z | |
| dc.date.issued | 2026-07-08 | |
| dc.date.submitted | 2026-06-30 | |
| dc.description | O crescimento contínuo dos sistemas elétricos de potência tem contribuído para o aumento dos níveis de corrente de curto-circuito, tornando necessária a adoção de soluções capazes de reduzir os esforços elétricos e mecânicos impostos aos equipamentos. Nesse contexto, os limitadores de corrente elétrica de núcleo saturado (LCENS) destacam-se por apresentarem baixa impedância em regime permanente e elevada capacidade de limitação durante faltas. Este trabalho propõe e avalia uma nova topologia monofásica de LCENS baseada em um núcleo ferromagnético único saturado por corrente contínua. O desenvolvimento envolveu a modelagem matemática do dispositivo a partir da Lei de Biot-Savart, da analogia entre circuitos elétricos e magnéticos, da Lei de Kirchhoff das Tensões e de métodos numéricos para solução das equações resultantes. O modelo foi implementado no software Octave e posteriormente validado por meio de simulações eletromagnéticas tridimensionais utilizando o software Ansys Maxwell. Os resultados demonstraram que a topologia proposta é capaz de limitar correntes de curto-circuito de forma eficaz, alcançando reduções próximas de 50\% no valor de pico após o primeiro semiciclo de falta. Verificou-se ainda que o aumento de área de seção transversal do núcleo ferromagnético, eleva a capacidade de limitação do dispositivo, embora também aumente sua influência sobre a operação em regime permanente. A comparação entre os modelos implementados no Octave e no Maxwell indicou comportamento qualitativamente semelhante, validando a metodologia proposta. Conclui-se que a configuração de núcleo único constitui uma alternativa tecnicamente viável às topologias convencionais encontradas na literatura, apresentando potencial para simplificação construtiva e redução do número de componentes. [resumo fornecido pelo autor] | pt_BR |
| dc.description.abstract | The continuous growth of electric power systems has contributed to increasing short-circuit current levels, making it necessary to adopt solutions capable of reducing the electrical and mechanical stresses imposed on equipment. In this context, Saturated Core Fault Current Limiters (SCFCLs) stand out due to their low impedance under normal operating conditions and high current-limiting capability during fault events. This work proposes and evaluates a new single-phase SCFCL topology based on a single ferromagnetic core saturated by direct current. The device was modeled using Biot-Savart's Law, the analogy between electric and magnetic circuits, Kirchhoff's Voltage Law, and numerical methods for solving the resulting equations. The mathematical model was implemented in Octave and subsequently validated through three-dimensional electromagnetic simulations performed in Ansys Maxwell. The results demonstrated that the proposed topology is capable of effectively limiting short-circuit currents, achieving reductions close to 50\% in the peak current after the first fault half-cycle. It was also verified that increasing the ferromagnetic core depth significantly improved the current-limiting capability of the device, although it also increased its influence during normal operation. The comparison between the Octave and Maxwell models showed qualitatively similar behavior, validating the proposed methodology. It is concluded that the single-core configuration represents a technically feasible alternative to conventional topologies reported in the literature, offering potential advantages in terms of structural simplification and reduction of the number of components. [resumo fornecido pelo autor] | en |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.ucs.br/11338/15836 | |
| dc.language.iso | pt | |
| dc.subject | Engenharia elétrica | pt_BR |
| dc.subject | Correntes elétricas | pt_BR |
| dc.subject | Curtos-circuitos | pt_BR |
| dc.subject | Circuitos magnéticos | pt_BR |
| dc.subject | Simulação (Computadores) | pt_BR |
| dc.subject | Sistemas de energia elétrica | pt_BR |
| dc.title | Limitador de corrente elétrica de núcleo saturado (LCENS) - estudo de topologia de fase única | |
| dc.type | Monografia | |
| mtd2-br.advisor.instituation | Universidade de Caxias do Sul | pt_BR |
| mtd2-br.campus | Campus Universitário de Caxias do Sul | pt_BR |
| mtd2-br.program.name | Bacharelado em Engenharia Elétrica | pt_BR |
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