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Este documento apresenta as APIs usadas na implementação do cálculo do local da falha seguindo a metodologia da planilha Localização de faltas por Sequência Negativa.xlsx.

Os cálculos foram validados com os resultados do software Análise [1], aplicativo desenvolvido pela Reason Tecnologia S.A.

[1]: Análise, Manual de Referência. R012-MR-R2. Reason Tecnologia S.A.

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Servidor

Atenção

Este documento foi gerado automaticamente!

Classes utilizadas para instanciar objeto engine.

Classes

EngineData dataclass

Classe que representará o objeto engine.

Functions

get_dict_data()

Retora os dados em formato de dicionário.

Configuração do servidor SANIC para disponibilizar o acesso a nova API de cálculo.

Functions

home(request) async

Retorna uma resposta de texto informando o nome do servidor.

main(request) async

Endpoint principal para responder a requisição e processar dados.

recive_data(request, engine_data) async

Método para receber e validar dados.

version(request) async

Retorna a versão do servidor e o ambiente.

Classe Engine

Regras para processamento do algoritmo.

Classes

GaltEngine dataclass

Classe que contem os métodos que realizam todos os cálculos.

Functions

create_variables(data_engine) async

Cria as variáveis.

Parameters:

Name Type Description Default
file dict

Armazena arquivos recebidos

 required
get_angles(is_request=False, use_plotly=False, use_normalization=False) async

Retorna os valores da sequencia negativa da corrente.

Parameters:

Name Type Description Default
is_request bool

Retorna resposta para o front-end

 False
use_plotly bool

Habilita a exibição dos gráficos (uso em DEV)

 False
use_normalization bool

Habilita o uso da variável i2g - índice para seleção de um trecho do vetor (slice) (uso em DEV)

 False
get_failure_location() async

Retorna o local da falha por tipo de terminal.

Ordem de prioridade do trigger usado para determinação do local da falha:

  1. terminal
  2. media
  3. abertura
  4. degrau

Returns:

Type Description
Coroutine[Any, Any, dict[str, Union[dict[str, Any], Any]]]

Um dicionário com os locais de falha calculados por terminal
get_files(file, is_direct=False) async

Atribui os arquivos em variáveis para uso no algorítimo.

Parameters:

Name Type Description Default
files dict

Contem os arquivos INF, DAT e CFG dos Terminais S e R.

 required
is_direct bool

Argumento que alterna entre as requisições do NODE JS com Postman.

 False

Returns:

Type Description
tuple : (DAT1, INF1, CFG1, DAT2, INF2, CFG2)

conteúdo dos arquivos DAT, INF, e CFG para os terminais 1 e 2
get_phasor_data_to_view_chart() async

Retorna dados do fasor.

Returns:

Type Description
dict

Dados do fasor por terminal S e R.
get_real_values() async

Retorna valores reais.

Returns:

Type Description
Coroutine[Any, Any, dict[str, dict[str, Any]]]

Um dicionário com os valores de corrente e tensão para os terminais, I_S, V_S e I_R, V_R.
get_rms(use_plotly=False, use_normalization=False) async

Retorna o valor eficaz.

Parameters:

Name Type Description Default
use_plotly bool

Habilita a exibição dos gráficos - (uso em DEV)

 False
use_normalization bool

Habilita o uso da variável i2g - índice para seleção de um trecho do vetor (slice) (uso em DEV)

 False
get_rms_neg_seq(is_request=False, use_plotly=False) async

Retorna o valor eficaz da sequencia negativa.

Parameters:

Name Type Description Default
is_request bool

Retorna resposta para o front-end

 False
use_normalization bool

Habilita o uso da variável i2g - índice para seleção de um trecho do vetor (slice) (uso em DEV)

 required
get_seq_negative_current(is_request=False, use_plotly=False, use_normalization=False) async

Retorna os valores da sequencia negativa da corrente.

Parameters:

Name Type Description Default
is_request bool

Retorna resposta para o front-end

 False
use_plotly bool

Habilita a exibição dos gráficos - Uso em DEV

 False
use_normalization bool

Habilita o uso da variável i2g - índice para seleção de um trecho do vetor (slice) (uso em DEV)

 False
get_seq_negative_tension(is_request=False, use_plotly=False) async

Retorna os valores da sequencia negativa da tensão.

Parameters:

Name Type Description Default
is_request bool

Retorna resposta para o front-end

 False
use_plotly bool

Habilita a exibição dos gráficos (uso em DEV)

 False
get_terminal_axis_x() async

Retorna os valores do eixo X (tempo) para uso nos gŕaficos.

Returns:

Type Description
dict of numpy.ndarray

Valores de Ts e Tr
get_value_failure(terminal_type) async

Retorna os valores dos locais da falha por tipo terminal.

Returns:

Type Description
Coroutine[Any, Any, tuple[Coroutine[Any, Any, Any | dict[str, Any]], Coroutine[Any, Any, Any | dict[str, Any]]]]

Retorna dados acerca do local da falha por tipo do terminal S e R
manager_cgf_file(cfg_1, inf_1, cfg_2, inf_2) async

Manipulando os arquivos CGF.

Parameters:

Name Type Description Default
cfg_1 any

Dados do inf terminal S

 required
inf_1 any

Dados do inf terminal S

 required
cfg_2 any

Dados do inf terminal R

 required
inf_2 any

Dados do inf terminal R

 required
manager_inf_file(inf_1, inf_2) async

Manipulando os arquivos INF.

Parameters:

Name Type Description Default
inf_1 any

Dados do inf terminal S

 required
inf_2 any

Dados do inf terminal R

 required

Funções utilizadas na análise de ocorrências

Nessa seção são apresentadas as funções utilizadas no cálculo das grandezas que não são lidas diretamente do arquivo DAT.

Classe que contém as funções usadas na análise de ocorrências.

Functions

angles(x, f, win) async classmethod

Calcula o ângulo em referência a um sinal senoidal (com frequência de f hz) de um vetor de dados x com N elementos. O valor de ângulo é obtido através da decomposição em serie de Fourier, sendo utilizado o ângulo da componente de frequência fundamental.

\[ \mathbf{Eb}[i] = \frac{1}{win} \sum^{i-1}_{k=i-win} \mathbf{x}[k] \sin \left( \frac{120 \, \pi \, (i-k-1)}{f} \right) , i = win, \dotsc, N \]
\[ \mathbf{Ea}[i] = \frac{1}{win} \sum^{i-1}_{k=i-win} \mathbf{x}[k] \cos \left( \frac{120 \, \pi \, (i-k-1)}{f} \right) , i = win, \dotsc, N \]
\[ \mathbf{res}[i] = \arctan(\mathbf{Eb}[i], \mathbf{Ea}[i]) \]

Parameters:

Name Type Description Default
x numpy.ndarray

\(\mathbf{x}\): Vetor de dados com N elementos.

 required
f float

Frequência de aquisição.

 required
win int

Número de pontos corresponde ao intervalo de tempo desejado.

 required

Returns:

Type Description
numpy.ndarray

Ângulo entre duas fases, em graus, no intervalo entre 0 e 360.

calculate_real_values(IV, ca, cb, cc, cd, cp) async classmethod

Calcula os valores reais de corrente ou tensão (IV) para um vetor de dados do arquivo DAT de acordo com os parâmetros ca, cb, cc, cd e cp do arquivo CFG.

\[ \mathbf{res} = \left\{ \begin{array}{cl} (c_a \cdot \mathbf{IV} + c_b) \cdot c_c/c_d & : \ c_p = \text{'S'} \\ c_a \cdot \mathbf{IV} + c_b & : \ c_p = \text{'P'} \end{array} \right. \]

Parameters:

Name Type Description Default
IV numpy.ndarray

Vetor de dados.

 required
ca float

Parâmetro a do arquivo CFG.

 required
cb float

Parâmetro b do arquivo CFG.

 required
cc float

Parâmetro c do arquivo CFG.

 required
cd float

Parâmetro d do arquivo CFG.

 required
cp str

Parâmetro que indica se o dado é primário (P)

 required

Returns:

Type Description
numpy.ndarray

Vetor de valores reais.

negative_sequency(IV, frequency) async classmethod

Calcula a sequência negativa de corrente ou tensão (IV).

Ao calcular a sequência negativa de corrente ou tensão (IV) tomando a fase 0 (ou white) como referência, a partir da equação:

\[ \text{NegSeq}: \mathbf{res}[i] = 1/3 \left( \mathbf{IV}_a[i] + \Gamma \left( \mathbf{IV}_b, i, \frac{-2 \pi}{3}, f \right) + \Gamma \left( \mathbf{IV}_c, i, \frac{-4 \pi}{3}, f \right) \right) \]

em que

\[ \Gamma (\mathbf{Y}, x, \alpha, f) = \mathbf{Y} \left[x - \alpha \cdot \frac{f}{120 \pi} \right] \]

Parameters:

Name Type Description Default
IV numpy.ndarray

\(\mathbf{IV}\): Matriz contendo os dados de corrente (I) ou tensão (V) para os quais será calculada a sequência negativa; as colunas da matriz corresponde aos vetores de cada uma das fases a, b e c.

 required
frequency float

Frequência de aquisição dos dados.

 required

Returns:

Type Description
numpy.ndarray

Sequência negativa.

rms(x, win) async classmethod

Calcula o Valor Eficaz (RMS) de um vetor de dados x com N elementos.

\[ \text{RMS}[i] = \sqrt{ \frac{\sum^{win-i}_{k=i} \mathbf{x}[k]^2 }{win}}, i = win, \dotsc, N \]

Parameters:

Name Type Description Default
x numpy.ndarray

Vetor de dados com N elementos.

 required
win int

Número de pontos corresponde ao intervalo de tempo desejado.

 required

Returns:

Type Description
numpy.ndarray

Valor eficaz (RMS).

spreadsheet(z2LTR, z2LTI, KM, v2SMOD, v2SANG, i2SMOD, i2SANG, v2RMOD, v2RANG, i2RMOD, i2RANG) async classmethod

Calcula o local da falha seguindo a metodologia da planilha Localização de faltas por Sequência Negativa.xlsx.

Equações:

\[ \begin{array}{rll} |Z_2^{LT}| = & \sqrt{ \text{Re}\left( Z_2^{LT} \right)^2 + \text{Im}\left( Z_2^{LT} \right)^2 } \\ \alpha_{Z_2^{LT}} = & \arctan \bigg( \text{Im}\left( Z_2^{LT} \right), \text{Re}\left( Z_2^{LT} \right) \bigg) 180 / \pi \\ |Z_2^{S}| = & \frac{|V_2^{S}|}{|I_2^{S}|} \\ \alpha_{Z_2^{S}} = & \alpha_{V_2^{S}} - \alpha_{I_2^{S}} - 180 \\ |Z_2^{R}| = & \frac{|V_2^{R}|}{|I_2^{R}|} \\ \alpha_{Z_2^{R}} = & \alpha_{V_2^{R}} - \alpha_{I_2^{R}} - 180 \\ \text{Re}\left( Z_2^{R} \right) = & |Z_2^{R}| \cos \left( \alpha_{Z_2^{R}} \tfrac{\pi}{180} \right) \\ \text{Im}\left( Z_2^{R} \right) = & |Z_2^{R}| \sin \left( \alpha_{Z_2^{R}} \tfrac{\pi}{180} \right) \\ \\ a = & |I_2^{S}| |Z_2^{S}| \cos \bigg( \left( \alpha_{I_2^{S}} + \alpha_{Z_2^{S}} \right) \pi/180 \bigg) \\ b = & |I_2^{S}| |Z_2^{S}| \sin \bigg( \left( \alpha_{I_2^{S}} + \alpha_{Z_2^{S}} \right) \pi/180 \bigg) \\ c = & |I_2^{S}| |Z_2^{LT}| \cos \bigg( \left( \alpha_{I_2^{S}} + \alpha_{Z_2^{LT}} \right) \pi/180 \bigg) \\ d = & |I_2^{S}| |Z_2^{LT}| \sin \bigg( \left( \alpha_{I_2^{S}} + \alpha_{Z_2^{LT}} \right) \pi/180 \bigg) \\ e = & \text{Re}\left( Z_2^{TL} \right) + \text{Re}\left( Z_2^{R} \right) \\ f = & \text{Im}\left( Z_2^{TL} \right) + \text{Im}\left( Z_2^{R} \right) \\ g = & \text{Re}\left( Z_2^{TL} \right) \\ h = & \text{Im}\left( Z_2^{TL} \right) \\ \\ A = & \left. |I_2^{R}| \right. ^2 (g^2 + h^2) - (c^2 + d^2) \\ B = & -2 \, \left. |I_2^{R}| \right. ^2 \, \left( e \cdot g + f \cdot h \right) -2 \left( a \cdot c + b \cdot d \right) \\ C = & \left. |I_2^{R}| \right. ^2 ( e^2 + f^2) - ( a^2 + b^2) \\ m_1 = & \frac{-B + \sqrt{B^2 - 4 \cdot A \cdot C}}{2 A} \\ m_2 = & \frac{-B - \sqrt{B^2 - 4 \cdot A \cdot C}}{2 A} \end{array} \]

Parameters:

Name Type Description Default
z2LTR float

\(\text{Re}\left( Z_2^{LT} \right)\): Componente real da Impedância total da LT (Ohms)

 required
z2LTI float

\(\text{Im}\left( Z_2^{LT} \right)\): Componente imaginário da Impedância total da LT (Ohms)

 required
KM float

Comprimento da LT (km)

 required
v2SMOD float

\(|V_2^{S}|\): Módulo da Tensão Negativa V- (V) para o terminal S

 required
v2SANG float

\(\alpha_{V_2^{S}}\): Diferença do Ângulo da Tensão Negativa V- (grau) para o terminal S

 required
i2SMOD float

\(|I_2^{S}|\): Módulo da Corrente Negativa I- (A) para o terminal S

 required
i2SANG float

\(\alpha_{I_2^{S}}\): Diferença do Ângulo da Corrente Negativa I- (grau) para o terminal S

 required
v2RMOD float

\(|V_2^{R}|\): Módulo da Tensão Negativa V- (V) para o terminal R

 required
v2RANG float

\(\alpha_{V_2^{R}}\): Diferença do Ângulo da Tensão Negativa V- (grau) para o terminal R

 required
i2RMOD float

\(|I_2^{R}|\): Módulo da Corrente Negativa I- (A) para o terminal R

 required
i2RANG float

\(\alpha_{I_2^{R}}\): Diferença do Ângulo da Corrente Negativa I- (grau) para o terminal R

 required

Returns:

Type Description
dict

Dicionário contendo local da falha a partir do terminal S (km), região da falha considerando erro de 5% do valor nominal encontrado, raízes da equacao do 2o grau e variáveis auxiliares.

Usado para auxiliar na validação dos dados.

Functions

get_angle_seq_neg_arange(rmsI2) async classmethod

Auxilia a validação da sequência negativa.

get_neg_seq_arange_current(I2) async classmethod

Auxilia a validação da sequência negativa da corrente.

get_rms_arange_current(rmsI_) async classmethod

Auxilia a validação dos valores reais (RMS) da corrente.

Gráficos plotly

Permite visualizr os gráficos em python por meio do navegador.

Classes

EnginePlotly dataclass

Métodos para visualização dos diferentes tipos de gráficos.

Functions

show_angle_seq_neg_current(AgI2S, AgI2R, iag2a) async classmethod

Mostra o gráfico do ângulo da sequência negativa de corrente.

Parameters:

Name Type Description Default
AgI2S numpy.ndarray

Vetor de dados do ângulo da sequência negativa de corrente do terminal S

 required
AgI2R numpy.ndarray

Vetor de dados do ângulo da sequência negativa de corrente do terminal R

 required
iag2a numpy.ndarray

índice para seleção de um trecho do vetor (slice) (uso em DEV para validação com Análise)

 required
show_angle_seq_neg_tension(AgV2S, AgV2R, iag2a) async classmethod

Mostra o gráfico do ângulo da sequência negativa de tensão.

Parameters:

Name Type Description Default
AgI2S numpy.ndarray

Vetor de dados do ângulo da sequência negativa de tensão do terminal S

 required
AgI2R numpy.ndarray

Vetor de dados do ângulo da sequência negativa de tensão do terminal R

 required
iag2a numpy.ndarray

índice para seleção de um trecho do vetor (slice) (uso em DEV para validação com Análise)

 required
show_distance(tm, resS, resR, triggerS, triggerR) async classmethod

Mostra o gráfico da distancia da falha.

Parameters:

Name Type Description Default
tm list of str

lista com nome dos terminais

 required
resS numpy.ndarray

Vetor de resultados de local de falha para todos os pontos da oscilografia do terminal S

 required
resR numpy.ndarray

Vetor de resultados de local de falha para todos os pontos da oscilografia do terminal R

 required
triggerS int

posição do vetor correspondete ao trigger para o terminal S

 required
triggerR int

posição do vetor correspondete ao trigger para o terminal R

 required
show_negative_seq_current(I2S, I2R, i2a) async classmethod

Mostra o gráfico da sequência negativa de corrente.

Parameters:

Name Type Description Default
I2S numpy.ndarray

Vetor de dados da sequência negativa de corrente do terminal S

 required
I2R numpy.ndarray

Vetor de dados da sequência negativa de corrente do terminal R

 required
i2a numpy.ndarray

índice para seleção de um trecho do vetor (slice) (uso em DEV para validação com Análise)

 required
show_negative_seq_tension(V2S, V2R, i2a) async classmethod

Mostra o gráfico da sequência negativa de tensão.

Parameters:

Name Type Description Default
V2S numpy.ndarray

Vetor de dados da sequência negativa de tensão do terminal R

 required
V2R numpy.ndarray

Vetor de dados da sequência negativa de tensão do terminal S

 required
i2a numpy.ndarray

índice para seleção de um trecho do vetor (slice) (uso em DEV para validação com Análise)

 required
show_phasor(triggerS, triggerR, **kw) async classmethod

Mostra o gráfico do fasor.

Parameters:

Name Type Description Default
triggerS int

posição do vetor correspondete ao trigger para o terminal S

 required
triggerR int

posição do vetor correspondete ao trigger para o terminal R

 required
kw dict

Valores de sequência negativa e ângulos para construção do fasor

 {}
show_rms_current_a(rmsI_S, rmsI_R, irmsa) async classmethod

Mostra o gráfico de RMS da fase A (0 ou white) da corrente.

Parameters:

Name Type Description Default
rmsI_S numpy.ndarray

Matriz de dados de RMS de corrente do terminal S

 required
rmsI_R numpy.ndarray

Matriz de dados de RMS de corrente do terminal R

 required
irmsa numpy.ndarray

índice para seleção de um trecho do vetor (slice) (uso em DEV para validação com Análise)

 required
show_rms_current_b(rmsI_S, rmsI_R, irmsa) async classmethod

Mostra o gráfico de RMS da fase B (1 ou blue) da corrente.

Parameters:

Name Type Description Default
rmsI_S numpy.ndarray

Matriz de dados de RMS de corrente do terminal S

 required
rmsI_R numpy.ndarray

Matriz de dados de RMS de corrente do terminal R

 required
irmsa numpy.ndarray

índice para seleção de um trecho do vetor (slice) (uso em DEV para validação com Análise)

 required
show_rms_current_c(rmsI_S, rmsI_R, irmsa) async classmethod

Mostra o gráfico de RMS da fase C (2 ou red) da corrente.

Parameters:

Name Type Description Default
rmsI_S numpy.ndarray

Matriz de dados de RMS de corrente do terminal S

 required
rmsI_R numpy.ndarray

Matriz de dados de RMS de corrente do terminal S

 required
irmsa numpy.ndarray

índice para seleção de um trecho do vetor (slice) (uso em DEV para validação com Análise)

 required
show_rms_current_neg_seq(rmsI2S, rmsI2R, irms2a) async classmethod

Mostra o gráfico de RMS da sequência negativa da corrente.

Parameters:

Name Type Description Default
rmsI2S numpy.ndarray

Vetor de dados de RMS da sequência negativa da corrente do terminal S

 required
rmsI2R numpy.ndarray

Vetor de dados de RMS da sequência negativa da corrente do terminal R

 required
irms2a numpy.ndarray

índice para seleção de um trecho do vetor (slice) (uso em DEV para validação com Análise)

 required
show_rms_tension_a(rmsV_S, rmsV_R, irmsa) async classmethod

Mostra o gráfico de RMS da fase A (0 ou white) da tensão.

Parameters:

Name Type Description Default
rmsV_S numpy.ndarray

Matriz de dados de RMS de corrente do terminal S

 required
rmsV_R numpy.ndarray

Matriz de dados de RMS de corrente do terminal R

 required
irmsa numpy.ndarray

índice para seleção de um trecho do vetor (slice) (uso em DEV para validação com Análise)

 required
show_rms_tension_b(rmsV_S, rmsV_R, irmsa) async classmethod

Mostra o gráfico de RMS da fase B (1 ou blue) da tensão.

Parameters:

Name Type Description Default
rmsV_S numpy.ndarray

Matriz de dados de RMS de corrente do terminal S

 required
rmsV_R numpy.ndarray

Matriz de dados de RMS de corrente do terminal R

 required
irmsa numpy.ndarray

índice para seleção de um trecho do vetor (slice) (uso em DEV para validação com Análise)

 required
show_rms_tension_c(rmsV_S, rmsV_R, irmsa) async classmethod

Mostra o gráfico de RMS da fase C (2 ou red) da tensão.

Parameters:

Name Type Description Default
rmsV_S numpy.ndarray

Matriz de dados de RMS de corrente do terminal S

 required
rmsV_R numpy.ndarray

Matriz de dados de RMS de corrente do terminal R

 required
irmsa numpy.ndarray

índice para seleção de um trecho do vetor (slice) (uso em DEV para validação com Análise)

 required
show_rms_tension_seq_neg(rmsV2S, rmsV2R, irms2a) async classmethod

Mostra o gráfico de RMS da sequência negativa da tensão.

Parameters:

Name Type Description Default
rmsI2S numpy.ndarray

Vetor de dados de RMS da sequência negativa da tensão do terminal S

 required
rmsI2R numpy.ndarray

Vetor de dados de RMS da sequência negativa da tensão do terminal R

 required
irms2a numpy.ndarray

índice para seleção de um trecho do vetor (slice) (uso em DEV para validação com Análise)

 required

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