[pt] T.G. será a maior subestação do sistema 1, localizada em um bairro do Rio de Janeiro e está prevista para, em sua etapa definitiva, ter uma potência de 4800 MVA com quatro bancos de transformadores de 500kv/138kV/13,8kV com 600 MVA nominais cada um. Será alimentada por uma linha de transmissão com 2 circuitos de 500 KV através da subestação AD (do sistema 2) tendo ainda 2 linhas de 500 KV alimentando outra subestação do sistema 1 e mais 21 linhas de 138 KV alimentando outras subestações do sistema 1. Devido ao problema de espaço necessário para uma subestação convencional do porte de T.G., optou-se pela solução de utilizar equipamentos blindados em SF6 tanto para o 500KV quanto para o 138 KV. A subestação está prevista para entrar em operação em outubro de 1976, e devido a configuração do sistema foi demonstrado pelos estudos de fluxo de potência a necessidade de controle de reativos em T.G. para suprir a grande demanda do sistema de transmissão que alimenta o sistema 1. Os requisitos de VAR do sistema 1 são consideravelmente sensíveis ao fator de potência das cargas. Nos estudos realizados adotou-se fator de potência 0,98. Com o presente estudo demonstra-se que para o período de 1976 a 1980 pode-se evitar o uso de compensadores síncronos em T.G. pela utilização de taps nos transformadores de T.G., o que permitiria não só reduzir o fluxo de reativos como um melhor controle de tensão. Para o período após 1980 será necessário a instalação de dois compensadores síncronos de 200 MVAr cada nos terciários dos transformadores de T.G., sendo importante fizar que a consideração de cargas com fator de potência 0,98 fazem considerável diferença para a determinação da capacidade nominal dos compensadores síncronos em T.G. A principal característica do sistema é que os compensadores terão de 80% a 100% de sua capacidade suprindo o sistema de transmissão que alimenta o sistema 1. justamente devido a essa particularidade tornou-se importante a escolha de impedância dos transformadores de modo a reduzir ao mínimo possível as perdas reativas no próprio transformador. A escolha da impedância dos transformadores ficou limitada ao nível máximo de curto circuito das subestações de 138KV que interligam o sistema 1 com T.G. Com a instalação dos compensadores em T.G. consegue-se ainda controlar a tensão do sistema adequadamente bem como deixar o sistema 1 relativamente independente do ponto de vista do controle de reativos. / [en] T.G substation will be the largest substation os system 1, being located at a section in Rio de Janeiro city. It will have 4800 MVA in his final stage, with four 600 MVA 500KV/138KV/13,8KV transformers banks, two 500KV incoming transmission lines from A.D. substation (system 2), two 500 KV lines to other system 1 substation and twenty one 138 KV lines to system 1 substations. Due to space problems, the 500 KV and 138 KV swtchgear will be of SF6 type. The substation will be energized in october, 1976 and due to systemconfiguration and demonstrated by load flow studies, it will be necessary to instal VAR control at T.G. to minimize the transmission system VAR requirements. These requirements of system 1 are sensitive to load representation. The assumption of. 98 power factor loads maker considerable difference to the synchronous condenser rating at T.G. One of the goals of this work, is to show that between 1976 and 1980, synchronous condensers are not necessary, its role being performed by tap changers installed in the T.G. transformers. After 1980 the instalation of two synchronous condensers of 200 MVar at the T.G. transformers tertiary will be necessary. It is important to realize that 80% to 100% of condensers capacity is use to supply the transmission system. The use of transformers with lower impedances will be important to minimize VAR losses at transformers, but will increase three phase short circuit level at 138 KV and the tertiary systems. With synchronous condensers installation it will be possible to control system voltage and system 1 should be relatively independent from VAR control althoug the cost of supplyng VAR`s to the incoming transmission networks.

[pt] Em geral, as subestações são projetadas com transformadores em paralelo, operando a meia carga, para assegurar continuidade no fornecimento de energia mesmo que um transformador do grupo falhe. Contudo, essa prática implica em custos elevados, especialmente no que diz respeito ao arranjo de subestações. Uma solução alternativa é a utilização de estoques compartilhados de transformadores reservas e unidades de subestações móveis, que devem atender a um grupo de subestações com as mesmas características elétricas. Neste contexto, esta tese propõe a utilização temporária de unidades de subestações móveis, que devem atuar para atender à demanda de energia enquanto o transformador reserva é instalado. Essa estratégia aumenta a confiabilidade do sistema e reduz os custos operacionais e de investimento para as concessionárias de energia. No entanto, o sucesso dessa abordagem está intrinsecamente ligado ao dimensionamento e localização adequada dos estoques. Para que bons resultados sejam alcançados, é preciso dimensionar os estoques de forma que não haja investimento desnecessário ou um número insuficiente de equipamentos, e considerar pontos estratégicos de armazenamento, de forma que o tempo de deslocamento dos equipamentos sobressalentes até o ponto de falha garanta a minimização dos custos associados. Posto isso, esta tese apresenta duas metodologias de otimização baseadas em simulação Monte Carlo e Algoritmo Genético: uma para dimensionar o número de transformadores reservas e unidades de subestações móveis por ano; e outra para posicionar de forma adequada tais equipamentos em subestações com capacidade de armazenamento. Ambos os métodos foram aplicados a um grupo de transformadores de duas concessionárias reais, visando demonstrar a capacidade da metodologia de encontrar um conjunto de soluções factíveis do ponto de vista técnico e econômico. / [en] In general, substations are designed with transformers in parallel, operating at half load, to ensure continuity of power supply even if a transformer in the group fails. However, this practice involves high costs, especially with regard to the arrangement of substations. An alternative solution is the use of shared stocks of reserve transformers and mobile substation units, which must serve a group of substations with the same electrical characteristics. In this context, this thesis proposes the temporary use of mobile substation units, which must act to meet the energy demand while the reserve transformer is installed. This strategy increases system reliability and reduces operational and investment costs for electric utilities. However, the success of this approach is intrinsically linked to the proper sizing and location of stocks. For good results to be achieved, it is necessary to size stocks so that there is no unnecessary investment or an insufficient number of equipment, and consider strategic storage points, so that the time taken to move the spare equipment to the point of failure minimizes the associated costs. Thus, this thesis presents two optimization methodologies based on Monte Carlo simulation and Genetic Algorithm: one to size the number of spare transformers and mobile substation units per year; and another to properly locate such equipment in substations with storage capacity. Both methods were applied to a group of transformers from two real utilities, aiming at proving the method s ability to find a set of feasible solutions from a technical and economic point of view.

[pt] A presente dissertação tem por objetivo geral validar em condições reais de operação, a técnica (desenvolvida em ambiente laboratorial) de monitoramento remoto de baterias estacionárias e como objetivos específicos identificar as limitações das tecnologias convencionais de monitoramento de baterias estacionárias, avaliar a confiabilidade do método de monitoramento remoto proposto e justificar a alternativa tecnológica proposta à luz do impacto econômico que dela decorrem. O desenvolvimento deste tema de dissertação de mestrado foi motivado pelas contribuições que poderá produzir para a Light e demais empresas dos setores elétricos, óleo e gás, bancário, de telecomunicações, entre outros setores que utilizam baterias estacionárias. A Light e o CPqD realizaram o projeto de PeD Light-Aneel 033/2008. Este projeto teve como objetivo o aumento da confiabilidade dos serviços auxiliares das subestações e redução dos custos de manutenção. Para tal efeito, foi desenvolvido um sistema automatizado de monitoramento e gestão individual e remota de todos os elementos que compõe o banco de baterias. A pesquisa de mestrado avaliou, quantitativamente, a confiabilidade da medição remota realizada na subestação Baependi da Light, na cidade do Rio de Janeiro. A metodologia aplicada na presente dissertação consiste em estudos estatísticos (Testes de hipóteses paramétricos e não paramétricos) para comparação de resultados de tensão elétrica e impedância obtidos em condições reais de operação (Medições SIMBA-GEBAT) em relação ao equipamento portátil de medição. A pesquisa validou aos níveis de significância de 90 por cento, 95 por cento e 99 por cento, a metodologia empregada para avaliação remota de baterias para os ensaios de impedância e tensão elétrica e identificou a repetitividade da metodologia da avaliação remota. O resultado da pesquisa foi fundamental para provar a credibilidade do sistema de monitoramento remoto de baterias. A utilização desse sistema ora validado contribuirá para o aumento da confiabilidade dos equipamentos que utilizam sistema de backup, além de redução dos custos de manutenção preventiva. / [en] The present work has the general objective of validating, under real operation conditions, the technique (developed in a laboratorial environment) of remote monitoring of stationery batteries. The development of this MsC dissertation theme was motivated by the contributions that it is expected to give to the Light S.E.S.A. and other companies of the Electric Sector, Oil and Gas, Bank, IT and many others which use stationary batteries in their DC energy supply. Light and CPqD developed together a Research and Development Project named ReD Light-ANEEL 033/2008. This project had as its main objective to increase the reliability of the ancillary services of substations and to reduce their maintenance costs. To reach this target, was developed an automated monitoring system and a remote individual management of all elements that form the batteries bank. The MSc research evaluated, quantitatively, the reliability of the remote metering, performed to the Light’s Baependi substation, which is located in the south zone of Rio de Janeiro City. The methodology applied in this dissertation consists of statistical studies (Hypothesis testing parametric and nonparametric), for comparison of voltage and impedance results obtained in actual operating conditions (Measurements SIMBA-GEBAT) compared to portable measurement. The research has validated, to the significance levels of 90 per cent, 95 per cent and 99 per cent, the methodology used to the remote evaluation of batteries relatively to the impedance and voltage essays, and has also identified the repetitivity of the remote evaluation methodology. The research results were fundamental to prove the credibility of the remote monitoring system of batteries. The use of this system will contribute to increase the reliability of the equipments which use backup systems, besides promoting a cost reduction of the predictive maintenance.

[pt] Esta pesquisa de mestrado teve por objetivo desenvolver uma alternativa tecnológica de baixo custo que seja capaz de realizar medições acústicas visando suprir demandas do setor acadêmico e industrial. A preocupação em reduzir custos constituiu-se na motivação do trabalho na expectativa de que o sonômetro desenvolvido seja capaz de viabilizar projetos essencialmente de cunho social, comumente descartados pelos altos custos hoje associados a medições confiáveis e à dependência de componentes eletrônicos não disponíveis no mercado nacional. Como fundamento, o instrumento de medição proposto, projetado para fornecer a exibição remota e permitir medições precisas de formas de onda capturadas de uma fonte de microfone por meio de um servidor de áudio Jack, opera em sistema Linux embarcado. Faz uso da análise espectral para permitir a visualização da forma de onda acústica no domínio do tempo, considerando funcionalidades dedicadas consideradas essenciais para fornecer resultados de medições confiáveis, quer dos níveis de pressão sonora, quer de diferentes descritores acústicos. O sonômetro foi validado com base em resultados de uma intercomparação de medições realizadas em laboratório e no campo, tomando como referência resultados confiáveis gerados por um sonômetro comercial (CESVA SC420), calibrado por um laboratório acreditado para medições acústicas junto à Rede Brasileira de Calibração (RBC/Inmetro). / [en] This master s research aimed to develop a low-cost technological alternative capable of carrying out acoustic measurements to meet the demands of the academic and industrial sectors. The concern with reducing costs was the motivation for the work in the expectation that the sound level meter developed would also enable essentially social projects, commonly discarded due to the high costs currently associated with reliable measurements and the dependence on electronic components not available on the national market. As a foundation, the proposed measurement instrument operates on an embedded Linux system and is designed to provide a remote display and enable accurate measurements of waveforms captured from a microphone source via a Jack audio server. It uses spectral analysis to allow visualization of the acoustic waveform in the time domain, considering dedicated functionalities essential to provide reliable measurement results, whether of sound pressure levels or different acoustic descriptors. The sonometer was validated based on results from an intercomparison of laboratory and field measurements, taking as a reference reliable results generated by a commercial sound level meter (CESVA SC420) calibrated by a laboratory accredited for acoustic measurements by the Brazilian Calibration Network (RBC/Inmetro).

[pt] Esta dissertação de mestrado tem por objetivo investigar os níveis de pressão sonora resultantes do funcionamento de subestações de energia, instaladas em áreas de considerável densidade urbana. A metodologia de desenvolvimento do trabalho fundamenta-se em dois preceitos: (i) em um programa estruturado de medições da pressão sonora e (ii) na conformidade dos valores medidos com os limites impostos pela rígida legislação ambiental aplicável. A motivação pelo tema da pesquisa resultou de uma demanda de uma concessionária de energia da cidade do Rio de Janeiro que, para se defender de uma ação civil pública impetrada pelos moradores da vizinhança de uma subestação, contratou o PósMQI para desenvolver um projeto de P&D capaz de avaliar alternativas de mitigação do ruído acústico na vizinhança de subestações de energia em funcionamento em zonas urbanas de alta densidade populacional. No que concerne aos resultados da pesquisa, a dissertação descreve e analisa os resultados de um programa estruturado de medições da pressão sonora na vizinhança de dez subestações inseridas em zonas urbanas. Como conclusão, foi possível mostrar que, de uma maneira geral, todas as subestações estudadas geram um nível de ruído muito próximo aos limites máximos impostos pela legislação ambiental aplicável. Desenvolvida em sintonia com um projeto de P&D (Light/Aneel Ref. 0128/2019), que propõe alternativas tecnológicas para mitigar o nível da pressão sonora em subestações de energia, a pesquisa de mestrado desenvolveu extensa revisão da literatura especializada sobre o tema e uma análise crítica do acervo normativo, diretivas e leis aplicáveis ao controle de ruído acústico em zonas urbanas. / [en] This master s research aims to investigate the sound pressure levels resulting from the operation of power substations, installed in areas of considerable urban density. The methodology for developing the work is based on two precepts: (i) a structured program of sound pressure measurements and (ii) the compliance of the measured values with the limits imposed by the strict applicable environmental legislation. The motivation for the research theme resulted from a demand from an electricity utility in the city of Rio de Janeiro that, to defend itself from a public civil action filed by residents of a nearby substation, hired PósMQI to develop a capable R&D project to evaluate alternatives for mitigating acoustic noise in the vicinity of power substations operating in urban areas with high population density. Regarding the research results, the dissertation describes and analyzes the outcomes of a structured program of sound pressure measurements in the vicinity of ten substations located in urban areas. In conclusion, it was possible to show that, in general, all studied substations generate a noise level very close to the maximum limits imposed by the applicable environmental legislation. Developed in line with an R&D project (Light/Aneel Ref. 0128/2019), which proposes technological alternatives to mitigate the level of sound pressure in power substations, the master s research developed an extensive review of the specialized literature on the subject and a critical analysis of the normative asset of, directives and laws applicable to the control of acoustic noise in urban areas.