Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2015-06-24T14:33:01Z No. of bitstreams: 1 2014_WilliamHumbertoCuellarSanchez.pdf: 2631076 bytes, checksum: a3ae151514ca63aa4c29c5d9d1474193 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-06-24T15:03:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_WilliamHumbertoCuellarSanchez.pdf: 2631076 bytes, checksum: a3ae151514ca63aa4c29c5d9d1474193 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-24T15:03:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_WilliamHumbertoCuellarSanchez.pdf: 2631076 bytes, checksum: a3ae151514ca63aa4c29c5d9d1474193 (MD5) / Durante a perfuração de um poço offshore, o bloco de coroamento e a coluna de perfuração são suportados por um compensador, este impedindo que o movimento da plataforma gerado pelas ondas seja transmitido ao bloco de coroamento. Se o compensador não for eficiente, o movimento do bloco de coroamento é transferido à coluna de perfuração, gerando variações de carga sobre a broca, pistoneio e flambagem da coluna de perfuração. Estes problemas podem danificar a broca, a coluna de perfuração, as paredes do poço e causar um influxo dos fluidos do reservatório para o poço. Assim, a perfuração deve ser interrompida para evitar o risco de acidentes graves, perdendose tempo de operação e dinheiro. Por isso, um sistema compensador para atenuar as vibrações transmitidas pela plataforma ao bloco de coroamento é de extrema importância. Este documento mostra como foi projetado o sistema compensador de heave (movimento de afundamento) para um processo de perfuração offshore de 6 km de profundidade e apresenta o controle semiativo. O compensador é projetado com duas configurações de suspensão hidropneum ática, a primeira é uma suspensão hidropneumática simples e a segunda é uma suspensão hidropneumática simples em série com uma mola mecânica. A modelagem foi feita para cada sistema de suspensão e encontrou-se a respectiva função de transferência. Os polos dessas funções de transferência foram projetados para terem os mesmos polos sugeridos para um filtro Butterworth passa-baixas de segunda e terceira ordem. O objetivo deste controle semiativo é manter um desempenho aceitável do compensador quando a massa da coluna de perfuração é modificada, pois essa mudança afeta o comportamento do sistema de suspensão hidropneumático. A ação de controle é executada apenas por uma válvula servo comandada e esta ação modifica o valor do amortecimento do sistema e, assim, o comportamento do compensador é mantido um nível aceitável. Esta válvula é a única parte móvel do sistema de controle e, portanto, este sistema é mais robusto em relação às falhas mecânicas ou elétricas e possui um baixo consumo de energia. Os resultados são obtidos com uma simulação feita em MATLAB. As respostas em frequência mostram melhores resultados quando é usado o controle semiativo para o compensador de heave que foi projetado com a suspensão hidropneumática simples, quando a massa da coluna de perfuração for alterada, este compensador pode funcionar sem sistemas ativos obtendo um comportamento aceitável. Com base na simulação, verifcou-se que o compensador projetado com a suspensão hidropneumática simples em série com uma mola mecânica não é realizável ao aplicar a metodologia proposta nesta dissertação. ____________________________________________________________________________________ ABSTRACT / During the drilling of an offshore well, the crown block and the drill string are supported by a compensator, which prevents movement of the crown block, due to the platform heave. Without an eficient compensator, the displacement of the drill string can generate load variations on the drill bit, swabbing, and buckling of the drill string. These problems can generate drill bit damage, drill string damage, collapse of the borehole wall and well kick. If the compensator is not able to satisfactorily compensate the heave, the drilling is stopped to avoid the risk of major accidents. Stopping the drilling causes loss of operation time and money. Thus, a compensator system, which mitigates the vibrations transmitted by the platform to the crown block, is of utmost importance. This work shows the designing of a heave compensation system and a semi-active control according to the requirements drilling 6km deep offshore. Two approaches for compensator design are studied, the first is the basic hydropneumatic suspension and the second is the basic hydropneumatic suspension in series with the mechanical spring. The modelling of each suspension was made to find the transfer function and the poles of compensator transfer function were designed to have the suggested pole by the Butterworth filter low-pass. The goal of this semi-active control is to maintain an acceptable performance of the system when the drill string mass changes, which also changes the performance of the hydropneumatic system. The control action is executed just by a servo valve, which modifies the system damping to optimize the compensator performance. This servo valve is the only moving part of the control system and therefore, this system is more robust regarding mechanical/ electrical failures and it has low consumption energy. The results show a better and satisfactory frequency response of semi-active control for heave compensator that was designed with the basic hydropneumatic suspension, when the drill string mass is changed, this compensator can work without active systems. The designed compensator with the basic hydropneumatic suspension in series with the spring was not feasible with the applied methodology.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:34:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2437_1.pdf: 2890138 bytes, checksum: d106bef16c8ef2a7b61dc848b6a2b498 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Esta dissertação trata de aspectos relacionados à aplicação série de Reatores Naturalmente Saturados (RNS) em sistemas de potência, com ênfase em Limitadores de Corrente de Curto Circuito (LCC), seus aspectos gerais e análise de desempenho. Inicialmente, uma análise do estado operativo dos dispositivos de manobras em funcionamento no sistema elétrico nacional é apresentada para destacar a relevância do tema para o setor elétrico. Segue-se uma síntese do estado da arte relacionada com os limitadores para mostrar o efetivo interesse da comunidade cientifica pelo assunto e para posicionar o presente trabalho no contexto mundial. Novas propostas para a utilização em série de RNS são então apresentadas. Arquiteturas com montagens e características inovadoras são descritas e aprofundadas, destacando-se as novidades introduzidas no modelo anteriormente desenvolvido pela GEC (General Electric Company), pioneira nos estudos a respeito deste dispositivo. Uma investigação laboratorial por meio de protótipos em tamanho reduzido de elementos de um sistema elétrico com a aplicação série de RNS funcionando como LCC é apresentada para certificar a eficiência dos arranjos ora propostos, apoiada por simulações no programa computacional EMTP-ATP (Electro-Magnetic Transient Program - Alternative Transient Program). Modelos matemáticos para o estudo de desempenho desses limitadores são estabelecidos e autenticados pelo confronto entre os registros obtidos em laboratório e as respostas fornecidas pelo EMTP-ATP

Ingeniero Civil Eléctrico / Los equipos FACTS cada día son más comunes en el mundo gracias al avance de la tecnología en electrónica y semiconductores, permitiendo así operar de manera más holgada los crecientes sistemas eléctricos. En especial, el Compensador Estático de Reactivos (CER), ha tenido gran utilidad en Chile debido a su eficaz control de voltaje en sistemas radiales. Ya se han instalado 5 de estos equipos, los 3 más recietes a partir del año 2000 cuyos nombres son SVC Puerto Montt , SVC Polpaico y SVC Cerro Navia , propiedades de Transelec. Bajo este contexto, el objetivo de este trabajo de título es instruir al lector sobre esta tecnología de compensación que se usa en el país explicando su funcionamiento teórico y práctico. Para eso se diseña y construye un CER a escala para laboratorio basándose en prototipos existentes en la literatura y utilizando un microprocesador vigente. Además el modelo a escala es capaz de operar en una red de comunicaciones bajo el protocolo Modbus. Previo al diseño se revisa el estado de arte de los compensadores estáticos de reactivos tanto a escala como para aplicaciones de potencia, estudiando también su funcionamiento y principales componentes. Se revisa específicamente el modelo del microprocesador a utilizar en el modelo a escala junto con su programación y manejo. El diseño empleado consiste en un banco trifásico de inductancias junto a dos bancos de condensadores, operados por tiristores y relés respectivamente, conectados a la red de baja tensión mediante un transformador trifásico y coordinados por un sistema de control electrónico. Se realiza un algoritmo de adquisición de variables para la medición de la tensión en las líneas mediante conversión análoga digital, además de implementar un algoritmo de disparo en las inductancias para control de potencia. De la construcción final se obtiene un banco de inductancias junto a las placas electrónicas de disparo, adquisición y alimentación que componen el CER a escala. Como desarrollo futuro se propone programar un control PI en el microprocesador y mejorar la interfaz de adquisición de datos realizada en Matlab-Simulink.

[pt] O objetivo do trabalho é, dentro do escopo de estudos dos Sistemas Flexíveis de Transmissão em Corrente Alternada (FACTS), apresenta um estudo preliminar sobre a atuação do Compensador Generalizado, proposto em Gyugyi [1990]. Este trabalho aborda a atuação do equipamento proposto em um sistema duas barras e procura determinar os seus efeitos qualitativos. Dois casos limites foram estudados: sistema radial com carga passiva em uma das barras e sistema com barra infinita simulando o intercâmbio de potência entre sistemas. Este estudo é realizado através da modelagem dos inversores do Compensador Generalizado como fontes de tensão e corrente operando na freqüência fundamental e em regime permanente. A reatância equivalente dos transformadores acoplados não foi considerada. Esta reatância deverá ser considerada em futuros trabalhos. Resultados importantes são obtidos, neste trabalho, em relação aos novos modos de controle do sistema de transmissão, até então impossíveis com os equipamentos de compensação tradicional. / [en] This dissertation presents a preliminary research abouth the Generalized Compensator operation at power systems, proposed in Gyugyi [1990], into the scope of Flexible AC Transmision System studies. This study makes a description of the proposed equipment actuation at a two bus system and explains some of its qualitative effects. Two configurations weree chose: a radial with passive load and a system with infinite bus in order to study power interchange between two systems. The voltage-sourced inverters of Generalized Compensator are modeled by voltage and current contrlolled source. These sources operate at the fundamental frequency and at the steady state. The leakage impendances of the coupking transformers are not considered but they will be considered in future researches. Important results are obtained about the new control modes of the transmission system. These new control modes are impossible with the traditional compensation equipament that have been used up to now.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-05-05T16:24:10Z No. of bitstreams: 1 2017_TássioMeloLinhares.pdf: 3677540 bytes, checksum: 0ebe53822753f1624bbab44e8f171fc9 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-05-30T11:17:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_TássioMeloLinhares.pdf: 3677540 bytes, checksum: 0ebe53822753f1624bbab44e8f171fc9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-30T11:17:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_TássioMeloLinhares.pdf: 3677540 bytes, checksum: 0ebe53822753f1624bbab44e8f171fc9 (MD5) Previous issue date: 2017-05-30 / Este trabalho apresenta o desenvolvimento, análise e comparação de diferentes metodologias para o projeto de compensadores de heave em coluna de perfuração. Primeiramente, é apresentada uma revisão dos trabalhos já realizados, presentes na literatura. Na sequência, é apresentado um estudo da modelagem da coluna de perfuração. Continuando os estudos, uma metodologia de projeto de compensador de heave passivo é apresentada e realizada em um protótipo de pequena escala. Com o intuito de obter maiores níveis de atenuação, projetos de compensadores ativos são realizados. Assim, o estudo de observadores, estimadores e filtros, como o filtro de Kalman é desenvolvido. Três metodologias de controle ativo são apresentadas, alocação de polos, alocação de polos com rejeição de perturbação (usando planicidade diferencial) e controle robusto backstepping. Por fim, os resultados das simulações numéricas são apresentados e analisados. / This master thesis presents the development, analysis and comparison of different heave compensator methodologies for drill string. Firstly, a review of previous studies about the subject is presented. Next, is presented a study of drill string modelling. Following the studies, a methodology to design a passive heave compensator is develop and validated by using a small scale prototype. In order to obtain higher levels of attenuation, active heave compensators are designed. Hence, the study of observers, estimators and filters, such as Kalman filter is developed. Three methodologies of active controls are presented, pole placement, pole placement with disturbance rejection using flatness and backstepping robust control. Finally, numerical simulations results are presented and analysed.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5337_1.pdf: 2712381 bytes, checksum: ef54386909f89cae6f4af5d76ab17550 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Companhia Hidro Elétrica do São Francisco / Nos Sistemas Elétricos de Potência, os Compensadores Estáticos CE são equipamentos de elevada importância na regulação de tensão, tanto em regime permanente como em transitório, principalmente em sistemas onde os centros de carga estão localizados a grandes distâncias da geração. Esta dissertação, apresenta uma análise das causas de falha do Compensador Estático instalado na Subestação - SE de Fortaleza da Companhia Hidro Elétrica do São Francisco - CHESF, estado do Ceará, Brasil, com ênfase nas origens das falhas e em suas soluções, utilizando como ferramenta de análise a Árvore de Falhas deste Equipamento. Neste trabalho, encontramos a Árvore de Falhas do CE, composta por 62 eventos básicos, dos quais 20 apresentaram histórico suficiente para a análise paramétrica em um banco de dados de 22 anos. A partir das curvas de probabilidade de falha dos eventos básicos, elaborou-se um plano de ação com melhorias nos processos de manutenção, para viabilizar a elevação da disponibilidade do CE, com o objetivo de maximizar a remuneração da empresa Transmissora, no caso, a CHESF, e a confiabilidade do sistema de transmissão

Neste trabalho, descreveremos a teoria, a construção e algumas aplicações de um elipsômetro fotométrico de compensador girante e analisador fixo (RCFAE). Além disso, foram feitas medidas dos estados de polarização de um feixe de luz, bem como a medida da constante dielétrica complexa, &#958 = &#9581 - &#9582, de um substrato de ouro, a fim de verificar o desempenho d instrumento. Também foi feita uma análise comparativa da sensibilidade (ou poder de resolução) do elipsômetro construído com a do elipsômetro de analisador girante. Além disso, mostraremos como os resultados das medidas, são independentes da intensidade da luz incidente. / In this work we describe the theory, construction and most important applications of a photometric elipsometer with routing compensator and fixed analyzer. We also analyze the procedures for measuring the polarization states of a light beam and the complex dielectric constant of a substrate of gold, in order to verify the performance of instrument. A comparative analysis of the sensibility (or resolution power) of the elipsometer built with an elipsometer of routing was also made. We show that the results of the measurements are independent of the intensity of the incident light.

El concepto de calidad de servicio en redes eléctricas ha tenido un fuerte impulso desde la década de los 80, abarcando un amplio rango de fenómenos individuales, muchos de los cuales son conocidos por la ingeniería con anterioridad a este concepto. Es decir, lo que se ha incorporado es una visión de cómo se debe tratar un problema específico, observando el sistema como un todo y no centrándose en el problema individual. El micro corte es un fenómeno electromagnético, considerado dentro de servicio como una variación de suministro de corta duración. Los micro cortes son reducciones de corta duración de voltaje RMS. Las principales causas de este fenómenos son los cortocircuito y partidas de grandes motores industriales. Se vuelve de importancia el estudio del micro corte debido a los problemas que éste produce en otros dispositivos como: reguladores de velocidad, computadores, equipos de los procesos de control, generadores y motores industriales. Algunos de ellos, muy sensibles a este tipo de anomalía, se desconectan en presencia de disminuciones del valor RMS de la tensión. Los micro cortes de suministro no generan daños significativos para la industria como las interrupciones de corta o de larga duración, las que son menos comunes. Por otro lado, el micro corte se da más veces al año, produciendo un daño total mayor por micro corte que por interrupciones de suministro. Si este fenómeno se repite durante los meses, en un punto particular de una red eléctrica, dentro de un año las desconexiones por causa de micro cortes se vuelven considerables, produciendo pérdidas y deteriorando los equipos.

Neste trabalho, descreveremos a teoria, a construção e algumas aplicações de um elipsômetro fotométrico de compensador girante e analisador fixo (RCFAE). Além disso, foram feitas medidas dos estados de polarização de um feixe de luz, bem como a medida da constante dielétrica complexa, &#958 = &#9581 - &#9582, de um substrato de ouro, a fim de verificar o desempenho d instrumento. Também foi feita uma análise comparativa da sensibilidade (ou poder de resolução) do elipsômetro construído com a do elipsômetro de analisador girante. Além disso, mostraremos como os resultados das medidas, são independentes da intensidade da luz incidente. / In this work we describe the theory, construction and most important applications of a photometric elipsometer with routing compensator and fixed analyzer. We also analyze the procedures for measuring the polarization states of a light beam and the complex dielectric constant of a substrate of gold, in order to verify the performance of instrument. A comparative analysis of the sensibility (or resolution power) of the elipsometer built with an elipsometer of routing was also made. We show that the results of the measurements are independent of the intensity of the incident light.

Esta tesis doctoral trata acerca de los sistemas de compensación activos con conexión en paralelo, utilizados para la mejora de la calidad de la potencia y de la eficiencia energética en las redes eléctricas de distribución y en las instalaciones a cuatro hilos. En la presente tesis se desarrolla un nuevo control del filtro o compensador activo de potencia con la capacidad de seleccionar las potencias ineficientes a compensar basado en el IEEE Std. 1459-2010. Algunos términos de potencia definidos en la IEEE Std. 1459-2010 presentan inconsistencias cuando se desarrollan las expresiones propuestas en la norma. Estas inconsistencias son corregidas con un nuevo procedimiento de cálculo que redefine la corriente efectiva (Ie) y el voltaje efectivo (Ve). Con los nuevos valores de Ve e Ie algunas magnitudes de la IEEE Std. 1459-2010 son recalculadas mientras que otras no se modifican. Se propone el uso de la teoría de la potencia instantánea para explicar los fenómenos que suceden en los sistemas eléctricos. Esta nueva teoría de la potencia eléctrica sirve simultáneamente para medir, cuantificar, y compensar los fenómenos de los sistemas eléctricos, inclusive puede ser usada para determinar las fuentes de distorsión armónica. Mediante el análisis de los flujos de potencia instantáneos se demuestra que la única potencia eficiente de los sistemas eléctricos es la potencia activa fundamental de secuencia positiva (P1+). En relación con el compensador activo de potencia, se deducen las corrientes que debe inyectar el compensador para la estrategia de compensación global, en la que el SAPC genera todas las corrientes ineficientes que demanda la carga Estas corrientes están basadas en la norma IEEE Std. 1459-2010 y en la nueva teoría de la potencia instantánea propuesta. / Muñoz Galeano, N. (2011). Contribución a la mejora de la eficiencia energética en sistemas trifásicos a cuatro hilos mediante la compensación selectiva de las potencias ineficientes [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/10988 / Palancia