Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:10:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:21:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 328837.pdf: 3599401 bytes, checksum: e5820867f869d6e549fde5af56c60012 (MD5) Previous issue date: 2014 / Nas indústrias de petróleo e gás e de construção naval, a união entre componentes metálicos, caracterizada por grandes espessuras e soldagem multipasse, é, em sua maioria, executada de forma manual por soldadores previamente qualificados. Desta forma, a qualidade da solda está intimamente ligada à habilidade do soldador em adequar as condições do arco voltaico e da transferência metálica à junta que está sendo soldada. A obtenção de soldas com mínima formação de defeitos é principalmente agravada na soldagem do passe de raiz. Nesta situação é necessário um meticuloso controle da poça de fusão a fim de obter a penetração desejada, sem promover o escorrimento da poça, fenômeno conhecido como burn-through. Outro agravante está na preparação da junta a ser soldada, que nem sempre oferece dimensões repetitivas, apresentando irregularidades como gaps e ângulos variáveis, high-low, entre outras variações nas dimensões da junta. A influência destes defeitos sobre o passe de raiz é minimizada ao se garantir um maior controle da energia aportada à peça, proposição das tecnologias de controle da transferência por curto-circuito. Contudo, atualmente, a maioria do suprimento desta tecnologia advém de empresas de fontes de soldagem situadas no exterior. Além da escassez de informações sobre as várias soluções disponibilizadas por diferentes fabricantes, ainda, se está restrito a soluções para aplicações pré-definidas de fábrica. Dentro deste cenário é que se insere o presente trabalho. Ele aprimora uma tecnologia nacional, denominada de CCC (Curto-Circuito Controlado), com início de desenvolvimento em 1999. O objetivo é a criação de uma base sólida para o desenvolvimento e consolidação deste tipo de tecnologia em território nacional. Isto assegura melhor feedback com efetiva adaptação contínua. Por intermédio de implementações de software e hardware na fonte de soldagem, foi atingido um controle de alta dinâmica na forma de onda de corrente, na faixa dos microssegundos, além de melhorias nas rotinas de realimentação e controle das variáveis elétricas do processo. Cada fase da transferência metálica por curto-circuito foi avaliada em ensaios práticos de soldagem, resultando em maior precisão no controle da transferência das gotas e na dinâmica da poça de fusão. Foram desenvolvidos programas sinérgicos para os arames ER70S-6 de 1,0 e 1,2 mm de diâmetro, utilizando como gás de proteção uma composição de 75% de argônio e 25% de CO2. Procurando aumentar a facilidade de utilização do processo por parte do soldador, definiram-se apenas duas variáveis de regulagem para o processo CCC, a velocidade de alimentação de arame, entre 2 e 6 m/min, e o parâmetro ?a?, responsável por regulagens finas na potência. Os testes foram monitorados com auxílio de câmera de alta velocidade e sistemas de aquisições de dados. Com a utilização destas ferramentas de avaliação foi possível obter explicações concisas sobre a influência de cada fase da forma de onda de corrente na dinâmica da transferência metálica e da poça de fusão. Como resultado dos desenvolvimentos realizados neste trabalho, atualmente o processo de soldagem CCC apresenta alta regularidade na transferência metálica, baixa formação de respingos e adequado controle da poça de fusão, além de oferecer programas sinérgicos.<br> / Abstract : In the oil and gas and shipbuilding industries, the welds between metal components are characterized by large thicknesses and multipass welding. This job is mostly performed manually by previously trained welders. Thus, the weld quality is closely linked to the ability of the welder to adjust the conditions of the arc and the metal transfer mode to the joint. Achieving healthy welds is particularly aggravated in the root pass welding. In this situation is necessary a meticulous control of weld pool in order to obtain the desired penetration without causing burn-through. Another problem is in the joint preparation, it does not always provide exact dimensions, presenting irregularities such as inconstant gaps and angles, high-low and other dimensions variations. The technologies that propose the controlled short circuit technology minimize the influence of these defects on the root pass with greater control of heat input. However, currently, most of the supply of this technology is in the international power sources, and the high-tech products stay in these regions and local industry just uses this technology. To create a solid foundation and develop this technology in Brazil, providing greater feedback with effective continuous adaptation, evolution and a potential success in the application of the process to the local industry, was planned out the main objective of this work, that is the improvement of the welding process CCC (Controlled short circuit), seeking to optimize its current waveform and the formulation of a synergistic program. Through software and hardware implementations and improvements in routines and feedback control of electrical process variables, the welding source is working in a high dynamic control of the current waveform, at a microsecond range. In experimental welding tests each phase of short circuit transfer was evaluated, resulting in greater precision in controlling the transfer of droplets and weld pool dynamics. Based on these results, were developed synergistic programs to mild steel consumables 1.0 to 1.2 mm in diameter, using protective gas as a composition of 75% argon and 25% CO 2. Seeking facilitate the use of the process by the welder, were set up just two variables for adjusting the CCC process, the wire feed speed, between 2 and 6 m / min, and the  a parameter responsible for fine adjustments in output power. The tests were monitored with high-speed camera and data acquisition systems. The use of these assessment tools enabled to obtain concise explanations of the influence of each phase of the current waveform and of metal transfer and weld pool dynamics. As a result this work, currently, the CCC welding process has high regularity of metal transfer, low spatter and good weld pool control, and provides synergistic programs.

Orientador: Fujio Sato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-24T00:35:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mota_RenatoPinto_M.pdf: 6283619 bytes, checksum: d53e91590ef821333dc8720e48dd8528 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho descreve a implementação de um programa para cálculos de curtos-circuitos, tendo como objetivo facilitar os estudos e análises da proteção de sistemas elétricos. As principais características do programa são: determinação do estado pré-falta do sistema e inclusão dos efeitos dos seus elementos em derivação nos cálculos de curtos-circuitos; consideração dos efeitos dos acoplamentos mútuos de linhas paralelas; cálculos de curtos circuitos em linhas de transmissão; utilização do método do vetor esparso; cálculos de curtos-circuitos nas redes de média/baixa tensão e de fatores de aterramento; consideração do deslocamento angular dos transformadores e cálculos de fluxos de correntes de curtos-circuitos nos enrolamentos dos autotransformadores. O programa foi testado em vários sistemas, destacando-se dentre eles um trecho real do sistema da região sudeste brasileira de 138/69/13,8-11,95 kV, com 216 barras, 263 ramos e 98 linhas com acoplamentos mútuos e um sistema de EAT de 500/345/138 kV, com 28 barras, 60 ramos e 11 linhas com acoplamentos mútuos baseado em dados do sistema sul-sudeste brasileiro. ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: This work describes the implementation of a software for short circuit calculations. Its objective is to facilitate the analysis and studies of electric systems protection. The main characteristics of the program consists: System pre fault state determination including shunt elements in the short circuit computation; parallel transmission lines mutual coupling assumptions; transmission lines short circuit calculations; utilization of the sparse vector method; short circuit computation for low/medium voltage network and grounding factors; consideration of transformers angular displacement and autotransformers windings short circuit current flows calculation. The software has been tested for several systems, including part of Southeast Brazilian region system of 138/69/13.8-11.95 kV, consisting of 216 busses, 263 lines and 98 lines with mutual coupling, and a 500/345/138 kV system, consisting of 28 busses, 60 lines and 11 lines with mutual coupling, based on the South-Southeast Brazilian system data. ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T21:25:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 260439.pdf: 4314005 bytes, checksum: f718f36e30cf1ceae5fcf6060a8bd490 (MD5) / O presente trabalho tem como objetivo analisar as principais causas do curto-circuito entre espiras em estatores utilizados em motores de indução trifásicos de baixa tensão e realizar uma comparação entre os principais tipos de detecção e equipamentos utilizados atualmente. Desta forma, será possível avaliar quais os principais pontos positivos e negativos de cada tipo de método de detecção e, caso seja possível, definir qual equipamento consegue identificar de forma mais eficiente este tipo de falha em estatores que ainda estão em produção. Através do levantamento inicial da bibliografia, pode-se observar que este assunto tem grande relevância e que vem sendo estudado há anos, permitindo o levantamento de vários tipos de testes, sendo que muitos destes passaram por várias evoluções em suas metodologias. Além disso, o desenvolvimento de testes que consigam detectar este tipo de falha durante o processo produtivo dos estatores bobinados é de extrema importância para os fabricantes de motores, pois permite a detecção antecipada do defeito, reduzindo os custos de retrabalho, refugo de materiais e gastos com assistência técnica. Os clientes também compartilham desta mesma percepção, uma vez que caso o problema seja detectado apenas no cliente, poderá ocasionar paradas inesperadas no processo produtivo do cliente e aumentar seus gastos com manutenção.

Orientador: Alcir Jose Monticelli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-16T03:10:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sato_Fujio_M.pdf: 3416159 bytes, checksum: 8a59690aa872fc671173afcffe53bec8 (MD5) Previous issue date: 1979 / Resumo: Este trabalho apresenta dois métodos para cálculo de curto-circuito em sistemas de potência, ambos usando técnicas de matriz esparsa: o primeiro usa o algoritmo para a formação de matriz de admitância nodal esparsa e o segundo baseia-se no método de fatoração da matriz de admitãncia nodal. Foram testadas técnicas de incorporar os acoplamentos mútuos na matriz de admitância nodal.Os métodos foram verificados testando-se em 7 sistemas / Abstract: This work presents two methods for shortcircuit calculation in power systems,both using sparse matrix techniques: the first uses the sparse bus impedance matrix formation algorithm and the second is based on the bus admittance matrix factorization method. Techniques of incorporing mutual couplings in the bus admittance matrix have been tested. The methods have been verified by simulation on 7 test-systems / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2013-07-16T02:21:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224480.pdf: 2807545 bytes, checksum: 59e4e41c484f7ff7c25fab79afffb612 (MD5) / Este trabalho apresenta um modelo computacional de um minidisjuntor de maneira a simular o comportamento deste dispositivo quando submetido a curto-circuito. O processo de interrupção do circuito proporcionado pelo disjuntor em estudo foi modelado neste trabalho como formado por diversas etapas. Aspectos da física do arco elétrico são revistos e modelados de maneira simples, mas sem perda de qualidade no modelo. O modelo permite ao usuário uma fácil compreensão dos fenômenos envolvidos em cada etapa e o fácil ajuste dos parâmetros permite ao projetista predizer o comportamento de vários disjuntores de construção semelhante. Comparações de simulações efetuadas no modelo e alguns ensaios são apresentados e validam a qualidade do modelo. Inferências sobre a integral de Joule e seletividade entre disjuntores também se tornaram possíveis através da utilização do modelo e seus resultados de simulações. This work presents a computational model of a miniature circuit breaker making possible to simulate the behavior of this device when submitted to a short circuit. The process of interruption of the circuit breaker in study was modeled in this work and divided in various steps. Aspects of the physics of the electric arc was reviewed and modeled in simple way but without loss of quality in the model. The model permits to the user an easy understanding of the involved phenomena in each step and an easy adjustment of the parameters that allows the designer to predict the behavior of breakers of similar execution. Comparisons of simulations made in the model and some tests are presented and that certify the quality of the model. Inferences on the Joule's integral and selectivity between breakers had also become possible through the use of the model and its simulation results.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-26T06:08:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 299969.pdf: 14088634 bytes, checksum: 9b8b5eff27aecdea2898fbf8299bb2d1 (MD5) / Este trabalho tem como objetivo desenvolver métodos de detecção, localização e caracterização de defeitos em um turboalternador em escala reduzida. Os defeitos estudados neste trabalho são o curto-circuito entre espiras do rotor e as excentricidades rotóricas. Os métodos serão, em seguida, adaptados aos estudos das máquinas de 900 e 1300 MW do parque nuclear da empresa EDF (Electricité de France). Para isto, a máquina em escala reduzida, foi simulada com o auxílio de dois modelos, um analítico e um numérico por elementos finitos. Os métodos para detectar e localizar os defeitos rotóricos foram, em seguida, desenvolvidos. Os resultados das simulações utilizando os dois modelos e os testes experimentais foram analisados e comparados entre si. Uma boa concordância foi verificada, o que confirma o bom funcionamento dos métodos propostos para a detecção dessas anomalias. Vários casos de defeitos, associados a diferentes modos de trabalho da máquina, foram estudados, comprovando a confiabilidade dos métodos de detecção desenvolvidos. / The aim of this work is to develop methods to detect, locate and recognise faults in a turbogenerator of reduced scale. In the framework of this study, only short-circuit defects in the rotor windings and rotor eccentricities were investigated. The developed methods would be adapted to the machines of EDF nuclear plant of 900 and 1300 MW. First the studied machine was modelled using an analytical approach and a numerical model based on the finite element method. Then, the methods to detect and locate the rotor faults were developed. The results obtained from simulations using both approaches and experimental measurements were analysed and compared. They showed a good agreement and demonstrated a good capacity of the method proposed to detect and locate the faults. Several fault cases, at different operating points of the machine, were studied and they showed the good reliability of the method.

Orientador: Ernesto Ruppert Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-18T07:19:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fajoni_FernandoCardoso_M.pdf: 1331323 bytes, checksum: 404d611d35451fa34e25f91dedd95a61 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Os geradores síncronos são responsáveis por quase toda energia elétrica produzida no mundo. Devido à sua aplicação natural em aproveitamentos elétricos de baixa velocidade no mundo, os geradores síncronos de polos salientes são muito usados em aproveitamentos hidrelétricos, na conversão de energia em navios, em grupos motor gerador de emergência ou em geração local não interligada à rede elétrica. Atualmente são bastante utilizados em geração eólica. O seu intenso uso exige sempre simulações digitais da operação de sistemas elétricos onde eles se inserem. Para realizar simulações é necessário o conhecimento dos valores dos seus parâmetros elétricos. Este trabalho dedica-se à identificação dos parâmetros padronizados elétricos de um gerador síncrono de polos salientes (reatâncias e constantes de tempo) através dos ensaios de curto circuito trifásico instantâneo, de rejeição de carga de eixo direto e de eixo arbitrário e dos ensaios de resposta em frequência. Discussões são feitas a respeito dos métodos acima citados sob o aspecto de implementação e confiabilidade. São apresentados algumas comparações entre desempenhos dos métodos e resultados de ensaios laboratoriais / Abstract: Synchronous generators are responsible for almost all electric energy produced in the world. Due to its natural application in electric energy generation of low speed type, salient poles synchronous generators are widely used in hidroelectric energy generation, in energy convertion in ships, emergency engine/generator groups or in local generation not linked to the electric system. Actually they are very used in aeolic generation. Its intense use always demands digital simulations of the electrical systems operation where they are connected to. To carry on simulations the knowledge of the values of its electrical parameters are necessary. This work dedicates to the identification of the electric standardized parameters of salient poles synchronous generators (reactances and time constants) through the sudden three-fase short circuit test, load rejection tests in direct and arbitrary axes and stand still frequency response tests. Discussions are made regarding the methods above mentioned under the aspect of implementation and reliability. Some comparisons are shown about the performances of the methods and experimental results from tests runned in the laboratory me shown / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador : Fujio Sato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:11:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mamede_JuracyPereira_M.pdf: 875289 bytes, checksum: 56b8672cc598f340b2cf3b5140e18e84 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: As empresas de distribuição de energia elétrica adotam como critério para determinação do intervalo de manutenção dos disjuntores que toda falta ocorreu com o máximo valor da corrente de curto-circuito do alimentador, que é calculada por método determinístico, devido à dificuldade de se considerar as variáveis aleatórias que influenciam o valor desta corrente. Este critério reduz o intervalo de manutenção e gera manutenções, muitas vezes, desnecessárias. Este trabalho apresenta uma nova metodologia da previsão de manutenção de disjuntores, através do cálculo de curto-circuito probabilístico para alimentadores radiais de distribuição de energia elétrica. São consideradas as características físicas dos padrões de estruturas das redes para a polarização de variáveis aleatórias que geram um perfil das correntes de curto-circuito da rede. São efetuados milhares de curto-circuito por quilômetro de rede, gerando-se a função densidade de probabilidade da corrente numa determinada área de interesse do alimentador, através do método de simulação de Monte Carlo. A avaliação da densidade acumulada de probabilidade da corrente de curto-circuito permite a otimização das manutenções dos disjuntores, mediante a utilização do valor da corrente mais provável na determinação do intervalo de manutenção, resultando na redução de custos com mão de obra e materiais, além de diminuir o tempo de indisponibilidade do equipamento. No primeiro capítulo são apresentados os problemas da manutenção das redes de distribuição relacionadas às ocorrências das faltas, bem como a inexistência de uma metodologia apropriada para o cálculo do valor da corrente utilizado na determinação do intervalo da manutenção do disjuntor do alimentador por operações em curto-circuito. No segundo capítulo são descritos os principais tipos de padrões das redes de distribuição utilizados na construção de alimentadores, enfocado neste estudo, seu comportamento em relação às faltas, característica de disjuntores pelo tipo do meio de extinção do arco elétrico e os critérios de manutenção dos mesmos. No terceiro capítulo são tratados as definições e conceitos das expressões de cálculos, às variáveis aleatórias, bem como o algoritmo necessário para conformação da metodologia desenvolvida para o cálculo de curto-circuito probabilístico e sua utilização na determinação do intervalo da manutenção de disjuntores. No quarto capítulo é apresentada a aplicação da metodologia desenvolvida, onde se nota a redução de custo proporcionada pelo novo intervalo de programação da manutenção de disjuntores. As conclusões são apresentadas no quinto capítulo / Abstract: The electric power utilities adopt a circuit breaker maintenance schedule based on maximum short-circuit current magnitude, which is calculated using a deterministic method due to difficulties of considering random variables that influence the currents in the model. This criterion reduces the maintenance interval and generates a high number of maintenance actions, which are, in most of times, unnecessary. This work presents a new circuit breaker maintenance planning based on probabilistic short-circuit calculations of electric power distribution system radial feeders. The physical characteristics of network structure patterns are considered for polarization of random variables that generates short-circuits current profile. Thousands of short-circuits simulations per kilometer are performed by the application of Monte Carlo simulation to generate current's probability density function in a certain area of interest of the feeder. The evaluation of short-circuit cumulative density function allows the optimization of the circuit breaker maintenance by using the most probable current values in the determination of maintenance interval, thus resulting in reduction of costs with operation, materials and equipment's unavailability time. In the first Chapter the maintenance problems due to faults in distribution network are presented, as well as the problem of the inexistence of an appropriate methodology for the calculation of breaker's maintenance interval due to short-circuit operations. In the second Chapter the main types of distribution networks standards used in the construction of feeders, its behavior under fault condition; the circuit breakers, which operates with electric arch extinction and its behavior under fault condition, are described. In the third Chapter are treated the definitions and interpretations of random variables, mathematical expressions, as well as, the algorithm developed for the proposed methodology for short-circuit ca1culation and determination of maintenance interval. In the fourth Chapter an application of the developed methodology is presented, where is noticed the influence over circuit breaker maintenance schedule, mainly the cost reduction is noticed. We present the conc1usions in fifth Chapter considering the methodology of probabilistic short-circuit ca1culation to the distribution system, and its application for the determination of circuit breakers maintenance interval is described. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: José Roberto Sanches Mantovani / Banca: Antonio Padilha Feltrin / Banca: Rubén Augusto Romero Lázaro / Banca: Denis Vinicius Coury / Banca: Walmir de Freitas Filho / Resumo: Neste trabalho, é proposto um algoritmo para localização de faltas em alimentadores radiais aéreos de distribuição de energia elétrica. A técnica proposta aplica-se a alimentadores trifásicos com cargas desequilibradas, que podem possuir ramais laterais trifásicos, bifásicos e monofásicos. As equações da rede que compõem esta técnica foram desenvolvidas com base nos métodos de fluxo de potência do tipo varredura (backward/forward sweep), o que a torna uma ferramenta eficiente e de baixo esforço computacional. No desenvolvimento da mesma, considera-se que haja disponibilidade de medições de tensões no nó inicial do alimentador e também medições esparsas de tensão em alguns pontos ao longo do alimentador de distribuição. Esta técnica apresenta algumas vantagens quando comparada com as técnicas convencionais para localização de faltas que utilizam o deslocamento do local da falta na rede. Nela eliminam-se, dos possíveis locais de falta, os pontos que estão em ramais laterais geograficamente distantes do verdadeiro local da falta e que poderiam ser indicados pelos métodos convencionais de localização da faltas. Adicionalmente à técnica para localização de faltas, é proposto um modelo matemático de programação binária para fazer a alocação otimizada de medidores esparsos de tensões ao longo do alimentador com o propósito de melhorar a precisão do algoritmo desenvolvido, a partir da técnica proposta para a localização de faltas. Neste modelo matemático, busca-se manter a melhor relação custo-benefício para as empresas de energia, em termos de investimentos, custos operacionais e melhorias dos seus índices de confiabilidade, com a localização eficiente de faltas em suas redes de distribuição. Para a solução deste modelo matemático, propõe-se... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: An algorithm for fault location on overhead and radial electric power distribution feeders is proposed in this work. The proposed technique is able to be applied to three-phase feeders containing unbalanced loads. Also, the proposed technique has the ability to deal with feeders which has three-, two- or single-phase laterals. Equations that describe the network are derived based on the backward/forward sweep load flow methods. This characteristic makes the proposed fault location technique an efficient and fast computational tool. In order to develop this technique, it was considered that voltage measurements are available at the sending node of the feeder, as well sparse voltage measurements at some places on the feeder. Thus, this technique presents some advantages in comparison to the traditional technique for fault location which finds the faulty point by means of sliding the analyzed point on the network. By using traditional techniques, points located geographically far from the actual faulty point can be indicated as a faulty point. The proposed technique eliminates these points from the results. Additionally to the proposed technique, a binary programming model is presented for carrying out the optimized placement of voltage measurement devices along the feeder. The goal of this binary programming model is to enhance the accuracy of the proposed algorithm for fault location. This mathematical model is aimed at keeping the best costbenefit rate for the electric utilities, in terms of operational costs and improvements of reliability indices by means of an efficient fault location. A dedicated genetic algorithm is proposed for solving the optimization model. Results and simulation analyses are presented in order to validate the efficiency... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor