Tese de mestrado. Mestrado integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-12-17T16:28:57Z No. of bitstreams: 1 2014_AnaBarbaraFernandesNeves.pdf: 4615403 bytes, checksum: c8dfc5b91994cce5db9ccd138c7cceb4 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-12-30T15:41:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_AnaBarbaraFernandesNeves.pdf: 4615403 bytes, checksum: c8dfc5b91994cce5db9ccd138c7cceb4 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-30T15:41:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_AnaBarbaraFernandesNeves.pdf: 4615403 bytes, checksum: c8dfc5b91994cce5db9ccd138c7cceb4 (MD5) / Os Motores de Indução Trifásicos (MIT) são largamente utilizados, sobretudo nas indústrias. Um dos fatores que corrobora para a redução do seu rendimento é a presença de distúrbios de qualidade da energia elétrica (QEE) na sua tensão de alimentação, como o desequilíbrio e a distorção harmônica de tensão. Existem diversos estudos que avaliam os efeitos desses fenômenos aplicados individualmente no MIT. Porém, medições reais comprovam que no sistema elétrico é comum a presença concomitante de distúrbios. Diante deste cenário, surgiu a ideia de desenvolvimento desta dissertação que visa investigar os efeitos no rendimento e no conjugado do MIT, quando este é alimentado por tensões com desequilíbrio e harmônicas simultaneamente. Identifica-se, nesse estudo, por meio de ensaios laboratoriais, a contribuição do desequilíbrio e da distorção harmônica na alteração do conjugado e do rendimento, quando estes distúrbios estão presentes individualmente e concomitantemente na alimentação no motor. Para isso, o trabalho baseia-se na comparação entre as medições obtidas experimentalmente com a aplicação individual e conjunta dos mencionados distúrbios. Este tipo de análise é útil na avaliação da adequação dos limites individuais hoje estabelecidos pelas normas que versam sobre desequilíbrio de tensão e harmônicas, para condições em que estes fenômenos se manifestam simultaneamente na rede elétrica. __________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The Three-Phase Induction Motors (TIM) are widely used and one of the factors which confirms the reduction of its performance is the presence of disturbances of power quality (PQ) in its voltage supply, such as unbalance and voltage harmonic distortion . There are several studies evaluating the effects of these phenomena individually applied at the TIM. However, actual measurements show that, currently, the presence of disorders at the same time is usual in the electrical system. In this scenario, the idea of developing this study emerged, aimed to investigate the effect on TIM's performance and torque, when it is supplied by voltages with unbalance and harmonics simultaneously. Is identified, in this study, through laboratory tests, the contribution of unbalance and harmonic distortion in changing the torque and performance, when these disorders are individually or concomitant present in the motor supply. For this, the work is based on the comparison between measurements obtained experimentally with the application of individual or joint disorders. This type of analysis is useful in evaluating the adequacy of the individual limits stated today by the rules that deal with voltage unbalance and harmonics, for conditions in which these phenomena manifest themselves simultaneously in the grid.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2014. / Submitted by Larissa Stefane Vieira Rodrigues (larissarodrigues@bce.unb.br) on 2014-10-31T15:22:44Z No. of bitstreams: 1 2014_LuísFernandoLacerdaArão.pdf: 1734258 bytes, checksum: 0fbd18d34d70c35807c58e5e4c7a0497 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-11-04T16:34:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_LuísFernandoLacerdaArão.pdf: 1734258 bytes, checksum: 0fbd18d34d70c35807c58e5e4c7a0497 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-04T16:34:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_LuísFernandoLacerdaArão.pdf: 1734258 bytes, checksum: 0fbd18d34d70c35807c58e5e4c7a0497 (MD5) / No que diz respeito ao desequilíbrio de tensão, nota-se na literatura atinente, uma concentração de estudos, por parte dos pesquisadores, voltados à identificação de seus efeitos e no desenvolvimento de novas metodologias de quantificação. Já por parte das agências reguladoras e grupos de trabalho, há um interesse na elaboração de normas regulamentadoras e recomendações nacionais e internacionais, que estabelecem limites aceitáveis de desequilíbrio visando proteger os consumidores do caráter nocivo desse distúrbio. Entretanto, nenhum desses documentos entra no mérito da origem do desequilíbrio, que é assunto de interesse de agências reguladoras, concessionárias de energia e consumidores. Assim, uma vez identificada uma infração dos limites firmados e estabelecida a necessidade da implantação de uma sistemática de atenuação dos efeitos, emerge a questão da responsabilidade financeira vinculada ao processo a ser implementado, além da questão da aplicação de penalizações proporcionais aos limites transgredidos. Neste ínterim está situado o tema atribuição/compartilhamento de responsabilidades devido à presença de desequilíbrio de tensão, que é o foco desta dissertação. Considerando-se os aspectos ora mencionados, surgiu a ideia de desenvolvimento deste trabalho que objetiva apresentar os resultados de uma análise comparativa entre três métodos voltados à atribuição de responsabilidades do desequilíbrio de tensão na rede elétrica, a saber, os métodos da IEC, do fluxo de potência trifásico e da corrente conforme e não conforme. Para isso, foram efetuadas simulações computacionais e ensaios laboratoriais com base no emprego de um sistema composto por uma linha de transmissão nem sempre transposta e duas cargas nem sempre equilibradas conectadas a um barramento comum. Os casos selecionados para este estudo permitem a identificação das principais vantagens e limitações de cada método em avaliação. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Regarding voltage unbalance, it can be noticed at the related bibliography, a study convergence, by part of researchers, which aims the identification of its effects and the development of new quantification methodologies. On the side of regulatory agencies and working groups, there is an interest to work out regulations and national and international recommendations, which establish acceptable unbalance limits aiming at the protection of customers that are threatened by this harmful disturb. However, none of these documents discusses about the unbalance origin, which is a stake of regulatory agencies, utilities and customers. Therefore, once identified a set limit transgression and established the systematics that allows the effects mitigation, raises the financial responsibility question linked to the processes to be implemented, and yet the proportional penalties imposition question. In the meantime lies the topic: responsibilities attribution/sharing due to voltage unbalance presence, which is the focus of this dissertation. Taking into account the mentioned aspects, arises the development idea of this work, which aims to present the results of a comparative analysis among three methods that are able to attribute responsibilities due to voltage unbalance on network. The three methods are: IEC, three-phase power flow, and conforming and non-conforming current. To accomplish that, computational simulations and laboratorial experiments were performed based on the use of a system composed by a not always transposed transmission line and two not always balanced loads connected to a common bus bar. The selected cases for this study allow the identification of the main advantages and limitations of each method in evaluation.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2015-12-16T17:01:21Z No. of bitstreams: 1 tatiannaaparecidapereirabeneteli.pdf: 2303302 bytes, checksum: 7520f93bd3dd29d5ac22973e59d474da (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2015-12-17T11:06:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tatiannaaparecidapereirabeneteli.pdf: 2303302 bytes, checksum: 7520f93bd3dd29d5ac22973e59d474da (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-17T11:06:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tatiannaaparecidapereirabeneteli.pdf: 2303302 bytes, checksum: 7520f93bd3dd29d5ac22973e59d474da (MD5) Previous issue date: 2015-08-21 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho propõe uma metodologia de fluxo de potência ótimo multifásico para a limitação dos desequilíbrios das tensões terminais e das correntes demandadas ou injetadas nas máquinas trifásicas girantes, geradores ou motores, com especial aplicação para os geradores conectados de forma dispersa aos sistemas de distribuição. A modelagem dos equipamentos é baseada no método de injeção de correntes em coordenadas retangulares. A metodologia foi implementada e a ferramenta computacional proposta foi desenvolvida com os softwares Matlab® e Lingo®. Para limitar o desequilíbrio a níveis aceitáveis, determinados pelas normas vigentes e por fabricantes de equipamentos, serão utilizados bancos de capacitores em derivação nos terminais das máquinas e a metodologia será capaz de indicar em quais fases os capacitores devem ser conectados e as suas respectivas potências. São propostas também novas possibilidades de modelagem para máquinas elétricas, abordando inclusive características internas destes equipamentos. Entre essas possibilidades destacam-se modelagem pela especificação de diferença de tensão entre nós (módulo e ângulo) com a possibilidade de representação das impedâncias internas da máquina, modelagem pela especificação do módulo de tensão entre nós e modelagem pelo módulo de tensão e potência ativa com restrições operativas. / This work proposes a multiphase optimal power flow methodology for limiting imbalances of terminal voltages and currents required or injected into three-phase rotating machines, generators or motors, with special application to disperse generators connected to distribution systems. The equipment modelling is based on current injection method in rectangular coordinates. The methodology was implemented and the proposed computational tool was developed with Matlab® and Lingo® softwares. For limiting the imbalance to acceptable levels as determined by current standards and equipment manufacturers, shunt capacitor banks were used in the of the machines terminals. The methodology is be able to indicate in which phase the capacitors must be connected and their respective powers. New possibilities for modeling electrical machines are proposed as were, including addressing internal features of this equipment. Among these possibilities are modeling by specification of voltage difference between nodes (amplitude and angle) with the possibility of representing the internal impedances of the machine, modeling by specification of voltage amplitude between nodes and modeling with voltage amplitude and active power with operating constraints.