Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:26:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A durabilidade dos motores elétricos depende da resistência dos diversos componentes utilizados na sua fabricação. Entre os componentes empregados, enrolamentos de motores são considerados uma das partes mais sensíveis. Sua durabilidade é afetada por diversos fatores, entre os quais a temperatura de operação. Esta pesquisa propõe um modelo térmico para prever a elevação de temperatura de motores elétricos quando submetidos a diferentes valores de corrente de sobrecarga. Em seguida, o modelo é utilizado para calcular curvas de limite térmico para motores elétricos de 11 kW. Subseqüentemente, um motor de 11 kW é submetido a diferentes testes de corrente de sobrecarga para validar o modelo proposto. Motores elétricos podem ser protegidos contra sobrecargas por muitos tipos diferentes de dispositivos de proteção. Disjuntores para comando e proteção de motores freqüentemente são empregados para este fim. Os limites de operação dos seus disparadores de sobrecarga são especificados por normas internacionais. Esta pesquisa também compara estes limites de operação, exigidos pelas normas, às curvas de limite térmico obtidas previamente, para confirmar a eficácia da proteção contra sobrecarga que é obtida. Um tipo de disjuntor, aplicável para comando e proteção de motores elétricos até 11 kW, é adicionalmente analisado. Dados de testes sobre os seus disparadores de sobrecarga são comparados aos limites de operação especificados pelas normas. Posteriormente, a repetibilidade de atuação dos disparadores de sobrecarga é testada e analisada. Finalmente, recomenda-se algumas melhorias, tanto para os disjuntores analisados, quanto para os procedimentos de projeto e de garantia da qualidade empregados atualmente para o desenvolvimento e implementação de dispositivos de comando, manobra e proteção elétrica em uma empresa brasileira.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:14:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 322341.pdf: 9027469 bytes, checksum: e391e0b52aac96cae5b2115035df0730 (MD5) Previous issue date: 2013 / Presente na maioria dos sistemas elétricos, os disjuntores de alta tensão têm sua importância garantindo a extinção do arco elétrico oriundo de correntes de curto circuito e corrente nominal do equipamento, evitando danos aos demais componentes do sistema de elétrico. A vida útil do disjuntor pode ser estendida pela adoção do correto planejamento da manutenção, evitando intervenções precoces ou tardias. Existem diversas metodologias para planejamento da manutenção, consolidadas e adaptadas para as necessidades das concessionárias, sendo raro encontrar programas de manutenção idênticos. Nessa dissertação é preconizada a utilização dos resultados de ensaios de manutenções anteriores e de registros de intervenções corretivas para sugestão de data de intervenção em disjuntores de alta tensão. Um sistema baseado em conhecimento fundamentado na lógica fuzzy é empregado para avaliar os valores de ensaios de disjuntores, comparando com valores de referência constantes nos manuais, normas ou em casos omissos, por determinação do especialista. Os resultados obtidos permitem avaliação em dois modos: individual do disjuntor e por modelo de disjuntor. O primeiro fornece ao usuário maiores detalhes das análises. No segundo dados concisos, mas ideais para fácil identificação de disjuntores defeituosos em grandes grupos. <br> / Abstract : Present in most power systems, high voltage circuit breakers havetheir importance ensuring the extinction of the arc originated from theinterruption of short circuit and the circuit rated current, preventingdamages to other components of the electrical system. The lifetime of acircuit breaker can be extended by the adoption of proper maintenanceplanning, in order to avoid early or late interventions. There are severalconsolidated methodologies for maintenance planning, adapted to thespecific needs of electric utilities, therefore it is rare to find identicalmaintenance programs. The methodology described in this dissertationuses the results of tests, and records of corrective intervention dates,to suggest the next date intervention in high voltage circuit breakers.A knowledge-based system based on fuzzy logic evaluates the resultsof tests of circuit breakers comparing them to the reference valuesin the manuals, to the standards or, in neither case, as determinedby the expert. The results allow evaluation in two ways: individualand by group model. The first provides the user with details of theanalyses. In the latter the provided information is more concise, butideal for easy identification of defective circuit breakers in large groups.

Resumo: O constante crescimento do parque gerador e transmissor exige a realização contínua do cálculo.dos níveis de corrente de curto-circuito que circulam pelos disjuntores instalados nas subestações a fim de se sinalizar os que estão superadosNo entanto, as metodologias existentes para cálculo das correntes de curto-circuito utilizam o convencional modelo barra-ramo que impede a análise dos componentes internos às subestações, e que quando necessários devem ser feitos a parte, num processo dispendioso de tempo e de precisão. Para contornar estas questões, este trabalho propõe uma extensão da tradicional formulação matemática para cálculo de curto-circuito, de forma a torná-la capaz de processar redes modeladas no nível de subestação. Visando obter soluções para contornar as superações dos disjuntores internos às subestações, o trabalho também apresenta uma ferramenta para a alocação otimizada de dispositivos limitadores de corrente de curto-circuito - DLCCs, que são alocados neste trabalho através da utilização dos Algoritmos Genéticos Multiobjetivos - AGM, juntamente com a formulação do cálculo de curto-circuito no nível de subestação. Assim, o trabalho tem a capacidade de sinalizar os disjuntores superados e de informar a dimensão e disposição dos DLCCs para solucionar o problema de superação destes disjuntores.Esta metodologia foi testada no sistema de 5 barras e no sistema real de 291 barras, referente ao sistema elétrico do estado do Paraná.

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.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T04:44:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 194768.pdf: 2963386 bytes, checksum: 11c0a383130cb6ca5ddb47ed8eb93fbd (MD5) / Um dos principais métodos de proteção contra sobrecarga de instalações elétricas é realizado por meio de disparadores de sobrecarga, os quais são parte integrante de dispositivos de comando e proteção. Apesar da sua enorme aplicação, poucas são as publicações que tratam da análise e do projeto destes disparadores. Mesmo em se tratando de sua aplicação, as várias bibliografias, devido a existência de diferentes normas são, muitas vezes, confusas e contraditórias. Este trabalho apresenta uma contribuição no estudo de tais elementos. O funcionamento do disparador foi estudado através da análise de seus componentes e das variáveis que regem seu comportamento. Um modelo simplificado de seu funcionamento foi proposto, a fim de correlacionar tais variáveis, e as conclusões obtidas foram discutidas. Uma metodologia experimental para a obtenção das curvas de aquecimento dos elementos bimetálicos dos disparadores foi desenvolvida e aplicada. Através destas curvas, foi possível confirmar algumas suposições feitas no modelo proposto, e verificar a forma da transmissão de calor existente entre os vários componentes do sistema.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial. / Made available in DSpace on 2013-07-16T02:22:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O sistema de fornecimento de energia elétrica inclui as etapas de geração, transmissão, distribuição e consumo. Em cada uma dessas etapas são previstos equipamentos de proteção para garantir a integridade do sistema em caso de falha. Uma falha típica é o curto-circuito. Em baixa tensão, os equipamentos que executam a função de proteção, objetivando minimizar os efeitos da falha de curto-circuito, são os disjuntores e os fusíveis. Portanto, é de grande importância o desempenho desses equipamentos em uma situação de curto-circuito. A garantia da confiabilidade operacional de tais sistemas é baseada em ensaios. Nos ensaios de curto-circuito, a exemplo do que acontece com a maioria dos ensaios elétricos, observa-se, historicamente, pequena preocupação com as questões metrológicas. Mesmo quando existe a preocupação com a confiabilidade metrológica, é raro que os procedimentos aplicados para avaliação de incertezas e análise de confiabilidade sejam feitos de acordo com estado-da-arte em metrologia. A proposta do trabalho é fazer uma análise detalhada do ensaio de curto-circuito em baixas tensões. São analisados, do ponto de vista metrológico, os equipamentos usuais de medição e controle. É feita uma proposta de estruturação de um sistema automatizado de ensaio. É feito o desenvolvimento parcial do sistema e uma avaliação das incertezas de medição das grandezas mais críticas, para avaliação do comportamento metrológico dos sistemas de medição e de controle do ensaio.