Orientador: José Pissolato Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-18T03:00:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinto_AndreJinnoGomes_M.pdf: 60896723 bytes, checksum: 8ce23cc18a981b5042b135acfc03ec42 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: As redes de transmissão de energia elétrica estão entre as grandes contribuições que a engenharia ofereceu à civilização moderna. Se tornando aparentes, pelas expressivas linhas de transmissão de alta tensão apoiadas sobre elevadas torres de aço que cruzam o território nacional em todas as direções. No corrente trabalho tem-se por objetivo tratar das alternativas não-convencionais de transmissão de energia elétrica. Comparando o desempenho dessas novas estruturas com o comportamento das estruturas atualmente utilizadas no sistema de transmissão convencional. Para tal são descritos alguns dados da atual configuração do sistema de transmissão nacional. Ademais, breves descrições técnicas serão apresentadas sobre os principais componentes de linhas de transmissão convencionais, tais como: condutores múltiplos, isoladores e anéis anticorona. Tais definições serão introduzidas com o âmbito de proporcionar uma maior familiaridade com o tema em estudo. Uma análise minuciosa é traçada no cálculo dos parâmetros elétricos na frequência, seguido de um estudo dos transitórios eletromagnéticos no domínio do tempo. Causados por sinais de tensão aplicados a entrada das linhas de transmissão / Abstract: The transmission of electric energy is among the great contributions that engineering offered to modern civilization. Becoming apparent, by the expressive lines of high voltage transmission supported on large steel towers that crisscross the country in all directions. In the current work has been aimed at dealing with alternative non-conventional electric power transmission. Comparing the performance of these new structures with the behavior of the structures currently used in conventional transmission system. For such thing are described some of the current configuration of the national transmission system. In addition, brief technical descriptions are presented on the main components of conventional transmission lines, such as multiple conductors, insulators and anti-corona rings. Such definitions will be introduced to the scope of providing a greater familiarity with the subject under study. A detailed analysis is plotted on the calculation of electrical parameters on frequency, followed by a study of electromagnetic transient time domain. Caused by voltage signals applied to the input of the transmission lines / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Maria Cristina Dias Tavares / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T10:56:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MestasValero_Patricia_D.pdf: 4018272 bytes, checksum: 38a65b52b68046f67c3791c9b6ea2f7d (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O presente trabalho descreve um novo método de controle adaptativo para chaveamento sincronizado de disjuntores durante a manobra de religamento tripolar de linhas de transmissão com compensação reativa em derivação. O objetivo principal do método desenvolvido é controlar as sobretensões transitórias e reduzir o tempo morto antes do religamento. Diferentes estratégias para controlar sobretensões decorrentes do religamento tripolar são descritas com a finalidade de diferenciar as vantagens do chaveamento sincronizado. Os benefícios potenciais a serem obtidos a partir do religamento tripolar rápido são expostos. O método de controle adaptativo desenvolvido consiste em identificar com antecedência a região ótima para o religamento, permitindo fechar o disjuntor já no primeiro mínimo do batimento da tensão entre os contatos do disjuntor após o tempo morto de atuação da proteção. Após os testes realizados utilizando um programa para simulação de transitórios eletromagnéticos (PSCAD/EMTDC), o método proposto foi implementado em protótipo (controlador). Este protótipo foi testado utilizando o Simulador Digital em Tempo Real (RTDS). As simulações em tempo real demonstraram a eficiência do método no controle das sobretensões e na redução do tempo morto. Finalmente, o método foi avaliado parametricamente para uma série de condições simuladas, incluindo diferentes níveis de compensação reativa em derivação, a influência da compensação série, a influência da transposição da linha de transmissão e os efeitos da variação do comprimento da linha. Além disto, outras simulações foram realizadas para comparar o desempenho dos métodos de controle existentes e do método proposto / Abstract: The present thesis describes a new adaptive control method for synchronous switching of circuit breakers during three-phase reclosing of shunt compensated transmission lines. The main objective of the developed method is to control the overvoltages and to reduce the dead time prior of reclosing. Several strategies to control overvoltages resulting from three-phase reclosing are described in order to differentiate the benefits of the proposed method. The potential benefits obtained from the developed controlled reclosing method are exposed. The proposed algorithm identified, in advance, the optimal region for reclosing of transmission line, allowing closing the circuit breaker at the first minimum voltage beat across circuit breaker, after protection dead time. After off-line testing using electromagnetic transients simulation program (PSCAD/EMTDC), the proposed method was also implemented in physical hardware. This hardware was then tested on a real-time transients simulator (RTDS). The real time simulations demonstrate the method efficiency to control overvoltages and to reduce the dead time. Finally, the method has been parametrically evaluated for a range of simulated conditions, including different shunt compensation levels, influence of series compensation, influence of transmission line transposition, effect of line lengths. In addition, simulations have been conducted to compare the performance of existing control method and the proposed method / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: José Pissolato Filho, Eduardo Coelho Marques da Costa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-24T10:02:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinto_AndreJinnoGomes_D.pdf: 9708757 bytes, checksum: 84772389fed6b8c0c68adcdd4db7cd9b (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A análise do comportamento dinâmico da torre de transmissão de energia elétrica e torres de telecomunicações é de interesse nos estudos de proteção relacionados com descargas atmosféricas. Normalmente, a impedância de surto da torre no domínio do tempo é usada para caracterizar o comportamento dinâmico da torre. A principal desvantagem na definição de tais impedâncias de surto é a dependência da forma de onda de excitação, e não há consenso sobre a forma de onda de corrente a ser usada. Além disso, não há concordância sobre uma definição única da tensão envolvida. A fim de contornar tais limitações e problemas, o modelo aplicado ao estudo faz uso das análises no dominio da frequência, onde a impedância de surto da torre depende somente da geometria da estrutura e das características eletromagnéticas do meio. Ademais, as limitações associadas com as abordagens simplificadas são enfatizadas no decorrer do presente trabalho. Os resultados apresentados fazem uso de ferramentas computacionais como o código NEC-2 (Numerical Electromagnetic Code) que se baseia na análise numérica da dinâmica do campo eletromagnético. Com a utilização desse código, correntes são geradas e posteriormente utilizadas para o cálculo da impedância de surto da torre. Posteriormente, é gerado um circuito RLC representativo das características da estrutura metálica, obtidas pelo método de vector fitting que aproxima a função impedância de surto da torre por funções racionais. Por fim, o circuito RLC gerado pode ser aplicado nas análises diretamente no domínio do tempo com o uso de programas computacionais como o EMTP (Electromagnetic Transients Program), sem a necessidade do uso de transformadas para alterar o domínio de análise / Abstract: The dynamic analysis of the behavior in power transmission towers and telecommunications towers is of interest in studies related to lightning protection. Normally, the surge impedance of the tower in the time domain is used to characterize the dynamic behavior of the tower. The main disadvantage of these definition of surge impedances is the dependence on the waveform of excitation, and there is no consensus on which current wave to be used. Furthermore, there is no agreement on a single definition of the voltage involved. In order to overcome such limitations and problems, the model applied to the study makes use of the analysis in the frequency domain, where tower¿s surge impedance depends only on the geometry of the structure and electromagnetic characteristics of the medium. Moreover, the limitations associated with the simplified approaches are emphasized in the course of this work. The results presented make the use of computer code as NEC-2 (Numerical Electromagnetic Code) based on the numerical analysis of the electromagnetic field dynamics. Using this code, currents are generated and then used to calculate the surge impedance of the tower. Subsequently, an RLC circuit is generated representating the characteristics of the metal structure, obtained by vector fitting method, that approximates the surge impedance function of the tower by means of rational functions. Finally, the generated RLC circuit can be applied directly in analyzes in the time domain using computer programs such as EMTP (Electromagnetic Transients Program) without the need of using transforms to change domain analysis / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Maria Cristina Dias Tavares / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T04:28:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ZevallosAlcahuaman_MiltonElvis_D.pdf: 2479285 bytes, checksum: 4c1c5f42e8da1a073caee7cb88308479 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Uma solução bastante utilizada para reduzir a corrente de arco secundário nas linhas aéreas de transmissão em extra-alta-tensão após a ocorrência de faltas monofásicas não permanentes é a inserção de um reator de neutro no arranjo dos reatores dos bancos de compensação reativa em derivação da linha. Muitas vezes estes reatores de neutro não são otimizados, de modo que reatores com valores típicos são especificados nos projetos de linhas de transmissão aéreas, baseados simplesmente no seu nível de tensão, mas sem considerar as especificidades das linhas, como as suas características físicas ou o seu comprimento. A especificação inadequada do reator de neutro pode resultar em correntes de arco secundário elevadas, o que, em última análise, pode reduzir a taxa de sucesso da manobra de religamento monopolar. Além disto, o custo do sistema de compensação pode ser maior do que o necessário. A tese apresenta uma extensa análise de sensibilidade dos principais parâmetros que influenciam no dimensionamento de um tronco de transmissão longo, especificamente do nível de compensação mais adequado e do valor ótimo do reator de neutro. Destaca-se na pesquisa o desenvolvimento de uma representação dos componentes de um sistema de transmissão através de quadripolos trifásicos com o intuito de obter a resposta sustentada durante o desequilíbrio. Através desta representação foi possível identificar a relação entre o reator de neutro ótimo e os parâmetros transversais da linha de transmissão, assim como a influência direta entre o nível de compensação do sistema com o valor do reator de neutro otimizado. Adicionalmente foram identificados comprimentos limites para linhas não compensadas de diferentes níveis de tensão de modo a ainda apresentar alta probabilidade de sucesso para a manobra monopolar. Simulações de faltas monofásicas foram realizadas utilizando dados provenientes de linhas típicas do sistema elétrico brasileiro / Abstract: A widely used solution to reduce secondary arc current in the overhead transmission lines in EHV after single-phase non permanents faults is the insertion of a neutral reactor in the arrangement forming part of the shunt reactive compensation of the line. Frequently in Brazilian electrical system, neutral reactors are not optimized, so that reactors with typical values are specified in the project of overhead transmission lines based on their voltage level, but without considering the specifics line parameters, as their physical characteristics or their length. The specification of unsuitable neutral reactor can result in high secondary arc currents, which eventually diminishes the success rate of single-phase automatic reclosure (SPAR) maneuver. Moreover, the cost of the compensation system may be larger than necessary. This paper presents an extensive sensitivity analysis of the main parameters that influence the project of a long transmission trunk, specifically the most appropriate level of compensation and the optimal value of the neutral reactor. It is noteworthy the development of a transmission system components representation using three-phase two-ports networks in order to obtain sustained response during unbalance. Through this analysis it was possible to identify the relationship between the shunt reactor and the optimized neutral parameter and the influence of the compensation level with the neutral reactor optimized value. Additionally the maximum lengths of non-compensated lines that would have high probability of success of SPAR maneuver were identified. Simulations of single-phase faults were performed using data from typical lines of the Brazilian electric system / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica