Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T19:47:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T04:10:37Z : No. of bitstreams: 1 151403.pdf: 18453069 bytes, checksum: 051371ea8c6fae11cca3f85f8603c1ce (MD5) / Análise da utilização de filtros de bloqueio série e paralelo em instalações elétricas onde haja circulação de correntes harmônicas. Modela-se os filtros de bloqueio de forma a melhorar a qualidade de filtragem obtida com os filtros shunt tradicionais. Todos os estudos de projeto e simulação de casos são realizadas e analisadas, sendo feita ao final uma bancada de testes para certificação dos processos de projeto adotados.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T23:24:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T04:10:52Z : No. of bitstreams: 1 151474.pdf: 12059723 bytes, checksum: 51110a9cc9f376b3d8ac2f6c6e3f27fa (MD5) / O presente trabalho apresenta o estudo da distorção harmônica num sistema trifásico de baixa tensão, através da análise de uma planta do tipo comercial. Caracterizam-se os equipamentos geradores de harmônicas, efeitos da presença de distorção no sistema elétrico e apresentam-se técnicas de correção da distorção harmônica e fator de potência. Apresentam-se resultados de medições (análise da planta) e resultados obtidos através de simulação numérica de um modelo para a planta. Faz-se o projeto de filtros sintonizados, procurando-se a melhor configuração, para adequar-se aos limites recomendados pela IEEE 519-1992 através do auxílio de resultados obtidos com simulação numérica. O trabalho é finalizado com a implementação prática dos filtros sintonizados e análise dos resultados de medições realizadas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-19T05:42:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 189868.pdf: 2118490 bytes, checksum: 086dc7338c232f357a6ead8cba7696c8 (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-19T13:59:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T05:04:23Z : No. of bitstreams: 1 186886.pdf: 16596364 bytes, checksum: fb6c8ceb5187806609c6c8484d274c65 (MD5) / Este trabalho apresenta os retificadores monofásico e trifásico de três níveis, operando com fator de potência unitário e comutação não dissipativa nos interruptores. Inicialmente, os retificadores são analisados no que se refere à operação em regime permanente descrição princípio de funcionamento com fator de potência unitário, apresentação de gráficos e equações que descrevem corrente e tensão nos elementos

Orientador: Percival Bueno de Araujo / Co-orientador: Marcos Amorielle Furini / Banca: Anna Diva Plasencia Lotufo / Banca: André Luiz Silva Pereira / Resumo: O advento da energia elétrica e seu uso, ainda no final do século XIX, foram sem dúvida os grandes responsáveis pelo avanço tecnológico conquistado desde então. A oferta de energia para a população permitiu agregar maior conforto às pessoas e maior eficiência aos processos produtivos. Nos primórdios, os sistemas de energia eram compostos por unidades geradoras conectadas próximas aos consumidores. Essa proximidade era consequência direta do uso de transmissão em corrente contínua, o que naquela época inviabilizava a transmissão de energia elétrica através de longas distâncias. Com a invenção e utilização de máquinas de corrente alternada e transformadores, as características dos sistemas de energia passaram a ser de unidades geradoras cada vez mais distantes dos centros de consumo, sendo conectadas por longas linhas de transmissão de alta tensão. Pela metade do século XX, vislumbrou-se que a interligação de unidades geradoras, antes operando de maneira isolada, permitiria um melhor aproveitamento do potencial elétrico dos sistemas. Da mesma forma, a interligação dos consumidores permitiria maior confiabilidade no fornecimento de energia elétrica. Tais vantagens motivaram a interligação do sistema elétrico de potência. O que os visionários não poderiam imaginar era que a interconexão dos sistemas também traria novos problemas atrelados às oscilações de baixa frequência dos sistemas elétricos. Tais oscilações, em especial as relacionadas com os modos interárea, foram responsáveis por grandes blecautes ocorridos nos anos 1950 nos Estados Unidos e Canadá. Tornava-se evidente a necessidade de estudar e analisar tais oscilações, tal como o comportamento do sistema elétrico interligado como um todo quando submetido às contingências de grande e pequeno porte. Com as interligações os sistemas elétricos de potência se tornaram um dos mais complexos sistemas já desenvolvidos pelo homem. Tal ... / Abstract: The arising of electrical energy and its use in the end of 19th century are, for sure, one of the major responsible for the technology improvements conquered since then. The available of electrical energy for population also improved people's welfare and the production process efficiency. In the early days, electrical systems were composed by generator units connected close to consumers. This proximity was a straight consequence of DC (direct current) transmission, which one did not allow the transmission of power over large distances due to physical and economic constraints. With the development and use of AC (alternate current) machines and transformers, the electrical systems became composed of generator units far even more from consumer's centers, being connected to them by high voltage transmission lines. By the 1950's, it was noted that the interconnection of generators units, which was operating isolated from each other, would allow a better use of electric power system. From the same way, the interconnection of consumers allow more reliability in the electrical energy supply. Those advantages led to the interconnection of Electric Power Systems. What the visionaries could not imagine was that the interconnection would also bring to surface some new problems linked to the system's low frequency oscillations. Those oscillations, in special those related to the interarea mode, were responsible for big blackouts occurred in the 1950's in the USA and Canada. It was evident the necessity of study and analysis of those oscillations, also as the interconnected Power System behavior when under big and small contingencies. With the system's interconnection, Power Systems became one of the most complex systems already built by the man. Such complexity is extended for its analysis and study. Due to this, it was necessary create models to simplify the analysis without a loss in the results reliability. As regards to the study of small ... / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-11-29Bitstream added on 2014-06-13T20:09:47Z : No. of bitstreams: 1 000739791.pdf: 1468115 bytes, checksum: ad923e4b63aea183e8523102990d35de (MD5) / O advento da energia elétrica e seu uso, ainda no final do século XIX, foram sem dúvida os grandes responsáveis pelo avanço tecnológico conquistado desde então. A oferta de energia para a população permitiu agregar maior conforto às pessoas e maior eficiência aos processos produtivos. Nos primórdios, os sistemas de energia eram compostos por unidades geradoras conectadas próximas aos consumidores. Essa proximidade era consequência direta do uso de transmissão em corrente contínua, o que naquela época inviabilizava a transmissão de energia elétrica através de longas distâncias. Com a invenção e utilização de máquinas de corrente alternada e transformadores, as características dos sistemas de energia passaram a ser de unidades geradoras cada vez mais distantes dos centros de consumo, sendo conectadas por longas linhas de transmissão de alta tensão. Pela metade do século XX, vislumbrou-se que a interligação de unidades geradoras, antes operando de maneira isolada, permitiria um melhor aproveitamento do potencial elétrico dos sistemas. Da mesma forma, a interligação dos consumidores permitiria maior confiabilidade no fornecimento de energia elétrica. Tais vantagens motivaram a interligação do sistema elétrico de potência. O que os visionários não poderiam imaginar era que a interconexão dos sistemas também traria novos problemas atrelados às oscilações de baixa frequência dos sistemas elétricos. Tais oscilações, em especial as relacionadas com os modos interárea, foram responsáveis por grandes blecautes ocorridos nos anos 1950 nos Estados Unidos e Canadá. Tornava-se evidente a necessidade de estudar e analisar tais oscilações, tal como o comportamento do sistema elétrico interligado como um todo quando submetido às contingências de grande e pequeno porte. Com as interligações os sistemas elétricos de potência se tornaram um dos mais complexos sistemas já desenvolvidos pelo homem. Tal... / The arising of electrical energy and its use in the end of 19th century are, for sure, one of the major responsible for the technology improvements conquered since then. The available of electrical energy for population also improved people's welfare and the production process efficiency. In the early days, electrical systems were composed by generator units connected close to consumers. This proximity was a straight consequence of DC (direct current) transmission, which one did not allow the transmission of power over large distances due to physical and economic constraints. With the development and use of AC (alternate current) machines and transformers, the electrical systems became composed of generator units far even more from consumer’s centers, being connected to them by high voltage transmission lines. By the 1950’s, it was noted that the interconnection of generators units, which was operating isolated from each other, would allow a better use of electric power system. From the same way, the interconnection of consumers allow more reliability in the electrical energy supply. Those advantages led to the interconnection of Electric Power Systems. What the visionaries could not imagine was that the interconnection would also bring to surface some new problems linked to the system´s low frequency oscillations. Those oscillations, in special those related to the interarea mode, were responsible for big blackouts occurred in the 1950´s in the USA and Canada. It was evident the necessity of study and analysis of those oscillations, also as the interconnected Power System behavior when under big and small contingencies. With the system´s interconnection, Power Systems became one of the most complex systems already built by the man. Such complexity is extended for its analysis and study. Due to this, it was necessary create models to simplify the analysis without a loss in the results reliability. As regards to the study of small ...

Orientador: Percival Bueno de Araujo / Banca: Laurence Duarte Colvara / Banca: Dilson Amancio Alves / Banca: Francisco Damasceno Freitas / Banca: George Lauro Ribeiro de Brito / Resumo: Este trabalho trata da análise da estabilidade a pequenas perturbações de sistemas elétricos de potência multimáquinas considerando a atuação de Estabilizadores de Sistemas de Potência (ESPs) e de controladores do tipo Power Oscillation Damping acoplados a dispositivos FACTS UPFC (conjunto UPFC/POD). Um de seus objetivos é analisar como o posicionamento dos zeros da função de transferência em malha aberta (FTMA) do sistema elétrico de potência influencia na localização e na capacidade dos controladores em introduzir amortecimento às oscilações de baixa frequência. De maneira usual, uma análise de sensibilidade, através do método dos resíduos fornece a localização para instalação do conjunto UPFC/POD e/ou ESP. Entretanto, será mostrado neste trabalho que a quantidade de amortecimento fornecido ao modo eletromecânico de interesse utilizando os controladores suplementares de amortecimento é limitada pelo zero da FTMA do controlador. Desta forma, o ESP ou o conjunto UPFC/POD instalado na melhor localização obtida através do método dos resíduos pode não fornecer o coeficiente de amortecimento desejado ao polo de interesse. Outro objetivo é o ajuste dos parâmetros destes controladores e são utilizadas duas técnicas, sendo uma baseada na compensação de fase e chamada de método dos resíduos. Também é proposta outra forma de ajuste, fundamentada em algoritmos genéticos. Para a execução desses estudos o Modelo de Sensibilidade de Potência é utilizado para a representação do sistema elétrico de potência. Resultados são apresentados para dois sistemas teste: sistema simétrico com 4 geradores, 10 barras e 9 linhas de transmissão e o sistema New England com 10 geradores, 39 barras e 46 linhas de transmissão / Abstract: This work deals with the small-signal stability analysis of multimachine power systems considering the Power System Stabilizers (PSS) and Power Oscillation Damping (POD) performance. POD is coupled to the FACTS (Flexible Alternating Current Transmission Systems) UPFC (Unified Power Flow Controller). An analysis of the open-loop transfer function (OLTF) zeros of the electric power systems is carried out aiming to verify the influence of the OLTF zeros placement on the controllers location and ability to introduce damping to low frequency oscillations. In the usual way, a sensitivity analysis, using the residue method, provides the UPFC/POD and/or PSS location. However, will be shown in this work that the damping provided to interest eigenvalue using a supplementary damping controller is limited by the OLTF zeros placement. Thus, the PSS or the UPFC/POD installed in the best location obtained by the residue method cannot provide the desired damping coefficient to the interest pole. Another objective of this work is to evalmate the performance of the controller parameters tuning. Two techniques are used with this objetive. One of then is based on phase compensation and called the residue method. The second one is based on genetic algorithm method. For the execution of these studies the Power Sensitivity Model (PSM) is used to represent the electric power system. Results are presented for two test systems: a test system with 4 generators, 10 buses and 9 transmission lines and the New England System that has 10 generators, 39 buses and 46 transmission lines / Doutor

Resumo: Este trabalho apresenta um novo conversor PWM CC-CC buck não isolado. O conversor é gerado a partir de uma célula de comutação de três estados, composta basicamente por dois interruptores ativos, dois passivos e dois indutores acoplados. Neste conversor apenas metade da potência da carga é processada pelos interruptores ativos, reduzindo assim a corrente de pico sobre estes à metade do valor da corrente de pico de saída, tornando-o importante para aplicações em potências mais elevadas. O volume dos elementos reativos (indutores e capacitores) é reduzido, pois, pela característica do conversor, a freqüência da ondulação da corrente e da tensão de saída é o dobro da freqüência de operação dos interruptores. Para uma menor freqüência de operação, diminuem-se as perdas na comutação. Devido à topologia do conversor, as perdas totais são distribuídas entre todos semicondutores, facilitando a dissipação de calor. Outra vantagem é possuir uma menor faixa de operação na região de descontinuidade em comparação com o conversor buck clássico, ou seja, a faixa de operação no modo de condução contínua é ampliada. É detalhada a abordagem através de análises qualitativa e quantitativa do emprego da célula de comutação de três estados no conversor buck, operando em toda faixa de variação da razão cíclica (0 .D .1). Além de toda a análise matemática e desenvolvimento através de simulação digital, um protótipo de 1kW foi implementado e testado em laboratório. Os principais resultados experimentais estão apresentados e discutidos neste trabalho. / Abstract: This work presents a new PWM DC-to-DC non-isolated buck converter. The converter is generated using the three-state switching cell, comprised of two active switches, two diodes and two coupled inductors. In this converter only part of the load energy is processed by the active switches, reducing the peak current in these switches to half of the value to the peak of the load current. This feature permits to operate this topology in larger power levels. The volume of the power reactive elements (inductors and capacitors) is also decreased since the ripple frequency on the output is twice the switching frequency. For a lower operating frequency, the switching losses are decreased. Due to the topology of the converter, the total losses are distributed among all semiconductors, facilitating the dissipation of heat. Another advantage of this converter is the smaller region to operate in discontinuous conduction mode when compared to conventional buck converter or, in other words, the operation range in continuous conduction mode is enlarged. The theoretical approach is detailed through qualitative and quantitative analyses of the employment of the three states switching cell in the buck converter, operating in the entire every variation range of the duty cycle (0 < D < 1). Besides the mathematical analysis and development through digital simulation, a prototype of 1kW was implemented and tested at laboratory. The main experimental results are introduced and discussed in this work. / Orientador: Falcondes José Mendes de Seixas / Coorientador: Grover Victor Torrico Bascopé / Banca: Dionízio Paschoareli Junior / Banca: João Onofre Pereira Pinto / Mestre

Orientador: Laurence Duarte Colvara / Banca: Dionízio Paschoareli Jr. / Banca: Jean Marcos de Souza Ribeiro / Banca: Igor Kopcak / Banca: Walmir de Freitas Filho / Resumo: Propõe-se neste trabalho o desenvolvimento de um método analítico para o estudo da estabilidade dos geradores de indução duplamente alimentados (DFIG - Doubly Fed Induction Generator) com base no monitoramento da tensão interna E', uma vez que a degradação da mesma resulta na perda da capacidade de transmissão de potência. Deste modo, faz-se a análise do desempenho transitório da máquina pela observação da grandeza em que efetivamente reside a causa da instabilidade. Uma vez detectada a possível causa da instabilidade do gerador, um controle é proposto sobre a grandeza em que se desenvolve a instabilidade do gerador. A filosofia de controle desenvolvida baseia-se no controle da magnitude da tensão interna, contribuindo decisiva e positivamente para o aumento da capacidade de transmissão e, consequentemente, das forças restaurativas de equilíbrio do DFIG, resultando em melhoria da estabilidade do sistema. A validação da aplicação do controle via metodologia da tensão E' é realizada por meio de simulações computacionais em diversas contingências e com a ação conjunta do circuito crowbar. Evidencia-se que este método pode ser empregado para avaliação da criticidade do sistema em tempo real / Abstract: This thesis proposes the development of an analytical method for stability analysis of the Doubly Fed Induction Generator (DFIG) based on the monitoring of the internal voltage E', since its degradation implies in decreasing of power transmission capacity and as consequence the reduction of transient performance. Thus, the analysis of the transient performance of the machine is performed by observing the quantity which is the effective cause of instability. Once detected the possible cause of the instability of the generator, is proposed a control of the quantity which originates the generator instability. The control philosophy is based on internal voltage magnitude control, contributing decisive and positively to the increase of transmission capacity and the DFIG equilibrium restorative forces, resulting improved stability of the system. The validation of the application of control methodology via voltage E' is proven through computational simulations in diverse contingencies, with and without action of crowbar circuit control. It is evident that this method can be used to evaluate the criticality of the system in real time / Doutor

Orientador: Júlio Borges de Souza / Banca: Luis Carlos Origa de Oliveira / Banca: Giuliano Pierre Estevam / Resumo: A transmissão de energia elétrica em corrente contínua em alta tensão é uma tecnologia utilizada para atender os requisitos cada vez mais rigorosos para a transmissão de energia elétrica, como por exemplo: adoção de fontes de energia localizadas em regiões remotas, a expansão das cargas industriais e urbanas, transmissão de energia elétrica por canais marítimos, etc. Esta tecnologia tem-se demonstrado comprovadamente eficaz e altamente confiável com a capacidade de modular a potência transmitida de forma rápida e precisa, apresentando características vantajosas do ponto de vista técnico e econômico. Porém, este tipo de tecnologia possui a desvantagem operacional de gerar conteúdo harmônico no sistema devido ao comportamento não linear dos conversores de potência utilizados para a conversão de corrente alternada em corrente contínua. Neste contexto, com o intuito de aplicar a metodologia de cálculo do conteúdo harmônico para o conversor de seis pulsos, o objetivo central do trabalho consiste no desenvolvimento de um simulador computacional para a determinação das harmônicas de correntes geradas pelas estruturas chaveadas dos conversores estáticos trifásicos, considerando condições não ideais de operação. O principal diferencial deste aplicativo computacional é proporcionar um ambiente visual interativo e intuitivo para a realização das simulações, apresentando de uma forma clara o objetiva os resultados dos parâmetros calculados pelo aplicativo e o resultado de cálculo do conteúdo harmônico de corrente gerado pelos conversores de potência. / Abstract: The power transmission in high voltage in direct current is a technology used to meet the increasingly stringent requirements for the transmission of electricity, such as: Adoption of energy sources located in remote areas, the expansion of industrial loads and urban, electrical transmission channels, marine, etc. This technology has demonstrated proven effective and highly reliable with the ability to model the power transmitted quickly and accurately, with advantageous features in terms of technical and economic. However, this type of technology has the disadvantage of generating harmonic content operating in the system due to nonlinear behavior of power converters used to convert alternating current into direct current. In this context, in order to apply the methodology of calculation of harmonic content for the six-pulse converter, the central objective of the work is to develop a software to determine the harmonic currents generated by switching structures of three-phase static converters, considering non-ideal operation. The main distinguishing feature of this application is to provide a computational interactive and intuitive visual environment to perform the simulations, showing a clear objective results of the parameters calculated by the application and the result of calculating the current harmonic content generated by power converters. / Mestre