Este trabalho analisa a viabilidade técnica, econômica e financeira para substituir a eletrotermia resistiva pela queima direta de gases combustíveis, sendo eles o gás natural (GN) e o gás liquefeito de petróleo (GLP). Para atingir este objetivo, faz-se um levantamento da presença da eletrotermia nos processos produtivos de algumas indústrias localizadas na grande São Paulo; propõe uma metodologia para a escolha das indústrias com maior concentração na região geográfica estudada com o uso do CEP, código CNAE, histórico do setor e número de funcionários; desenvolve uma metodologia para avaliar o impacto da substituição da eletrotermia na qualidade da energia elétrica resultante da mudança, com o foco no fator de potência e harmônicas; elabora um procedimento para se fazer o levantamento de campo, com a identificação da matriz de usos finais da energia, as características dos processos que utilizam a eletrotermia, analisando as limitações desta substituição, os diferentes custos operacionais de acordo com as tarifas da concessionária e formas de contratação da energia. Este trabalho identifica as políticas e programas governamentais existentes para a eficiência energética e faz análise crítica das mesmas, como também sugere alterações para facilitar a mudança do energético utilizado (cerne da substituição da eletrotermia), buscando aumentar a sinergia entre estes programas e as políticas, com o intuito de apresentar a substituição da eletrotermia como um grande potencial para a redução do consumo de energia elétrica no Brasil e no uso mais racional dos gases combustíveis. / This work analyzes the technical, economical and financial viability to substitute the resistive electrotherm for the direct combustion of fuel gases, such as natural gas (NG) and liquefied gas of petroleum (LGP). In order to do so, a study of the electrotherm presence in the productive process of some industries located in The Great São Paulo has been done; a methodology to choose industries concentrated mainly in the above mentioned geographic region by Zip Code, ISIC Code, historic of the sector and number of employees was proposed; a methodology was developed to evaluate the impact of the electrotherm substitution on the quality of the remaining electric energy, after the change, focusing on power factor and harmonics; a procedure for the field study was also proposed, identifying the final uses of the energy, the characteristics of the processes which use electrotherm, analyzing the limitations of these substitutions, the different operational costs according to the local concessionaries and how the energy has been contracted. This work identifies the existing policies and governmental programs for energetic efficiency and makes a critical analysis of them, as well as suggesting alternatives to the current energy model (core of electrotherm substitution), seeking to improve the synergy between policies and programs, in an attempt to show the electrotherm substitution as a huge potential to reduce the electric energy consumption in Brazil and a more rational use of fuel gases.

A qualidade da energia elétrica tem sido objeto constante de estudos, pois problemas inerentes a ela podem trazer grandes prejuízos econômicos, principalmente em processos industriais. Dentre os vários fatores que afetam a qualidade da energia elétrica, destacamos aqueles relacionados com os transitórios, originados pelo chaveamento de banco de capacitares nas redes elétricas de distribuição primária. Neste trabalho, além das características dos transitórios provenientes da energização de bancos de capacitares da concessionária, são analisados fatores que influenciam em suas intensidades. As condições sob as quais estes transitórios são atenuados foram investigadas. Além disto, é feita uma análise espectral das ondas de corrente e tensão, permitindo que sejam revelados os componentes harmônicos que podem afetar o funcionamento de equipamentos de controle, proteção e cargas sensíveis da indústria. Um circuito que representa um sistema real de distribuição, 13,8 kV, da concessionária CPFL (Cia Paulista de Força e Luz) foi simulado através do ATP (Alternative Transients Program). / The quality of electric power has been a constant topic of study, because inherent problems to it can bring great economic losses, mainly in industrial processes. Among the several factors that atfect power quality, those related to the transients originated by capacitar bank switching in the primary distribution systems must be highlighted. In this work, the characteristics of the transients resulting from the switching of the utility capacitor banks are analyzed, as well as factors that influence their intensities. The conditions under which these effects are mitigated was investigated. In addition, a spectral analysis of the current and voltage waves is made. This procedure can reveal the harmonic components that can affect the operation of control and protection equipment, as well as sensitive Ioads of the industry. A circuit that represents a real distribution system, 13.8 kV, from CPFL (Cia Paulista de Força e Luz) utility, was simulated through the software ATP (Alternative Transients Program).

Harmônicos e desequilíbrios podem causar uma série de problemas a equipamentos conectados a rede elétrica. Este trabalho propõe um método de extração em tempo real das componentes de seqüência positiva, negativa e/ou harmônicos que não requer transformações de coordenadas ou filtragem de sinais. O método proposto é verificado via simulação numérica e implementado experimentalmente em um DSP. Como exemplos de aplicação apresentam-se: a simulação de um Filtro Ativo de Potência utilizando-se um conversor do tipo fonte de tensão operando em PWM e um Relé de Seqüência Negativa. / Harmonics and unbalances cause several problems to equipments connected to AC mains. This work proposes a real time method to obtain the positive and negative sequence components and/or harmonics that requires no coordinate transformation neither signal filtering. Numerical simulation and experimental results are shown to validate the proposed method. As examples of application an Active Power Filter using a voltage source converter operating with PWM and an Negative Sequence Power Relay are presented.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:39:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6905_1.pdf: 3885661 bytes, checksum: fcd58f562637e148348d35d8394e2d26 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / O presente trabalho apresenta uma nova topologia para sistemas de geração fotovoltaicos conectados à rede elétrica. Essa nova topologia agrega funcionalidades adicionais aos sistemas fotovoltaicos buscando melhorar a qualidade da energia no ponto de instalação do sistema. São apresentados aspectos gerais sobre a geração fotovoltaica e dois dos principais métodos de rastreamento do ponto de máxima potência (Perturba e Observa e Condutância Incremental ) são estudados. Uma metodologia para definição dos parâmetros do método Condutância Incremental é definida. Duas teorias para determinação dos sinais de compensação de corrente e tensão são discutidas: a teoria de potência instantânea e a teoria baseada em um sistema de eixos dq ortogonais girando a velocidade síncrona. O modelo matemático completo do sistema é feito em referencial dq para elaboração das estratégias de controle. Resultados de simulação e experimentais do sistema são apresentados e discutidos

Harmônicos e desequilíbrios podem causar uma série de problemas a equipamentos conectados a rede elétrica. Este trabalho propõe um método de extração em tempo real das componentes de seqüência positiva, negativa e/ou harmônicos que não requer transformações de coordenadas ou filtragem de sinais. O método proposto é verificado via simulação numérica e implementado experimentalmente em um DSP. Como exemplos de aplicação apresentam-se: a simulação de um Filtro Ativo de Potência utilizando-se um conversor do tipo fonte de tensão operando em PWM e um Relé de Seqüência Negativa. / Harmonics and unbalances cause several problems to equipments connected to AC mains. This work proposes a real time method to obtain the positive and negative sequence components and/or harmonics that requires no coordinate transformation neither signal filtering. Numerical simulation and experimental results are shown to validate the proposed method. As examples of application an Active Power Filter using a voltage source converter operating with PWM and an Negative Sequence Power Relay are presented.

A Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) deverá estabelecer a regulamentação para distúrbios de qualidade de energia em um futuro próximo. Há ainda questões em aberto sobre os procedimentos de medição e limites máximos para os indicadores de qualidade de energia. Este trabalho aborda uma dessas questões, que é a conexão de transdutores e os impactos nos índices de qualidade de energia associados. Simulações em ATPDraw e campanhas de medição foram realizadas de modo a identificar o comportamento dos indicadores de distorção harmónica sob as duas configurações possíveis de conexão de transdutores: dois equipamentos com ligação entre fases ou três com ligação fase-neutro. Os resultados das simulações e os valores medidos mostram grandes discrepâncias entre ambas as configurações, e as diferenças tornam-se ainda mais significativas com o incremento do desequilíbrio do sistema elétrico. As causas subjacentes deste fenômeno são investigadas e discutidas / The Brazilian electricity regulatory agency (ANEEL) is expected to establish a legal framework for quality disturbances in the near future. There are still some open questions regarding metering procedures and maximum limits for Power Quality indicators. This work addresses one of such issues, namely the connection of the associated transducers and its impact on PQ indexes. Simulations in ATPDraw and on-field measurement campaigns were carried out so as to identify the behavior of harmonic distortion indicators under the two possible transducer configurations: two phase-to-phase or three phase-to-neutral transducers. Simulation results and measured values show large discrepancies between both configurations, and the differences become more significant as the electrical systems unbalance increases. The underlying causes of this phenomenon are investigated and discussed.

Este trabalho apresenta uma metodologia para estimação do conteúdo harmônico de corrente em transformadores de distribuição, utilizando como base de entrada os consumos registrados das diversas unidades consumidoras conectadas aos alimentadores de baixa tensão e campanha de medições de injeções harmônicas em amostra de transformadores de distribuição de uma empresa de distribuição de energia elétrica. A metodologia de análise proposta neste trabalho tem por objetivo, a partir de informações de percentagem de contribuição das diversas classes de consumo supridas por um transformador de distribuição, estimar a curva de carga de corrente harmônica ao longo de 7 dias da semana, incluindo dias úteis e final de semana. A aplicação e validação da metodologia é realizada por meio de medições em novos transformadores de distribuição selecionados aleatoriamente, para depois confrontar os valores estimados com os valores medidos. A metodologia se mostrou adequada para a aplicação a redes de distribuição de energia elétrica, apontando caminhos interessantes para desenvolvimentos futuros. / This MSc dissertation presents a methodology to estimate the harmonic content of currents in distribution transformers, using as input the amounts of consumption recorded over several consumer units connected to low voltage feeders as well as a measurement campaign of harmonic injections in a sample of distribution transformers in a power distribution company. The methodology proposed in this work aims at estimating the daily curve of load harmonic currents over a 7 day period, including weekdays and weekends, which is based on information from the contribution in power consumption from different consumer categories supplied by a distribution transformer. The methodology is applied and validated by comparing the estimated and measured values over a random selection of news distribution transformers. The methodology led to promising results showing that the application in electric power distribution networks should be successful and further developments are worthwhile being investigated.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-01-04T13:44:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DesenvolviementoSimuladorRedes.pdf: 3993762 bytes, checksum: d833db03c025ab4cf9cb2cc2e7498a7e (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-01-10T17:41:03Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DesenvolviementoSimuladorRedes.pdf: 3993762 bytes, checksum: d833db03c025ab4cf9cb2cc2e7498a7e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-10T17:41:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DesenvolviementoSimuladorRedes.pdf: 3993762 bytes, checksum: d833db03c025ab4cf9cb2cc2e7498a7e (MD5) Previous issue date: 2016-08-23 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O setor elétrico brasileiro tem enfrentado grandes mudanças devido a modernização dos equipamentos elétricos, principalmente quando se refere aos consumidores residenciais. Isso tem proporcionado um aumento considerável do nível de distorção de harmônicos nas redes elétricas de distribuição, o que pode ser justificado pelo uso acentuado de equipamentos baseados na eletrônica de potência, na tentativa de torná-los cada vez mais eficientes e compactos. Portanto, torna-se necessário a realização de diagnóstico quanto aos níveis de distorções harmônicas em sistemas elétricos. O monitoramento por analisadores de energia é a melhor forma de obter os dados do sistema elétrico, entretanto a simulação computacional é uma eficiente ferramenta capaz de reproduzir os distúrbios e o comportamento da rede elétrica para diferentes modos de operação. Logo, este trabalho tem como objetivo apresentar um ambiente computacional que auxilie nos estudos de propagação de harmônicos nos sistemas elétricos. Para isso, utilizou-se o software ATP (Alternative Transient Program) para a modelagem do sistema elétrico, o comportamento harmônico de uma carga não linear é representado por valores eficazes de medidas de correntes harmônicas em função do tempo. As medidas foram obtidas por meio de analisares de qualidade da energia conectados em uma rede de distribuição da região norte do Brasil. Logo, para esse conjunto de medidas, foi realizado um conjunto de simulações, disponibilizando ao usuário valores de tensões harmônicas para todos os barramentos do sistema elétrico. Portanto, com o simulador de redes elétricas será possível realizar estudos de propagação de harmônicos em diversos sistemas elétricos, podendo auxiliar como uma ferramenta de planejamento estratégico quanto ao uso de medidas mitigadoras ou mesmo para o controle estratégico das distorções harmônicas, a partir das avaliações dos principais momentos críticos de distorções harmônicas em todos os pontos da rede elétrica. Para demonstrar a utilização, o sistema industrial de 13 barras foi utilizado como um sistema teste para as análises nesta dissertação. / The electricity sector in Brazil has faced many changes due to the modernization of electrical equipment, especially when it refers to residential consumers. This has provided a considerable increase in the level of harmonic distortion in the electric distribution networks, which can be explained by the large use of devices based on power electronics in an attempt to make them more efficient and compact. Therefore, it becomes necessary execute analysis of the levels of harmonic distortion in the power systems. Monitoring by power quality analyzer is the best way to collect data of the electrical system; however, the computer simulation is an efficient tool capable of reproducing the disturbances and behavior of the electric networks for different operating modes. Thus, this paper aims to present a computational environment that helps the harmonic propagation studies in electrical systems. For this, it was used the software ATP (Alternative Transient Program) for modeling the electrical system, the harmonic behavior of a nonlinear load is represented by effective values of harmonic currents in function of time. The measurements were obtained through power quality analysis of a distribution network in the North Region of Brazil. Thus, for this set of measures, a set of simulations was performed, providing for the users the values of harmonic voltages for all buses of the electrical system. Therefore, with the simulator of electrical networks it is possible perform harmonic propagation studies in several electrical systems, and it can work as a strategic planning tool for the use of mitigating measures or for the strategic control of harmonic distortion, from evaluations of most critical moments of harmonic distortion at all points of the network. To demonstrate its use, the industrial system of 13 bar was used as a test system for analysis in this dissertation.

O presente trabalho apresenta uma comparação de duas técnicas para a análise tempo - frequência em análise de qualidade de energia elétrica para sinais de tensão que contenham distúrbios individuais ou simultâneos. Dessa forma, o objetivo, desta dissertação, é encontrar uma ferramenta que forneça as características e parâmetros para a localização, identificação e classificação de tais distúrbios. O estudo consiste na análise do desempenho da Transformada Wavelet Discreta e da Transformada-S, principalmente, quando os sinais são analisados na presença de múltiplos distúrbios. Ambas as transformadas fornecem informação importante nos domínios do tempo e da frequência. No entanto, essas ferramentas não tem sido amplamente exploradas para análise de múltiplos distúrbios. Neste contexto, ambas as transformadas são testadas para conhecer seus desempenhos e suas capacidades de identificação e localização de eventos de qualidade de energia elétrica. Para finalizar, é projetado um sistema classificador baseado em arvore de decisão capaz de reconhecer quinze tipos de distúrbios diferentes. / This work presents a comparison of two methods for time-frequency analysis applied in Power Quality signals containing single or multiple disturbances. In this way, the aim of this work is to apply tools that supply the parameters and characteristics to identify, locate and classify Power Quality disturbances. For that, the proposed method analyzes the performance of the Wavelet and S transforms, mainly when the signals are with more than one disturbance type. Both mathematical tools supply important information on the time and frequency domain. However, these tools have not been thoroughly used to analyze multiple events locate Power Quality events. In this contest, both transforms are tested in order to assess their performance to identify and locate electrical power quality events. According to a decision tree classifier, fifteen types of single and combined power disturbances are well recognized.

O presente trabalho apresenta uma comparação de duas técnicas para a análise tempo - frequência em análise de qualidade de energia elétrica para sinais de tensão que contenham distúrbios individuais ou simultâneos. Dessa forma, o objetivo, desta dissertação, é encontrar uma ferramenta que forneça as características e parâmetros para a localização, identificação e classificação de tais distúrbios. O estudo consiste na análise do desempenho da Transformada Wavelet Discreta e da Transformada-S, principalmente, quando os sinais são analisados na presença de múltiplos distúrbios. Ambas as transformadas fornecem informação importante nos domínios do tempo e da frequência. No entanto, essas ferramentas não tem sido amplamente exploradas para análise de múltiplos distúrbios. Neste contexto, ambas as transformadas são testadas para conhecer seus desempenhos e suas capacidades de identificação e localização de eventos de qualidade de energia elétrica. Para finalizar, é projetado um sistema classificador baseado em arvore de decisão capaz de reconhecer quinze tipos de distúrbios diferentes. / This work presents a comparison of two methods for time-frequency analysis applied in Power Quality signals containing single or multiple disturbances. In this way, the aim of this work is to apply tools that supply the parameters and characteristics to identify, locate and classify Power Quality disturbances. For that, the proposed method analyzes the performance of the Wavelet and S transforms, mainly when the signals are with more than one disturbance type. Both mathematical tools supply important information on the time and frequency domain. However, these tools have not been thoroughly used to analyze multiple events locate Power Quality events. In this contest, both transforms are tested in order to assess their performance to identify and locate electrical power quality events. According to a decision tree classifier, fifteen types of single and combined power disturbances are well recognized.