Made available in DSpace on 2015-05-14T12:09:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 4820663 bytes, checksum: cc588b07b38e446793574dcf4b7b7b0c (MD5) Previous issue date: 2014-06-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The present study aims dissertative modeling and calibration of a real distribution system water, with emphasis on the identification of water losses. The case study was the supply system of Juatama community in Quixadá, located in the central region of the state of Ceará. The distribution network under study was recently installed and is operating with stability, which enabled the development of a model that successfully describes the real system. The calibration process was carried out through LenhsCalibra application, which uses an optimization algorithm based on the technique of genetic algorithms. The program allowed multivariate calibration, including how to search the demand variables and the roughness of pipes, whose values were adjusted using simulations from the actual flow levels and pressures. The calibrated model system showed satisfactory results, and identify the record of discharges used for cleaning of the network and network points higher than those with demands effectively, are consumed by customers. / O presente estudo dissertativo tem por objetivo a modelagem e calibração de um sistema de distribuição de água real, com ênfase na identificação das perdas de água. O estudo de caso foi o sistema de abastecimento da comunidade de Juatama, em Quixadá, localizada na região central do Estado do Ceará. A rede de distribuição em estudo foi instalada recentemente e vem operando com estabilidade, o que possibilitou o desenvolvimento de um modelo que descreve satisfatoriamente o sistema real. O processo de calibração foi realizado por meio do aplicativo LenhsCalibra, que utiliza um algoritmo de otimização baseado na técnica de algoritmos genéticos. O programa possibilitou a calibração multivariada, incluindo como variáveis de busca a demanda e a rugosidade das tubulações, cujos valores foram ajustados através de simulações a partir dos níveis de vazão e pressões reais. O modelo calibrado do sistema apresentou resultados satisfatórios, além de identificar o registro de descargas utilizadas para limpeza da rede e pontos na rede com demandas superiores às que, efetivamente, são consumidas pelos clientes.

As descargas atmosféricas estão entre as principais causas de distúrbios nos sistemas elétricos, provocando sobretensões e ocasionando uma parcela significativa das interrupções não programadas. Tais distúrbios são cada vez mais percebidos pelos consumidores, ocasionando desde o mau funcionamento até a queima de aparelhos e equipamentos eletro-eletrônicos residenciais, comerciais e industriais. Antigamente eletromecânicos, tais aparelhos são atualmente, em grande parte, produzidos com componentes semicondutores, o que os torna mais sensíveis a interferências. As descargas atmosféricas também apresentam um agravante de, salvo raras exceções, não serem registradas nos bancos de dados das concessionárias, ao contrário das operações de manobra, faltas e variações de carga na rede de distribuição. Essa situação contribui para os conflitos cada vez mais freqüentes entre consumidores e empresas de energia a respeito dos pedidos de indenização por danos em aparelhos elétricos (PID). Dada a relevância do tema, muitos estudos têm sido realizados ao longo dos últimos anos, sem entretanto esclarecer todos os aspectos necessários para a minimização desses problemas. Neste trabalho são avaliadas as amplitudes e formas de onda das sobretensões transferidas à rede de baixa tensão via transformador quando da ocorrência de surtos no primário. Esses surtos podem ser oriundos de descargas diretas na rede primária ou decorrentes de descargas em suas proximidades. O estudo visa a obtenção de informações tendo em vista a melhoria do desempenho das redes de distribuição e conseqüentemente a minimização dos danos causados aos consumidores. Nas simulações, realizadas através do programa ATP (“Alternative Transients Program”), são consideradas linhas com configurações típicas, bem como modelos de comprovada validade para representação dos isoladores de média e de baixa tensão e do transformador de distribuição. O trabalho analisa a influência, nas sobretensões, de diversos parâmetros, como por exemplo amplitude e forma de onda da corrente da descarga, ponto da incidência da descarga, resistência de terra e presença de dispositivos de proteção contra surtos. Os resultados apresentados constituem-se em importantes subsídios para a definição de critérios de instalação de dispositivos de proteção contra surtos em redes de baixa tensão. / Lightning discharges are among the main causes of disturbances in electrical systems, causing overvoltages and leading to a significant portion of unscheduled interruptions. Such disturbances are increasingly noticed by consumers, causing from malfunction to the burnt-out of electrical-electronic devices and equipment in homes, businesses and industries. Formerly electromechanical, such devices currently are, in their majority, produced with semiconductors, what makes them more sensitive to interferences. Lightning discharges also present the aggravation of not being recorded in power suppliers’ databases, but for seldom exceptions, as opposed to switching operations, failures and charge variations in the distribution network. This situation contributes for the increasingly frequent conflicts among consumers and power companies regarding indemnity claims due to damages to electrical devices. Given the subject’s significance, many studies have been conducted along the past years, not explaining, however, all the aspects required to minimize those problems. On this work, the amplitudes and waveforms of overvoltages on medium and low voltage lines are evaluated upon the incidence of direct discharges on the primary. The voltages transferred to the low voltage side are also evaluated in case of strikes in the vicinity of the line. The study intends to obtain information in order to achieve a performance improvement of distribution networks and, as a consequence, the reduction of damages to consumers to a minimum. In the simulations conducted through ATP (“Alternative Transients Program”), lines with typical configurations are considered and models of proven validity are used to represent the low and medium voltage insulators and the distribution transformer. The work analyses the effect of several parameters on the overvoltages, such as amplitude and waveform of the stroke current, lightning strike point, grounding resistance and existence of surge protective devices. The results presented constitute an important foundation to define the installation criteria of surge protective devices on low voltage networks.

Esta pesquisa diz respeito à proposta de usar a avaliação e gestão de risco como instrumento para controle da qualidade da água para consumo humano e operação de redes de distribuição. Em 2004 a Organização Mundial da Saúde - OMS - apresentou uma proposta abrangente para controle da qualidade da água denominada PSA, na qual foi indicado um processo sistemático para identificação de perigos e procedimentos de gestão e controle de riscos. Segundo a OMS, o maior benefício em se desenvolver planos desta natureza é a sistematização, avaliação detalhada e a priorização de perigos - além de monitoramento operacional através de múltiplas barreiras de controle. Este trabalho tem como objetivo examinar a pertinência de utilizar a avaliação de risco na operação de redes de distribuição e no controle da qualidade da água para consumo humano. Para tanto foi estudado como os conceitos de avaliação e de gestão de risco podem ser especificamente aplicados em redes de distribuição de água. Este estudo possibilitou a identificação e caracterização de variáveis relevantes, as quais possibilitaram definir critérios e parâmetros, a partir dos quais foi possível elaborar método para a avaliação de risco microbiológico em redes de distribuição de água, baseado nos estudos de Godfrey et. al. (2002) e Tibatemwa (2003). A avaliação e a validação do instrumento proposto foram feitas por meio de estudo de caso desenvolvido no sistema de abastecimento de água de Itatinga, cidade de pequeno porte situada no interior do Estado de São Paulo. O método proposto propiciou conhecer em detalhes como é feita a gestão da rede de distribuição de água, indicou situações de perigo e, principalmente, permitiu quantificar os referidos riscos. A partir da compreensão dos riscos avaliados, através do modelo foi possível observar o efeito sinérgico de determinadas intervenções, tais como a substituição de tubulações com elevada pontuação de risco. O método proposto mostrou ser eficaz na identificação e caracterização dos riscos microbiológicos que envolvem a operação e o controle da qualidade da água em redes de distribuição. / The basis of this study corresponds to using risk management and evaluation as a tool for the control of the quality of water for human consumption and operation of water distribution networks. The need for developing and implementing a new way to control the quality of water intended for human consumption is identified and debated in this research due to evident limitations of the current \"Final Product Analysis\" in assuring reliability of the water distributed to the population. In 2004, the World Health Organization - WHO presented a comprehensive proposal for water quality control denominated WSP, Water Safety Plan, in which a systematic process for identifying hazards, management procedures, and risk control is indicated. According to WHO, the greatest benefits of developing plans such as this one are systematization, detailed evaluation, and prioritizing hazards, besides the operational monitoring through the multi-barrier control. The objective of this research is to discuss the use of risk evaluation in water distribution networks and in the control of the quality of water for human consumption. The application of risk management and evaluation concepts in water distribution networks was investigated. Therefore, it was possible to identify and characterize relevant variables, which enabled to define criteria and parameters in order to develop a methodology to evaluate the microbiological risk in water distribution networks based on the studies of Godfrey et al. (2004) and Tibatemwa (2003). The assessment and validation of the measures proposed were done through the analysis of a case study conducted in a water supply station in Itatinga, a small town located in the province of São Paulo state. The methodology proposed allowed a thorough investigation of the management of water distribution networks, identified risks, and mainly it made possible to quantify those risks. Having evaluated the risks, the synergistic effect of some operations, such as the substitution of pipes associated with high risk, could be observed using the model. The methodology proved efficient at identifying and characterizing the microbiological risks involved in the operation and control of water quality in water distribution networks.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de algoritmos para a análise automática de eventos de sobrecorrente em sistemas elétricos de potência. Os algoritmos propostos neste trabalho são baseados em registros de tensões e correntes, efetuados por dispositivos eletrônicos inteligentes (oscilógrafos digitais e/ou relés de proteção) instalados nas redes elétricas, e são capazes de avaliar o estado operativo dessas redes com base nessas informações. Os algoritmos integram um sistema automático de análise de eventos de sobrecorrente, que é capaz de estimar o instante de ocorrência do evento, identificar as fases envolvidas e classificar o tipo de falta por meio de fasores calculados a partir dos seus registros. Além disso, este trabalho apresenta uma comparação entre duas técnicas distintas para o cálculo do fasor (a primeira utiliza a Transformada Discreta de Fourier, com janela de um ciclo, e a segunda é baseada em algoritmos genéticos) e três técnicas distintas para a estimação do instante de ocorrência do evento (a primeira utiliza a transformada de Fourier associada a um filtro digital que implementa uma função densidade de probabilidade, a segunda substitui a transformada de Fourier pelos algoritmos genéticos e a terceira é baseada somente na Transformada de Park). Para a avaliação dos algoritmos desenvolvidos, foram elaboradas simulações de duas redes de distribuição no software ATP Alternative Electromagnetic Transients Program, além de dados reais de sistemas de distribuição de concessionárias brasileiras. / This work presents the development of algorithms for the automatic analysis of overcurrent events in electrical power systems. The algorithms proposed in this paper are based on data of voltages and currents recorded by intelligent electronic devices (digital oscillographs and / or protection relays) installed in electrical networks, which can evaluate the operating state of these networks based on this information. The algorithms incorporate an automatic system for overcurrent analysis, which is able to estimate the time of occurrence of the event, identify the steps involved and classify the fault type using the phasors of voltages and currents calculated from their records. Furthermore, this work presents a comparison between two distinct techniques for phasor calculation (the first one uses the Discrete Fourier Transform, with a cycle window, and the second one is based on genetic algorithms) and three distinct techniques to estimate the time of the occurrence of the event (the first is based on Fourier Transform and a digital filter that implements a probability density function, the second one replaces Fourier transform by Genetic Algorithm and the third one is based on Park transform). For the evaluation of the developed algorithms, cases from two distribution network model have been generated in the ATP software - Alternative Electromagnetic Transients Program, additionally, actual data from distribution Brazilian utilities systems were also analyzed by the developed algorithm.

Este trabalho apresenta uma metodologia de alocação de dispositivos de proteção e manobra ao longo de alimentadores primários de um sistema de distribuição de energia elétrica, de forma a otimizar a quantidade de consumidores afetados e da energia média não distribuída, na ocorrência de desligamentos provocados por uma falha. Na alocação dos dispositivos, utiliza-se um algoritmo matemático que considera vários parâmetros envolvidos no fenômeno, que explicam o mérito de cada alternativa possível, ponderando as variações de benefício. Além de indicar os locais adequados para instalação dos dispositivos de proteção e manobra, a metodologia proposta permite a elaboração de regras para auxiliar a priorização de ações de manutenção e para otimizar os investimentos em alimentadores. Outro resultado da pesquisa é a relocação de dispositivos de proteção e manobra existentes em alimentadores, considerando o seu reposicionamento para melhorar o desempenho em face de faltas que provocam interrupções e portanto diminuindo os indicadores FEC frequência média de interrupção de fornecimento e a END pela energia média não distribuída.Com o objetivo de comprovar a eficácia da metodologia proposta, desenvolveu-se uma ferramenta para sua operacionalização e posterior aplicação com sucesso, em um Estudo de Caso real de uma Concessionária brasileira. / This paper presents a methodology for allocation of protection and switching devices along primary feeders of a system for electricity distribution in order to optimize both the number of affected consumers and the average amount of energy that is not supplied, in case of interruptions caused by a failure. For the allocation of the devices it is used a mathematical algorithm that considers various parameters involved in the phenomenon, explaining the relevance of each possible alternative and pondering benefit variations. Besides indicating the adequate places to install the protection and switching devices, the proposed methodology allows elaborating roles that help taking prior actions to maintain and optimize the investments in feeders. Other aspect of the research is the relocation of protection and switching devices that exist in the feeders, considering their replacing in order to enhance the performance in the occurrence of failures that cause interruptions and so, reducing the FEC indicators supplying interruption medium frequency and the END (Energy not supplied). Aiming to prove the effectiveness of the proposed methodology, it was developed a tool for its operation and subsequent successful application in a study case, that represents a real situation of a Brazilian electrical power retailer company.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de algoritmos para a análise automática de eventos de sobrecorrente em sistemas elétricos de potência. Os algoritmos propostos neste trabalho são baseados em registros de tensões e correntes, efetuados por dispositivos eletrônicos inteligentes (oscilógrafos digitais e/ou relés de proteção) instalados nas redes elétricas, e são capazes de avaliar o estado operativo dessas redes com base nessas informações. Os algoritmos integram um sistema automático de análise de eventos de sobrecorrente, que é capaz de estimar o instante de ocorrência do evento, identificar as fases envolvidas e classificar o tipo de falta por meio de fasores calculados a partir dos seus registros. Além disso, este trabalho apresenta uma comparação entre duas técnicas distintas para o cálculo do fasor (a primeira utiliza a Transformada Discreta de Fourier, com janela de um ciclo, e a segunda é baseada em algoritmos genéticos) e três técnicas distintas para a estimação do instante de ocorrência do evento (a primeira utiliza a transformada de Fourier associada a um filtro digital que implementa uma função densidade de probabilidade, a segunda substitui a transformada de Fourier pelos algoritmos genéticos e a terceira é baseada somente na Transformada de Park). Para a avaliação dos algoritmos desenvolvidos, foram elaboradas simulações de duas redes de distribuição no software ATP Alternative Electromagnetic Transients Program, além de dados reais de sistemas de distribuição de concessionárias brasileiras. / This work presents the development of algorithms for the automatic analysis of overcurrent events in electrical power systems. The algorithms proposed in this paper are based on data of voltages and currents recorded by intelligent electronic devices (digital oscillographs and / or protection relays) installed in electrical networks, which can evaluate the operating state of these networks based on this information. The algorithms incorporate an automatic system for overcurrent analysis, which is able to estimate the time of occurrence of the event, identify the steps involved and classify the fault type using the phasors of voltages and currents calculated from their records. Furthermore, this work presents a comparison between two distinct techniques for phasor calculation (the first one uses the Discrete Fourier Transform, with a cycle window, and the second one is based on genetic algorithms) and three distinct techniques to estimate the time of the occurrence of the event (the first is based on Fourier Transform and a digital filter that implements a probability density function, the second one replaces Fourier transform by Genetic Algorithm and the third one is based on Park transform). For the evaluation of the developed algorithms, cases from two distribution network model have been generated in the ATP software - Alternative Electromagnetic Transients Program, additionally, actual data from distribution Brazilian utilities systems were also analyzed by the developed algorithm.

Este trabalho apresenta uma metodologia de alocação de dispositivos de proteção e manobra ao longo de alimentadores primários de um sistema de distribuição de energia elétrica, de forma a otimizar a quantidade de consumidores afetados e da energia média não distribuída, na ocorrência de desligamentos provocados por uma falha. Na alocação dos dispositivos, utiliza-se um algoritmo matemático que considera vários parâmetros envolvidos no fenômeno, que explicam o mérito de cada alternativa possível, ponderando as variações de benefício. Além de indicar os locais adequados para instalação dos dispositivos de proteção e manobra, a metodologia proposta permite a elaboração de regras para auxiliar a priorização de ações de manutenção e para otimizar os investimentos em alimentadores. Outro resultado da pesquisa é a relocação de dispositivos de proteção e manobra existentes em alimentadores, considerando o seu reposicionamento para melhorar o desempenho em face de faltas que provocam interrupções e portanto diminuindo os indicadores FEC frequência média de interrupção de fornecimento e a END pela energia média não distribuída.Com o objetivo de comprovar a eficácia da metodologia proposta, desenvolveu-se uma ferramenta para sua operacionalização e posterior aplicação com sucesso, em um Estudo de Caso real de uma Concessionária brasileira. / This paper presents a methodology for allocation of protection and switching devices along primary feeders of a system for electricity distribution in order to optimize both the number of affected consumers and the average amount of energy that is not supplied, in case of interruptions caused by a failure. For the allocation of the devices it is used a mathematical algorithm that considers various parameters involved in the phenomenon, explaining the relevance of each possible alternative and pondering benefit variations. Besides indicating the adequate places to install the protection and switching devices, the proposed methodology allows elaborating roles that help taking prior actions to maintain and optimize the investments in feeders. Other aspect of the research is the relocation of protection and switching devices that exist in the feeders, considering their replacing in order to enhance the performance in the occurrence of failures that cause interruptions and so, reducing the FEC indicators supplying interruption medium frequency and the END (Energy not supplied). Aiming to prove the effectiveness of the proposed methodology, it was developed a tool for its operation and subsequent successful application in a study case, that represents a real situation of a Brazilian electrical power retailer company.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-05-16T18:46:41Z No. of bitstreams: 1 HerculesAraujo.pdf: 4155547 bytes, checksum: a184b99018c0f978ec408861bdd090df (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-16T18:46:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HerculesAraujo.pdf: 4155547 bytes, checksum: a184b99018c0f978ec408861bdd090df (MD5) Previous issue date: 2017-03-13 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ) / This work proposes a topology of isolated microgrids with hybrid network (part in DC and part in AC) of electric power distribution. This topology can serve as an alternative model to the conventional AC distribution network model for the electrical service of isolated communities. The topology consists of using a main system of DC power distribution and subsystems with an AC distribution. DC/AC converters are strategically distributed along the DC main network, forming AC subsystems, in order to serve a certain number of consumers with AC loads. Although there are loads that can be fed in DC, this is not a reality for household loads, which are basically AC powered. Thus, the interest of this work is to evaluate the possible advantages of this topology over the conventional microrredes with distribution network in low voltage in AC. In this contexto, the analysis parameters to be studied are: the increasing the extension of the distribution network without the need to use transformers, electric conductors with larger cross sections or distributed generation; the efficiency in the distribution of energy, evaluating the losses, and the reduction of implantation and operation costs. In order to compare the microgrid with hybrid distribution network, an isolated microgrid with purely CA distribution network was adopted as reference: the microgrid with solar-wind generation of Lençóis Island, located in the northeast of Brazil, which has been in operation since July 2008. / Este trabalho propõe uma topologia de microrredes isoladas com rede híbrida (parte em CC e parte em CA) de distribuição de energia elétrica. Essa topologia pode servir como modelo alternativo ao modelo convencional de rede de distribuição de energia totalmente em CA para o atendimento elétrico de comunidades isoladas. A topologia consiste em utilizar um sistema tronco de distribuição de energia em CC e de subsistemas com distribuição CA. Conversores CC/CA são distribuídos estrategicamente ao longo da rede tronco CC, formando subsistemas CA, com a finalidade de atender determinado número de consumidores com carga em CA. Apesar de existirem cargas que podem ser alimentadas em CC, essa não é uma realidade para as cargas de uso doméstico, que basicamente são alimentadas em CA. Assim, o interesse deste trabalho é avaliar as possíveis vantagens dessa topologia sobre as convencionais microrredes com rede de distribuição em baixa tensão em CA. Neste contexto, os parâmetros de análise a serem estudados são o aumento da extensão da rede de distribuição sem a necessidade de se utilizar transformadores, condutores elétricos com seções transversais maiores ou geração distribuída; a eficiência na distribuição de energia, avaliando as perdas, e a redução de custos de implantação e operação. Para se comparar a microrrede com rede de distribuição híbrida, adotouse como referência uma microrrede isolada com rede de distribuição somente CA: a microrrede com geração eólica-solar da Ilha de Lençóis está localizada no nordeste do Brasil, a qual está em operação desde julho de 2008.

Tese de mestrado. Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores - Major Energia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:01:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pre_text.pdf: 56575 bytes, checksum: 5f1c6cc33c1bb2883044127a8752c684 (MD5) Previous issue date: 2009-06-24 / Water companies have the duty to provide water to the growing demand, which requires a larger quantity of active connections and, consequently, results in an increase of net extension and a larger volume of produced water. This paper aims at presenting a tool for the support of management of water distribution nets in a pilot area in the city of Goiânia GO. The application of GIS tool integrated to the hydraulic model had sectors Parque Ateneu and Jardim Mariliza as sceneries, with the purpose of evaluating the building difficulties of those models (plural) and its use as a tool for this paper. Concerning the building of the models, we used geoprocessing resources in order to integrate graphic databases and water system typical alphanumerics, especially net technical registration, urban map reference, altimetry map, and consumption profile, used as case study. The building process shows the EPANET DC Water Design Extension at stages CAD, GIS, and finally in the integration procedure for the adopted hydraulic simulation program. Finally, the model was used for the evaluation of the system deployed. In this research chose to develop a method of semi-automatic connection of the nodes of the units of consumption consuming, this method can avoid the duplicity of associations, allowing only one connection in each unit, one of the advantages of this method is the control that operator is at the link, node can determine which is closest to the consumer unit. The results show that we can produce information for the improvement of general knowledge of the delivery system because what occurs is large spread of information inside the company in charge of the management / As companhias de água têm a complexa tarefa de fornecer água, atendendo a crescente demanda, que exige maior quantidade de ligações ativas, que consequentemente acarreta em um aumento na extensão da rede e um maior volume de água produzida. Esta dissertação apresenta uma ferramenta no suporte ao gerenciamento das redes de distribuição de água de uma área piloto na cidade de Goiânia-Go. A aplicação da ferramenta SIG integrada ao modelo hidráulico, teve como cenário os bairros Parque Ateneu e Jardim Mariliza, com o objetivo de avaliar as dificuldades de construção de tais modelos e seu uso como ferramenta para esse trabalho. No tocante à construção dos modelos, utilizou-se recursos de geoprocessamento para integrar bases de dados gráficas e alfanuméricas típicas de sistemas de água, em especial, o cadastro técnico da rede, o mapa urbano de referência, o mapa de altimetria e o perfil de consumo, usada como estudo de caso. Demonstra o processo de construção nas etapas CAD, GIS e finalmente no procedimento de integração para o programa de simulação hidráulica adotado, o EPANET extensão DC WATER. Por fim, o modelo foi empregado para a avaliação do sistema implantado. Na presente pesquisa optou por desenvolver um método de ligação semi-automática dos nós de consumo as unidades de consumidoras, neste método é possível evitar a duplicidade de associações, permitindo apenas uma ligação em cada unidade, uma das vantagens desse método é o controle que o operador tem no momento da ligação, podendo definir qual nó está mais próximo da unidade consumidora.Os resultados demonstraram que podem ser produzidas informações para melhoria do conhecimento geral do sistema de abastecimento, pois o que ocorre é a grande dispersão de informação dentro da empresa gestora