Orientador: Maria Cristina Dias Tavares / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-10T17:05:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ElgueraFlores_AlexanderVladimir_M.pdf: 2442597 bytes, checksum: c3718bb5135d22cdcdf2a22c0c313ed1 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: É usual utilizar a transposição das fases nas linhas de transmissão com o intuito de diminuir o desequilíbrio de tensão e corrente existente. Na freqüência fundamental uma linha de transmissão pode ser considerada idealmente transposta, mas normalmente nos estudos de transitórios eletromagnéticos e nos estudos de qualidade de energia as linhas também são representadas como se fossem idealmente transpostas. Para freqüência fundamental é adequado tratar uma linha como idealmente transposta, mas isto não pode ser generalizado para toda a gama de freqüência dos fenômenos transitórios. No presente trabalho foi analisado o erro de se tratar uma linha como idealmente transposta para toda a faixa de freqüências, especificamente até 10 kHz. Uma análise teórica foi implementada identificando o desequilíbrio entre as fases considerando uma linha idealmente transposta e considerando uma linha com trechos de transposição real. A dependência da freqüência dos parâmetros elétricos da linha de transmissão foi adequadamente representada / Abstract: It is usual to use the phase transposition in transmission line aiming to decrease the existing voltage and current unbalance. In fundamental frequency a transmission line can be considered ideally transposed, but normally in the electromagnetic transients and quality energy studies the lines also are represented as if they were ideally transposed. For fundamental frequency it is correct to treat a line as ideally transposed, but this cannot be generalized for the entire frequency range of transient phenomena. In the present work it was analyzed the error of treating transmission line as ideally transposed for all frequency range, specifically up to 10 kHz. A theoretical analysis was implemented identifying the unbalances between the phases considering the transmission line ideally transposed and considering the transmission line with its actual transposition sections. The frequency dependence of transmission line parameters was properly represented. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

A ocorrência de elevados índices de perdas por vazamentos em sistemas de abastecimento de água é frequentemente ligada às inúmeras quebras de tubulações originadas em decorrência de elevados níveis de pressão atuantes. O controle efetivo de tais perdas requer a detecção e localização dos vazamentos para uma rápida reparação do sistema. Neste sentido, a consideração de análises hidráulicas no escoamento transitório tem se revelado especialmente útil aos propósitos de calibração e detecção de vazamentos. Tal análise pode revelar substancial quantidade de informações sobre as propriedades físicas e o nível de integridade do sistema, pois as ondas de pressão resultantes são afetadas pelos diversos dispositivos e fenômenos, incluindo os vazamentos. Assim, o presente trabalho visa o estudo dos transitórios hidráulicos para a calibração e detecção de vazamentos em modelos de sistemas de distribuição de água. Para tanto, são utilizados dados de redes hipotéticas e de laboratório, e modelos inversos resolvidos por métodos de busca global e local. Devido o emprego de tubos plásticos no circuito de laboratório, o clássico modelo da coluna elástica demonstrou-se ineficiente na reprodução do comportamento hidráulico de tal sistema. Resultados satisfatórios foram obtidos somente com um modelo hidráulico que considere o comportamento viscoelástico dos materiais dos tubos do circuito experimental. / The occurrence of large leakage losses in water supply systems has been frequently linked with pipe breaks resulting from high pressures levels in pipes. Efficient location of leakages is required in order to effectively control water losses and quickly repair the system. Analysis of hydraulic transients has been particularly useful for calibration and leak detection purposes. System observation for such analysis can reveal a substantial amount of information concerning physical properties and the integrity of the system, since water hammer waves are affected by different features and phenomena, including leaks. Thus, this research focuses on hydraulic transients for leak detection and calibration of water distribution system models. These objectives are achieved using data obtained from experiments performed on an experimental facility and numerical experiments on hypothetical networks. Inverse methods were based on both global and local search methods. Classic water hammer theory proved to be imprecise in describing the observed behavior of the hydraulic system composed of plastic pipes. Satisfactorily results were obtained with a hydraulic transient solver considering viscoelastic behavior of the pipe material.

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).

A acelerada transição demográfica ocorrida nas quatro últimas décadas trouxe implicações para os arranjos familiares, as relações de trabalho, o emprego e a renda, além do comum fenômeno da migração, sendo que as complexas relações entre essas dimensões acarretam importantes desafios para o cuidado em saúde dos idosos. No contexto da migração no país, os idosos em condições socioeconômicas desfavoráveis têm migrado por contingências, sobretudo, relativas à saúde e moradia e, na maioria desses casos, o apoio necessário obtido em relação à saúde baseia-se, fundamentalmente, na Atenção Primária à Saúde, sob a Estratégia de Saúde da Família. Assim, o objetivo deste trabalho é compreender as necessidades e o cuidado em saúde de idosos residentes no Município de São Paulo e migrantes do Nordeste, bem como os limites e potencialidades dos serviços de Atenção Primária no tocante a essa problemática. Busca-se, ainda, (re)considerar a relação entre usuários idosos e integrantes de equipes de Saúde da Família no Município de São Paulo, ao compreender a forma como as marcas identitárias são caracterizadas e em que medida podem influenciar a relação entre esses sujeitos, no que se refere ao tratamento de saúde. Trata-se de uma pesquisa de referencial qualitativo, que utilizou a técnica de entrevista em profundidade na produção dos dados empíricos, que consistiu em duas etapas: entrevistas realizadas com 06 idosos, com 60 anos ou mais, que se deslocaram para o Município de São Paulo, em um intervalo de 03 meses a 05 anos, com o propósito de tratar seu(s) problema(s) de saúde; e entrevistas com 09 profissionais de equipes da Estratégia de Saúde da Família. Referente à análise dos depoimentos, utilizou-se a técnica de análise temática de conteúdo, considerando as conjunturas, as razões e as lógicas de falas, bem como as ações e inter-relações estabelecidas com o coletivo e as instituições. Os resultados exibem a complexidade dos sentidos atribuídos às necessidades de saúde dessa população em específico, sendo que, de forma convergente, ambos os grupos entrevistados destacaram o entrelaçamento das necessidades de saúde e do adoecimento. Além disso, os constructos socioculturais regionalizados mostram-se imperativos, uma vez que o processo de significação, diante da necessidade em saúde, assume contornos firmados em experiências anteriores de saúde-doença-cuidado. Já a autopercepção de saúde, a definição de problema e as estratégias e recursos para o cuidado em saúde foram proporcionalmente relativos ao contexto (pessoal, social e econômico) no qual esses idosos estavam inseridos antes de residirem na metrópole paulistana. Segundo os profissionais, a carência de recursos, a falta de conscientização e a dificuldade de acesso aos serviços de saúde em suas localidades de origem resultam, muitas vezes, em um agregado de diagnósticos realizados em São Paulo. Por sua vez, para os idosos, a produção de cuidados está muito mais associada às práticas curativas, sendo pouca a valorização de medidas preventivas e promocionais de saúde. Nesse sentido, de acordo com os profissionais, à medida que não apresentam sinais ou sintomas, eles tendem a cessar o tratamento médico e farmacológico. / The accelerated demographic transition happened in the last four decades brought implications for the family arrangements, the work relationships, the job and the income, besides the common phenomenon of the migration, and the complex relationships among those dimensions cart important challenges for the health care of the aged. In the context of the migration in the country, the aged in unfavorable socioeconomic conditions have been migrating for contingencies relative to, above all, the health and home and, in most of those cases, the necessary support obtained in relation to the health is based, fundamentally, in the Primary Health Care, through the Family Health Strategy. So, the objective of this paper is to understand the needs and health care of aged resident in the Municipal district of São Paulo and transients and migrants of the Northeast, as well as the limits and potentialities of the services of Primary Health Care concerning that problem. Also, it is looked for (re)considering the relationship between the aged users and the teams members of Family Health in the Municipal district of São Paulo, when understanding the form as the identity marks are characterized and in that measured they can influence the relationship among those subjects, in what it refers to the health treatment. This is a qualitative research, that used the in-depth interview technique for the production of the empiric data, that consisted of two stages: interviews with 06 aged, with 60 years old or more, who moved for the Municipal district of São Paulo in an interval of 03 months to 05 years, with the purpose of treating their health problems; and interviews with 09 professionals of teams of the Family Health Strategy. Regarding the analysis of the depositions, the thematic analysis of content technique was used, considering the conjunctures, the reasons and the logics of speeches, as well as the actions and established interrelations with the collective and the institutions. The results exhibit the complexity of the senses attributed to the health needs of that population in specific, and, in a convergent way, both groups detached the interlacement of the health needs and the sickness. Besides, the regional sociocultural thoughts are shown imperatives, once the significance process, before the health need, assumes outlines in previous experiences of health-disease-care. The self-perception of health, the problem definition and the strategies and resources for health care were proportionally relative to the context (personal, social and economical) in which those aged ones were inserted before they live in the metropolis of São Paulo. According to the professionals, the lack of resources, the understanding lack and the access difficulty to the health services in their origin places result, a lot of times, in an attaché of diagnoses accomplished in São Paulo. For the aged, the production of cares is much more associated to the healing practices and it is little the valorization of preventive and promotion measures of health. In that sense, in agreement with the professionals, as they dont present signs or symptoms, they tend to interrupt the medical and pharmacological treatment.

Uma das características dos transitórios hidráulicos é a presença de ar aprisionado durante a ocorrência do fenômeno. Se uma tabulação não estiver satisfatorimente projetada ou não for adequadamente cheia e purgada, grandes quantidades de ar poderão ficar aprisionadas. Caso esses bolsões se desloquem de um local para o outro, proporcionarão acelerações locais que resultam em altas velocidades e, subsequentemente, em altas pressões transitórias. As sobrepressões geradas podem ser de 2,2 vezes maiores que a pressão estática dos sistema, conforme verificou-se no estudo experimental. Dessa forma, há a necessidade do estabelecimento de metodologias de aplicação prática e segura (modelos rígido e elástico) que permitam estimar a magnitude das pressões transitórias, pois não há solução analítica para esse problema. No presente trabalho, apresentou-se uma adimensionalização do modelo elástico, com a incorporação de dois números adimensionais independentes (&#960 6 e &#960 7). No entanto, tais metodologias devem ser validas experimentalmente, haja visto que hipóteses simplificadoras de cálculo são necessárias para a modelagem matemática. O modelo rígido de coluna líquida variável (MCLV), além de fácil programação, é viável sem prejuízos nos resultados esperados . No estudo experimental foi também realizada uma análise de sensibilidade com relação aos fatores intervenientes no sistema hidráulico. / One of the reasons for the transient behavior is the presence of air confined during these alterations. When the pipes are not properly designed or if it is not completely full or air bleeding, large amounts of air may be confined in the system. Pockets of air can cause severe transient behavior if such pockets deslocate from one place to the other giving rise to local acceleration and consequently large velocities and pressures. The higher pressure may be of the order of 2,2 times the static pressure in the system, as it was confirmed by the experimental procedure. Thus, this paper considers pratical and safe procedure (rigid or elastic models) that permit calculation of transient pressures given that there is no analytical solution available. On the present study, it was presented a dimensionless form of the elastic model, with the incorporation of two aditional independent numbers (&#960 6 and &#960 7). Besides the easiness of programation, the rigid model of variable fluid column is viable without prejudice to the expected results. This study also conducts a sensitivity analysis on the various factors involved in the problem.

This dissertation presents experimental and theoretical studies of transient degenerate four wave mixing (DFWM) in organic dyes. Chapter 1 is an introduction to DFWM. Chapter 2 describes DFWM experiments that were performed in the gain medium of a dye laser. Chapter 3 presents the theory of DFWM of short pulses in three level saturable media. Chapter 4 presents DFWM experiments of femtosecond pulses in the saturable absorber of a passively modelocked ring dye laser. Chapter 5 presents the theory of DFWM of ultrashort pulses in resonant media.

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[pt] Muitas das atuais técnicas de simulação de redes elétricas de potência são baseadas em plataformas computacionais do tipo EMTP. Basicamente, este método de simulação transforma os componentes elétricos a parâmetros concentrados e a topologia da rede em um procedimento matemático recursivo. Para cada nova iteração, a solução da rede é estimada como uma função de estados prévios e valores de entrada atuais. Passos de integração pequenos geram soluções precisas por estender a banda de freqüências representada. No entanto, isto também aumenta a carga computacional limitando o tamanho da rede, a faixa de freqüência ou afetando o tempo de resposta do processo. Esta situação conflitante tem sido atacada por vários pesquisadores, muitos procurando formas alternativas de aumentar o passo de integração. Este trabalho introduz um novo método para simulação de redes elétricas lineares. Mesmo baseando nas técnicas utilizadas no EMTP, o método leva a um conjunto diferente de equações convenientes para conjugar com técnicas de filtragem digital multitaxa. O resultado final é a decomposição de sinais e da rede em sub-bandas de freqüências. Cada uma das simulações em sub-bandas da rede elétrica é feita com um passo de integração máximo, sempre representando carga computacional mínima. Além disso, o procedimento permite uma estimativa on-line se uma saída de sub-banda tem contribuição irrelevante ao resultado final da simulação, suspendendo o correspondente módulo de operação e, consequentemente, reduzindo a carga computacional. Como resultado, tem-se um simulador capaz de adaptar a complexidade do modelo de acordo com os dados da simulação.Modelos de linhas de transmissão a parâmetros distribuídos são introduzidos, conectados ao modelo da rede a parâmetros concentrados. Um método de computação específica é desenvolvido para uma operação global do sistema.Casos ilustrativos são incluídos mostrando a eficiência do simulador proposto em comparação com técnicas tradicionais. / [en] Most of present day electric power network simulation techniques are based on computational platforms of the EMTP type. Basically, following this approach, the simulation method transforms the electric lumped components and the network topology into a recursive mathematical procedure. For each new integration step the network solution is evaluated as a function of previous state and present input values. Small integration steps increase solution accuracy, by extending the frequency band. However, this also increases computational requirements, limiting network size, frequency bandwidth or affecting the procedure response time. This conflicting situation hes been attacked by many researchers, mostly looking for different forms of increasing the integration step.This work introduces a new approach to linear electric network simulation. Although closely following the EMTP basic techniques, the method leads to a different set of equations, more convenient to conjugate with multirate digital filtering techniques. The final result is the decomposition of signal and network models into subbands of frequencies. Each of the network subband simulations is performed with maximum integration time step, always representing minimum computational burden. Moreover, the procedure allows to on-line estimate if a particular subband model output has negligible contribution to the final simulation result. While this situation remains, the corresponding module operation is suspended, reducing the computational load. As a result, the simulator is able to adapt its model complexity, on line, according to the simulation requirements. Distributed transmission line models are introduced, connected to the lumped network parameter models. A specific computational procedure is shown to operate the overall system.Illustrative cases are included, supporting the simulator proposed efficiency when compared to conventional procedures.

The amount of incoming solar energy to earth is greater than any other source. Among existing technologies to harness solar energy there is concentrating solar power (CSP). One advantage of CSP is that is dispatchable, meaning that it can provide power even when the sun is not shining. However, CSP is undergoing challenges which hinder its development such as operating variabilities caused by the fluctuations of the sun or the fact that these systems are not yet cost competitive with respect to other technologies.   One way of improving the performance of CSP plants (CSPPs) is by increasing their operational flexibility, specifically their capability for fast starts. In this way it is possible for the CSPP to harness the solar energy as soon as possible, thus producing more energy and increasing its profitability. Over 90% of CSPPs use a steam turbine to generate electricity. Steam turbines are not currently designed with the flexibility required by the CSP application. Steam turbine start-up is limited by thermal stress and differential expansion. If not carefully controlled, these phenomena either consume lifetime or even result in machine failure. The aim of this work was to understand the improvement potential of steam turbine start-up and quantify this in terms of CSPP performance indicators. For this, a thermo-mechanical steam turbine model was developed and validated. The model was then used to analyze potential improvements and thermal constraints to steam turbine start-up operation. Furthermore, a CSP plant techno-economic model was developed including steam turbine details. This modeling approach including two levels of detail allowed for the particularities of the component to be included within the dynamics of the plant and thus be able to connect the perspectives of the equipment manufacturer with those of the plant operator. Reductions of up to 11.4% in the cost of electricity were found in the studies carried out. / <p>QC 20170814</p>

The development of voltage source converter (VSC) based high voltage direct current (HVDC) transmission has progressed rapidly worldwide over the past few years. The UK transmission system is going through a radical change in the energy landscape which requires a number of VSC HVDC installations to connect large Round 3 windfarms and for interconnections to other countries. For bulk power long distance transmission, VSC HVDC technology offers flexibility and controllability in power flow, which can benefit and strengthen the conventional AC system. However, the associated uncertainties and potential problems need to be identified and addressed. To carry out this research, integrated mathematical dynamic AC/DC system models are developed in this thesis for small disturbance stability analysis. The fidelity of this research is further increased by developing a dynamic equivalent representative Great Britain (GB) like system, which is presented as a step-by-step procedure with the intention of providing a road map for turning a steady-state load flow model into a dynamic equivalent. This thesis aims at filling some of the gaps in research regarding the integration of VSC HVDC technology into conventional AC systems. The main outcome of this research is a systematic assessment of the effects of VSC controls on the stability of the connected AC system. The analysis is carried out for a number of aspects which mainly orbit around AC/DC system stability issues, as well as the control interactions between VSC HVDC and AC system components. The identified problems and interactions can mainly be summarized into three areas: (1) the effect of VSC HVDC controls on the AC system electromechanical oscillations, (2) the potential control interactions between VSC HVDC and flexible alternating current transmission systems (FACTS) and (3) the active power support capability of VSC HVDC for improving AC system stability. The effect of VSC controls on the AC system dynamics is assessed with a parametric sensitivity analysis to highlight the trade-offs between candidate VSC HVDC outer control schemes. A combination of analysis techniques including relative gain array (RGA) and modal analysis, is then applied to give an assessment of the interactions – within the plant model and the outer controllers – between a static synchronous compensator (STATCOM) and a VSC HVDC link operating in the same AC system. Finally, a specific case study is used to analyse the capability of VSC HVDC for providing active power support to the connected AC system through a proposed frequency droop active power control strategy.