Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major em Energia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Estágio realizado na FLUIDINOVA - Engenharia de Fluídos e orientado pelo Doutor Renato Gomes Sousa / Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:41:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7297_1.pdf: 1039419 bytes, checksum: dffed50b14714b4e6b639525046d6235 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Faculdade de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / O Brasil pode ser considerado único em âmbito mundial, em se tratando da sua produção, transmissão e distribuição de energia elétrica. Sua malha energética, é bastante complexa e extensa, apresentando uma demanda que cresce a cada ano. Nos últimos dez anos houve um crescimento no número de incêndios em transformadores de potência, ocasionou na maioria dos casos a interrupção do fornecimento de energia elétrica. Este fato gera transtornos não só aos consumidores de energia, sejam eles do segmento industrial, de comércio e serviços, e para sociedade em geral, mas para a própria organização que será responsável por reposição de equipamentos, disputa jurídica com seguradoras, havendo ainda a possibilidade de ter causado algum impacto ao meio ambiente e à população. Desta forma, é necessário a realização de uma análise de gerenciamento dos riscos de incêndio em transformadores de potência. Uma análise qualitativa e quantitativa deve ser realizada, na identificação dos riscos inerentes ao processo de transformação de energia realizado pelos transformadores. Deve-se identificar não só o que pode dar errado, mas como pode dar errado. Realizando assim uma identificação dos possíveis cenários de incêndio em transformadores de potência. Além da identificação dos cenários, é necessário um bom projeto de lay-out, incorporando as tecnologias e normas existentes de proteção contra incêndios. O uso de modelos matemáticos para a quantificação da energia liberada no caso de um incêndio ou explosão, também é uma valiosa ferramenta para que seja avaliado o impacto em relação às pessoas, estruturas e ao meio ambiente, de um possível incêndio e de que maneira pode-se agir para minimizar tais impactos

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5360_1.pdf: 5308719 bytes, checksum: 0e8298ab25444632396ec616e652b020 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / De acordo com pesquisas realizadas em todo o mundo, as buchas condensivas contribuem de forma expressiva na distribuição percentual dos modos de falha relacionados com transformadores de potência e é seguro afirmar que ocorrências de falhas envolvendo as mesmas têm causado danos aos transformadores em que estas estão instaladas, muitas vezes seguidos de explosões, resultando na perda total ou parcial deste equipamento, que tem o maior custo atribuído de uma instalação do sistema de transmissão elétrica. No cenário atual do mercado de energia, que exige dos agentes, por meio de novas regulamentações, um fornecimento próximo à continuidade ininterrupta, a indisponibilidade dos equipamentos elétricos tem causado consideráveis prejuízos financeiros às empresas concessionárias, resultando em esforços concentrados juntamente com os fabricantes em encontrar meios de solucionar problemas desta natureza, visando o aumento da confiabilidade e qualidade de seus serviços prestados. Diante do exposto, esta dissertação mostra estudos sobre os tipos de buchas para transformadores e seus modos de falhas dominantes, dando um maior enfoque nos processos de envelhecimento dos dielétricos envolvidos na fabricação das mesmas. As técnicas de manutenção preventivas e preditivas adotadas atualmente pelas empresas e os tipos de monitoramento on-line do estado da isolação em buchas, que permitem uma ação das equipes de manutenção em uma fase incipiente da formação de um defeito, antecipando a uma ocorrência de uma falha, complementam o escopo deste estudo

Estágio realizado na EFACEC Energia - PT e orientado pelo Eng.º Duarte Couto / Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Energia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Este trabalho apresenta uma aplicação de redes neurais artificiais (RNAs) na proteção diferencial de transformadores de potência, como um método para distinguir formas de onda que podem confundir a operação do relé. Vários fatores como, por exemplo, as situações de energização do transformador, podem causar uma má operação do dispositivo de proteção. Com o objetivo de melhoramento na proteção diferencial digital de transformadores de potência, desenvolveu-se um sistema completo de proteção, incluindo um dispositivo com base em RNAs, em substituição à filtragem harmônica dos sinais, existentes no algoritmo convencional. Com a referida adição de RNAs em um algoritmo completo de proteção diferencial de transformadores, obteve-se uma solução bastante precisa e eficiente, capaz de responder em um tempo reduzido, se comparada aos métodos convencionais. / This work presents an application of artificial neural networks (ANNs) in differential protection of transformers as an alternative method to distinguish among wave forms which can cause malfunction to the relay. One of the several factors that can cause malfunction is the inrush current present when the transfonner is energized. In order to improve the differential protection of the power transformers, the authors added a neural network routine to the conventional differential protection algorithm, in substitution to the filtering of the harmonic signals found on the traditional algorithm. By making this option, the authors obtained a more effective and precise solution, compared to the conventional methods.

A quantidade de falhas recentes em transformadores e suas consequências são alarmantes. As perdas econômicas, os riscos e a falta de confiabilidade decorrentes são inaceitáveis. Face à gravidade da situação um conjunto de recomendações de implementação imediata é estabelecido. O objetivo é assegurar a continuidade da operação confiável dos transformadores em serviço e garantir a especificação segura de transformadores novos. As recomendações envolvem o dimensionamento de enrolamentos levando em conta transitórios rápidos e ressonâncias internas; auditoria e controle de projetos; formas de ondas de ensaio mais representativas de fenômenos transitórios não convencionais; ações associadas à condições de operação; monitoração contínua e aplicação de filtros para a proteção frente a transitórios rápidos. Estas recomendações apoiam-se em análises cuidadosas das condições de projeto, fabricação e ensaios de transformadores complementadas pela análise teórica e de campo de falhas recentes em grandes transformadores de alta tensão. Vários modos de falhas dielétricas de transformadores estão associados a transitórios eletromagnéticos não convencionais. É analisada a modelagem de enrolamentos para transitórios de alta frequência. Os resultados de simulações aplicadas a alguns transformadores de alta tensão são apresentados. A aplicação das recomendações apresentadas deverá resultar na redução de falhas em grandes transformadores de alta tensão. / The number of transformer failures and its consequences are of very high concern. The associated economic losses, risks to life and environment and reduced reliability level are not acceptable any more. From this situation, a set of recommendation with possible immediately implementation is established. The objective is to give a reliable continuous operation condition to the remaining transformers in service and guarantee a safe specification for new transformers. The recommendations are including the dimensioning of transformer windings related to very fast transients and internal resonance; design review; dielectric test waves more representatives of non conventional transients phenomena; operation conditions; continuous monitoring and application of filter as protection device against very fast transients. These recommendations are supported by deep analysis of design conditions, manufacturing and test of power transformers complemented with theoretic and on site analysis of recent failures of high voltage large power transformers. Several dielectric failures modes of transformers are associated with non conventional electromagnetic transients. From this, it is included a modeling of transformer windings for high frequency transients. The results of simulations applied to high voltage transformers are presented. The application of the presented recommendations shall give as result a reduction in number of failures of large power transformers.

A quantidade de falhas recentes em transformadores e suas consequências são alarmantes. As perdas econômicas, os riscos e a falta de confiabilidade decorrentes são inaceitáveis. Face à gravidade da situação um conjunto de recomendações de implementação imediata é estabelecido. O objetivo é assegurar a continuidade da operação confiável dos transformadores em serviço e garantir a especificação segura de transformadores novos. As recomendações envolvem o dimensionamento de enrolamentos levando em conta transitórios rápidos e ressonâncias internas; auditoria e controle de projetos; formas de ondas de ensaio mais representativas de fenômenos transitórios não convencionais; ações associadas à condições de operação; monitoração contínua e aplicação de filtros para a proteção frente a transitórios rápidos. Estas recomendações apoiam-se em análises cuidadosas das condições de projeto, fabricação e ensaios de transformadores complementadas pela análise teórica e de campo de falhas recentes em grandes transformadores de alta tensão. Vários modos de falhas dielétricas de transformadores estão associados a transitórios eletromagnéticos não convencionais. É analisada a modelagem de enrolamentos para transitórios de alta frequência. Os resultados de simulações aplicadas a alguns transformadores de alta tensão são apresentados. A aplicação das recomendações apresentadas deverá resultar na redução de falhas em grandes transformadores de alta tensão. / The number of transformer failures and its consequences are of very high concern. The associated economic losses, risks to life and environment and reduced reliability level are not acceptable any more. From this situation, a set of recommendation with possible immediately implementation is established. The objective is to give a reliable continuous operation condition to the remaining transformers in service and guarantee a safe specification for new transformers. The recommendations are including the dimensioning of transformer windings related to very fast transients and internal resonance; design review; dielectric test waves more representatives of non conventional transients phenomena; operation conditions; continuous monitoring and application of filter as protection device against very fast transients. These recommendations are supported by deep analysis of design conditions, manufacturing and test of power transformers complemented with theoretic and on site analysis of recent failures of high voltage large power transformers. Several dielectric failures modes of transformers are associated with non conventional electromagnetic transients. From this, it is included a modeling of transformer windings for high frequency transients. The results of simulations applied to high voltage transformers are presented. The application of the presented recommendations shall give as result a reduction in number of failures of large power transformers.

Submitted by Marcio Filho (marcio.kleber@ufba.br) on 2017-06-02T14:07:24Z No. of bitstreams: 1 MESTRADO_PPGM_ELVIO_final_2014.pdf: 14944413 bytes, checksum: dd0f66eefa2585c48561180bca1acd9d (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-06-06T14:21:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MESTRADO_PPGM_ELVIO_final_2014.pdf: 14944413 bytes, checksum: dd0f66eefa2585c48561180bca1acd9d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-06T14:21:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MESTRADO_PPGM_ELVIO_final_2014.pdf: 14944413 bytes, checksum: dd0f66eefa2585c48561180bca1acd9d (MD5) / Neste trabalho foi desenvolvido um sistema de medição trifásico, para a determinação da qualidade da rede elétrica de instalações residenciais, comerciais ou de pequenas indústrias. Este sistema é composto por um sistema de medição e aquisição de dados da rede, baseado em um comutador eletromecânico microprocessado e um osciloscópio digital, comercial, de dois canais, além de dois softwares, um destinado ao controle da aquisição de dados e outro para a análise de transformadores de potência. O hardware responsável pela comuta¸c˜ao dos canais do osciloscópio foi denominado Hardware Acquisition, e possui a finalidade de adquirir os dados de tens˜ao e corrente das três fases (uma fase por vez), recebe e processa os comando enviados por um computador pessoal. Depois de adquiridos os dados solicitados s˜ao enviados ao computador que calcula e traça os gráficos trifásicos de oscilografias. O osciloscópio de dois canais utilizado e a interface de aquisição s˜ao providos de interfaces USB para a comunicaç˜ao com o computador, esta comunicaç˜ao é feita utilizando o padr˜ao NI-VISA. O primeiro programa foi denominado Software Acquisition e, em conjunto com a interface, é responsável pela aquisição˜ao dos dados trifásicos de tens˜ao e corrente elétrica do sistema proposto. O segundo programa foi denominado Software TRAFO e analisa, elabora laudo, calcula e traça gráficos de transformadores trifásicos de potência, através de dados de ensaio em vazio (sem carga) e ensaio em carga (curto-circuito). As análises por software consistem na determina¸c˜ao das perdas em vazio e perdas em carga de transformadores trifásicos, bem como na determina¸c˜ao do circuito equivalente unifilar, impedâncias, rendimento e regulação do mesmo, traçado dos gráficos característicos, além de realizar análises de Custo Total de Propriedade. A maior contribui¸c˜ao deste trabalho está na utilizaç˜ao de um osciloscópio simples, comercial, de dois canais, que funciona como sistema de aquisição˜ao de dados, para a determina¸c˜ao da qualidade de redes elétricas trifásicas. Por meio deste recurso técnico e estratégia de mediç˜ao o sistema torna-se, relativamente, mais barato, acessível, mantendo a acreditaç˜ao, acurácia e confiabilidade próprias aos osciloscópios. O sistema foi testado e calibrado utilizando um transformador trifásico didático de 1,5kVA Δ-Y, IP00, com primário de 220V e secundário de 190V/110V, os laudos gerados pelo Software TRAFO e os dados adquiridos pelo Hardware Acquisition e cálculos e gráficos efetuados pelo Software Acquisition atenderam as demandas e objetivos do projeto

Este trabalho apresenta uma aplicação de redes neurais artificiais (RNAs) na proteção diferencial de transformadores de potência, como um método para distinguir formas de onda que podem confundir a operação do relé. Vários fatores como, por exemplo, as situações de energização do transformador, podem causar uma má operação do dispositivo de proteção. Com o objetivo de melhoramento na proteção diferencial digital de transformadores de potência, desenvolveu-se um sistema completo de proteção, incluindo um dispositivo com base em RNAs, em substituição à filtragem harmônica dos sinais, existentes no algoritmo convencional. Com a referida adição de RNAs em um algoritmo completo de proteção diferencial de transformadores, obteve-se uma solução bastante precisa e eficiente, capaz de responder em um tempo reduzido, se comparada aos métodos convencionais. / This work presents an application of artificial neural networks (ANNs) in differential protection of transformers as an alternative method to distinguish among wave forms which can cause malfunction to the relay. One of the several factors that can cause malfunction is the inrush current present when the transfonner is energized. In order to improve the differential protection of the power transformers, the authors added a neural network routine to the conventional differential protection algorithm, in substitution to the filtering of the harmonic signals found on the traditional algorithm. By making this option, the authors obtained a more effective and precise solution, compared to the conventional methods.