Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T01:18:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 203190.pdf: 758712 bytes, checksum: 7e55000dc60bef12d568105725407f8b (MD5) / O presente trabalho de mestrado aborda o desenvolvimento e a implementação de uma ferramenta de diagnóstico de falhas em transformadores de potência através da análise dos gases dissolvidos no óleo (DGA). O sistema computacional desenvolvido baseia-se na utilização de forma conjunta de critérios de análise dos gases referenciados em normas, de uma rede neural artificial e de um sistema de inferência fuzzy. O objetivo da ferramenta é fornecer ao usuário uma resposta que combine os melhores resultados não somente dos métodos tradicionais já consolidados na literatura técnica, bem como das técnicas de inteligência artificial, de forma a aumentar a confiabilidade em relação aos métodos individualmente. Para validação da metodologia e da implementação foram utilizados três conjuntos de dados de geração de gases: da IEC, do CEPEL e dados históricos (utilizados para a validação fuzzy), sendo este último grupo obtido junto a um grande concessionário do setor elétrico brasileiro. Os resultados se mostraram promissores no que diz respeito ao diagnóstico de falhas incipientes em transformadores, alcançando níveis de acertos com valores acima de 80%.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial / Made available in DSpace on 2012-10-22T03:24:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224206.pdf: 1777568 bytes, checksum: 733507d5310a40c33dd3ba7631922905 (MD5)

Made available in DSpace on 2015-04-09T12:28:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-10Bitstream added on 2015-04-09T12:48:14Z : No. of bitstreams: 1 000813490.pdf: 3098312 bytes, checksum: 7f9ccfa01e39d9c67b0dc1100fbd7e54 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os transformadores de potência são equipamentos de alto custo e suma importância no sistema elétrico, em virtude de que o seu mau funcionamento impacta diretamente a qualidade da energia elétrica fornecida aos consumidores. Portanto, sistemas de diagnósticos de falhas ocorridas nesses equipamentos podem auxiliar, tanto em manutenções corretivas, quanto preventivas. Este trabalho oferece um método eficiente para localização de descargas parciais em transformadores de potência que utilizam óleo mineral no seu interior, sem a necessidade de métodos intrusivos de diagnóstico. A localização da descarga parcial gerada no interior do transformador é feita por meio de cápsulas piezelétricas de baixo custo, fixadas externamente na caixa do transformador de potência, bem como, através do uso de sistemas inteligentes como redes neurais artificiais sem a utilização do TOA (time of arrival) exigindo triangulação do sinal, que demanda alta complexidade computacional, assim fornecendo as coordenadas de onde se originou a descarga parcial. Neste contexto, a redução do tempo de manutenção ou possível predição da interrupção do serviço desse equipamento faz com que o fornecimento de energia seja feito com melhor qualidade, minimizando os impactos sofridos pelos consumidores pela descontinuidade do serviço prestado pelas concessionárias de energia elétrica / The power transformer are equipments with high cost but paramount importance in the electric system as your bad operation can directly impact on the quality of the electric energy provided to the consumers. Therefore, diagnostic systems of occurred failures on this equipment can assist even on corrective maintenance or preventive. This work offers an efficient method to locate partial discharges on the power transformers which use mineral oil inside with no need to use intrusive methods of diagnoses. The location of the partial discharge generated inside of the transformer is made via piezoeletric capsules with low cost. It is fixed externally in the box of the power transformer, as well through the use of intelligent systems as neurotic artificial networks without the use of the TOA (time of arrival) requiring the triangulation signal which demands high computational complexity, thus providing the coordinates where the partial discharge was originated. On this context, the reduction of the time of maintenance or possible prediction of interruption of the service in this equipment results that the energy supply can be made with better quality, minimizing the impacts suffered by the consumers due the discontinuity of the service made by the concessionaires of electric energy

Made available in DSpace on 2015-05-14T16:53:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-11-27Bitstream added on 2015-05-14T16:59:26Z : No. of bitstreams: 1 000825474.pdf: 1772191 bytes, checksum: 14199010d8662c15ac5b1952c55e6abc (MD5) / Com o passar dos anos houve a difusão de cargas não lineares no sistema elétrico, e o fator de potência, que antes sofria influência apenas do fator de deslocamento, passa também a ser influenciado pela DHT (Distorção Harmônica Total) do sistema. As componentes harmônicas têm significativo impacto na qualidade de energia do sistema elétrico como um todo, resultando dentre outros problemas, ao acréscimo das perdas no sistema elétrico, dificuldades na medição e diminuição da vida útil de capacitores. Com intuito de mitigar esses impactos no sistema, diversas são as soluções aplicáveis, sendo uma dentre elas, o emprego do conversor de 12 pulsos. Este trabalho tem como objetivo a análise experimental do conversor 12 pulsos que faz uso de um transformador com culatra intermediária. Deseja averiguar como se porta o transformador que emprega a culatra intermediária, e é desenvolvido o equacionamento para mensurar a magnitude e fase do fluxo que atravessa a mesma. Neste trabalho serão analisados os impactos provenientes da retirada do transformador de interfase do circuito. Será feita a comparação experimental dos casos de operação (com e sem IPT) verificando quais as vantagens de se operar em cada uma destas condições. Os resultados obtidos experimentalmente serão comparados à norma IEC 61000-3-2 / Over the years there was a diffusion of nonlinear loads in power system, and the power factor, which previously suffered only influence by the displacement factor, now is decreased by the THD (Total Harmonic Distortion) of the system. Harmonic components have significant impact on the power electrical quality of the system as a whole, resulting among other problems, such as the addition of losses in the electric system, difficulties in the measurement and reduction of the useful life of capacitors. In order to reduce these impacts in the system, there are several applicable solutions, one among them, the use of 12-pulse converter. This paper aims to analyze the experimental pulse converter 12 which makes use of a transformer with intermediary yoke. A modeling of the flux in the core was made to know how its behavior in the intermediary yoke. It will be analyzed the impacts of interphase transformer removal. Comparison will be made on an experimental operation of both cases (with and without IPT) verifying the advantages of operating at each of these conditions. The experimental results are compared with standard IEC 61000-3-2

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-08-29Bitstream added on 2014-12-02T11:20:52Z : No. of bitstreams: 1 000800639.pdf: 1755712 bytes, checksum: 56e511489d8ecd9972c1caff23611a8c (MD5) / Neste trabalho apresenta-se um algoritmo numérico de proteção diferencial de transformadores de potência. Neste algoritmo tem-se como principal objetivo a busca por uma eficiente discriminação entre correntes de faltas e correntes de magnetização, também conhecidas como correntes de inrush, que podem provocar a atuação indevida do relé diferencial. A transformada wavelet é utilizada para discriminar correntes de faltas de correntes de inrush utilizando o princípio de conservação de energia presente na análise multirresolução para esse tipo de transformada. O algoritmo numérico foi desenvolvido no MATLAB e a simulação do circuito elétrico usado como teste é realizada em software ATP/EMTP pela sua já consolidada utilização e confiabilidade de resultados quando se dispõe de dados técnicos reais de sistemas elétricos de potência. As simulações e resultados apresentados indicam que a técnica desenvolvida mostra-se eficiente de acordo com os comportamentos esperados de relés de proteção típicos / In this work it is presented a numerical algorithm for transformer differential protection. The principal objective of this algorithm is the search of an efficient distinction between fault currents and magnetization currents, also known by inrush currents that can induce false tripping of differential relays. The wavelet transform is used to discern fault currents from inrush currents, using the energy conservation principle that is available in this kind of transform. The numerical algorithm was developed in the software MATLAB and the electric circuit, used as a test, is simulated in software ATP/EMTP due to its already consolidated use and reliability of results when real technical data from power electric systems are available. The presented simulations and results indicates that the developed technique is shown efficient according to typical protection relay behaviours

Resumo: A proposta deste trabalho consiste em investigar o comportamento de transformadores de distribuição de 25 KVA e de 45 KVA submetidos a ensaios de impulsos atmosféricos. Essa investigação consistiu da verificação da influência dos valores de tempos de frente e de cauda, da forma de onda do impulso, na amplitude das correntes produzidas nos enrolamentos do transformador durante o ensaio. Tais correntes são usualmente empregadas para avaliar o desempenho elétrico dos transformadores e, nessa dissertação, foram usadas para o treinamento e tese de Redes Neurais Artificiais desenvolvidas como ferramentas inteligentes computacionais. Neste contexto, o desempenho de duas Redes Neurais foi avaliado. A primeira rede usou como variável de entrada, os valores de tempo de frente, de caula e da tensão máxima (crista) e, como saída, a corrente máxima no transformador. Na segunda rede neural, a entrada correspondente ao valor da tensão máxima, da primeira rede neural, é substituída pelo valor da taxa de crescimento da tensão. Com base nos resultados obtidos, pode-se verificar que, para determinados valores de tempos de frente e de cauda, a amplitude da corrente máxima, aumenta ou diminui, apresentando um comportamento não-linear. A utilização das Redes Neurais desenvolvidas neste trabalho poderá auxiliar na escolha das características das formas de onda de impulso que tornem mais sensíveis os ensaios de impulsos atmosféricos em transformadores de distribuição. O objetivo é que esse aumento da sensibilidade do ensaio minimize o empirismo e erros de avaliação, contribuindo para tornar mínima a taxa de falha em transformadores / Abstract: The proposal of this work is to investigate and to analyze the behavior of 25 kVA and 45 KVA distribution transformers under impulses/surge tests. This research consited in a verification of the influence of front and and tail time values, from surge waverfom, in the current magnitude produced in transformer windings during the test. Such currents are usually employed to evalute the perfomers and, in this dissertation, were used for the training and test the Artificial Neural Networks, developed as intelligent computational tools. In this context, the performance of two Neural Networks was evaluated. This first network has used as entry variables: front and tail time and the maximun voltage (crest) values and, as an exist, the maximum current in transformer. In the second neural network, the entry corresponding to the maximum voltage value, from the first neural network, is replaced by the value of the rate of growth of the voltage. Based on the obtained results, one may find out, for certain values front and tail times values, the amplitude of maximum current, increases or decreases, presenting a non-linear behavior. The use of Neural Networks developed in this work can help someone to choose the best impulse waveform characteristics which make the impulse test in distribution transformers more sinsitive. The objective is that the rising the test sensitivity will minimize the empiricism and errors of assessment, helping to reduce the failure rate in transformers / Orientador: André Nunes de Souza / Coorientador: Pedro da Costa Junior / Banca: Oscar Armando Maldonado Astorga / Banca: André Christóvão Pio Martins / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-08-20Bitstream added on 2014-06-13T20:48:00Z : No. of bitstreams: 1 amaral_fcl_me_bauru.pdf: 878445 bytes, checksum: 4f078f3133073c4bc5a0882fbff35667 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A proposta deste trabalho consiste em investigar o comportamento de transformadores de distribuição de 25 KVA e de 45 KVA submetidos a ensaios de impulsos atmosféricos. Essa investigação consistiu da verificação da influência dos valores de tempos de frente e de cauda, da forma de onda do impulso, na amplitude das correntes produzidas nos enrolamentos do transformador durante o ensaio. Tais correntes são usualmente empregadas para avaliar o desempenho elétrico dos transformadores e, nessa dissertação, foram usadas para o treinamento e tese de Redes Neurais Artificiais desenvolvidas como ferramentas inteligentes computacionais. Neste contexto, o desempenho de duas Redes Neurais foi avaliado. A primeira rede usou como variável de entrada, os valores de tempo de frente, de caula e da tensão máxima (crista) e, como saída, a corrente máxima no transformador. Na segunda rede neural, a entrada correspondente ao valor da tensão máxima, da primeira rede neural, é substituída pelo valor da taxa de crescimento da tensão. Com base nos resultados obtidos, pode-se verificar que, para determinados valores de tempos de frente e de cauda, a amplitude da corrente máxima, aumenta ou diminui, apresentando um comportamento não-linear. A utilização das Redes Neurais desenvolvidas neste trabalho poderá auxiliar na escolha das características das formas de onda de impulso que tornem mais sensíveis os ensaios de impulsos atmosféricos em transformadores de distribuição. O objetivo é que esse aumento da sensibilidade do ensaio minimize o empirismo e erros de avaliação, contribuindo para tornar mínima a taxa de falha em transformadores / The proposal of this work is to investigate and to analyze the behavior of 25 kVA and 45 KVA distribution transformers under impulses/surge tests. This research consited in a verification of the influence of front and and tail time values, from surge waverfom, in the current magnitude produced in transformer windings during the test. Such currents are usually employed to evalute the perfomers and, in this dissertation, were used for the training and test the Artificial Neural Networks, developed as intelligent computational tools. In this context, the performance of two Neural Networks was evaluated. This first network has used as entry variables: front and tail time and the maximun voltage (crest) values and, as an exist, the maximum current in transformer. In the second neural network, the entry corresponding to the maximum voltage value, from the first neural network, is replaced by the value of the rate of growth of the voltage. Based on the obtained results, one may find out, for certain values front and tail times values, the amplitude of maximum current, increases or decreases, presenting a non-linear behavior. The use of Neural Networks developed in this work can help someone to choose the best impulse waveform characteristics which make the impulse test in distribution transformers more sinsitive. The objective is that the rising the test sensitivity will minimize the empiricism and errors of assessment, helping to reduce the failure rate in transformers

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-01-27Bitstream added on 2014-06-13T20:29:08Z : No. of bitstreams: 1 000741718.pdf: 1195293 bytes, checksum: 25768d5d0666ab49aa2c8ffee3482075 (MD5) / Os sistemas de proteção, medição e controle das concessionárias de energia elétrica utilizam transdutores eletromagnéticos de tensão e corrente para adequar as grandezas elétrica de interesse em níveis aceitáveis e necessários para relés de proteção e medidores de energia em geral. A não linearidade da corrente e a presença de frequências da fundamental provenientes de transitórios motivaram esse estudo, o qual buscou o entendimento e modelagem da função de transferência entre as correntes secundárias e primárias. Partindo do levantamento de dados em ensaios de laboratório de um transformador de corrente determinou-se a matriz admitância proposta, como modelo, em função da frequência e em seguida a função de transferência também como função da frequência utilizando o Algoritmo Vector Fitting. Como resultado obteve-se uma função analítica que foi utilizada na estimação de correntes secundárias quando da aplicação de correntes primárias com frequências fundamental e múltiplas. O trablaho teve um resultado positivo em relação ao seu objetivo promovendo o levantamento do comportamento da relação entre as correntes primária e secundária e mostrando um método factível para a modelagem da resposta dos transformadores de corrente como função de frequência / Protection systems, measurements and control of electric utilitiesuse electromagnetic transducers for voltage and current to match the electrical quantities at acceptable levels of interest and necessary for protection relays and power meters in general. The nonlinearity of the current and the presence of frequencies different from fundamental one arising from electrical transients motivated this study which sought the understanding and modeling of the transfer function between the primary and secondary currents. Based on the survey data in laboratory testing for a current transformer, admittance matrix model proposed as a function of frequency was determined, and then the transfer function also a function of frequency using Algorithm Vector Fitting. As a result there was obtained and analytic function that was used in the estimation of secondary currents when applying primary currents at fundamental and multiple frequencies. The work had had a positive result in relation to its objective by promoting the survey of the behavior of the relationship between the primary and secondary currents and showing a feasible approach for modeling the response of Current Transformers as a function of frequency

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-04-11Bitstream added on 2014-06-13T20:49:18Z : No. of bitstreams: 1 morais_tm_me_ilha.pdf: 2199251 bytes, checksum: 5d860200b71d7cf49ceeb5f94d348cb2 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O desenvolvimento de novas tecnologias implementadas na maioria das cargas presentes hoje no sistema elétrico tem trazido consigo significativas mudanças no comportamento do sistema elétrico brasileiro. A característica de não linearidade das cargas atuais tem contribuído para a degradação da qualidade da energia utilizada. Assim, um dos fatores que tem se tornado evidente a partir de então é a questão da “Qualidade da Energia”, a qual envolve conceitos que estão relacionados às cargas, equipamentos e sistemas de distribuição, transmissão e geração. Muitos estudos têm sido desenvolvidos na busca de se entender os fenômenos causados pela presença de elevados conteúdos harmônicos e sua interação com o sistema, bem como suas causas e conseqüências. Para isso tem se utilizado de várias técnicas de modelagem dos sistemas, as quais variam em termos da aquisição de dados, da complexidade da modelagem, dos problemas de formulação e dos algoritmos de solução. Este trabalho apresenta uma modelagem de sistemas elétricos de distribuição de forma multifilar, possibilitando a simulação de sistemas trifásicos desequilibrados no domínio do tempo, bem como a análise de fluxo harmônico no sistema. Desta forma, destaca-se neste trabalho uma importante proposta de modelagem para transformadores trifásicos com conexão Δ - Y, permitindo a representação real dos sistemas de distribuição (três fios do lado primário e quatro fios do lado secundário). Com a nova modelagem proposta neste trabalho, torna-se possível uma ampla análise no domínio do tempo, de forma mais precisa, das tensões e correntes processadas nos sistemas elétricos, permitindo análises do fluxo harmônico, e ainda prevendo possíveis problemas e propondo soluções. / The development of new technologies implemented in most part of the loads present nowadays in the electrical network has brought along significant changes in Brazilian electrical networks. The non linearity loads characteristic present in such loads has contributed to the power quality degradation. Thus, one of the topics that has become evident since then is the “Power Quality” concept which is related to loads, equipment and devices, and Generation, Transmission and Distribution networks. Several studies have been developed searching to understand the phenomena caused by the presence of high harmonic contents and its interaction with the network, as well as its origins and consequences. So, many network modeling techniques have been used which varies in terms of data acquisition, modeling complexity, formulation problems and solution of algorithms. This work presents a new four wires electrical distribution network modeling, enabling the simulation of unbalanced systems in time domain, and also a harmonic flow analysis. On this context, it is remarkable in this work, an important Delta-Wye transformer modeling, enabling the real distribution network representation (three wires on primary side and four wires on secondary one). With the new modeling proposed on this work, it is also possible to carry out a wide analysis, in a precise way, on time domain, of processed voltage and currents in the networks, permitting the harmonic flow analysis, and also foreseeing future problems and proposing solutions to them.

Orientador: Aparecido Augusto de Carvalho / Banca: Claudio Kitano / Banca: Darcy Hiroe Fujii Kanda / Banca: Anderson Rodrigues Lima Caires / Banca: Samuel Leite de Oliveira / Resumo: Neste trabalho verificamos o potencial das técnicas de absorção UV-Vis e de fluorescência para o monitoramento da degradação do óleo mineral isolante (OMI), utilizado em transformadores em função do seu aquecimento. Foram realizadas medições e análise de mapas de contorno (excitação - emissão) de amostras de óleo mineral isolante novo e regenerado não diluídas e diluídas em hexano após aquecimento sistemático das mesmas e retorno à temperatura ambiente. Também foram obtidos espectros de absorção das amostras diluídas. As medições citadas foram realizadas para monitorar a degradação de amostras não diluídas de óleos minerais isolantes novos e regenerados, de forma a verificar a aplicabilidade das técnicas sem um preparo inicial das amostras. Os resultados mostraram que os valores de absorção e fluorescência sofrem mudanças sistemáticas a partir de cerca de 150°C, temperatura na qual a degradação do óleo se torna mais pronunciada. Foram observados comportamentos similares de absorção e fluorescência, tanto para o óleo novo quanto para o regenerado, o que indica que esta técnica óptica simples pode ser usada para o monitoramento contínuo da qualidade do óleo, independentemente da sua fonte. Os possíveis mecanismos responsáveis pelas alterações também são discutidos, tal como o efeito da geometria da configuração experimental das medições de fluorescência. Os resultados fornecem informações para o desenvolvimento de dispositivos portáteis, simples e de custo potencialmente baixo, capazes de verificar a qualidade do óleo mineral isolante em laboratórios e ambientes remotos sem a necessidade de qualquer preparação prévia da amostra. / Abstract: In this study we verify the potential of the UV-Vis absorption and fluorescence techniques to monitor the degradation of the insulating mineral oil (IMO) used in transformers depending on their heating. Measurement and analysis of contour maps (excitation - emission) were taken from samples of new and regenerated insulating mineral oils diluted and undiluted in hexane after systematically heating and bringing them back to room temperature. Absorption spectra were also obtained from diluted samples. The mentioned measurements were performed to monitor the degradation of new and regenerated insulating mineral oil undiluted samples in order to verify the applicability of the techniques without prior sample preparation. The results showed that the values of absorption and fluorescence underwent systematic changes starting at about 150 °C, temperature at which oil degradation becomes more pronounced. Similar absorption and fluorescence behaviors for both new and regenerated oils were observed, indicating that this simple optical approach may be used for continuous monitoring of oil quality, regardless of its source. The possible mechanisms responsible for the changes are also discussed, and the effect of the geometry of the experimental setup of the fluorescence measurements was investigated as well. The results provide the basis for the development of portable, simple and potentially inexpensive devices, able to check the insulating mineral oil quality in laboratories and remote environments without the need of any prior preparation of the sample. / Doutor