Orientador: Vivaldo Fernando da Costa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-08T01:39:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Magalhaes_AlinedaSilva_M.pdf: 1630763 bytes, checksum: a79cfa073b1e00a5a037e569e5a09bac (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Esta dissertação apresenta um estudo que avalia o desempenho do PST (Phase Shifting Transformer), equipado com um controlador suplementar, para o amortecimento de oscilações eletromecânicas de baixa freqüência em sistemas de energia elétrica. O modelo dinâmico que representa o PST é implementado no Modelo de Sensibilidade de Potência (MSP). A análise da estabilidade e o projeto de estabilizadores POD (Power Oscillation Damping) são baseados em análise modal, bifurcações de Hopf, gráficos do lugar das raízes e técnicas de resposta em freqüência e no tempo. É investigado o desempenho de diferentes sinais de entrada para os controladores. Os resultados obtidos revelam que o PST, quando equipado com estabilizadores, possui um grande potencial para manutenção da estabilidade de ângulo a pequenas perturbações de sistemas elétricos de potência / Abstract: This dissertation presents an assessment of the performance of PST (Phase Shifting Transformer) equipped with a supplemental controller for damping power systems low-frequency electromechanical oscillations. The dynamic model that represents the PST is implemented in the Power Sensitivity Model (PSM). The stability analysis and the design of POD (Power Oscillation Damping) stabilizers are based on modal analysis, Hopf bifurcations, root locus plots and time and frequency response techniques. The performance of different input signals to the controllers is investigated. The results obtained reveal that the PST, when equipped with stabilizers, has a great potential for keeping power systems small-signal angle stability / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Ingeniero Civil Eléctrico / El proyecto The Microformer , presentado el año 2010 en una competencia local en la Universidad de Wisconsin-Madison, consiste en la propuesta de un sistema de electrificación basado en transformadores de bajo costo. Estos transformadores están construidos con componentes reciclados de basura electrónica, específicamente obtenidos de hornos de microondas, que facilitan la electrificación de zonas de baja densidad de población (por ejemplo, zonas rurales) mejorando la eficiencia del sistema de transmisión/distribución eléctrica. A pesar de que existe un buen conocimiento sobre el comportamiento del Microformer como unidad, no existen estudios a nivel de sistema que involucren uno o más Microformers dentro de una red. Además, el Microformer nunca ha sido modelado en un ambiente de generación distribuida con múltiples puntos de inyección. Desde el punto de vista del sistema, el Microformer debiera comportarse como cualquier otro transformador. Sin embargo, sus características eléctricas son bastante diferentes comparado con transformadores de distribución comerciales. En el presente trabajo de título se pretende estudiar el comportamiento del Microformer a nivel de sistema. Para ello se presentan tres casos globales de estudio con el fin de observar y mejorar el comportamiento del Microformer en redes compuestas por los mismos. Primero se construye una red trifásica de laboratorio con ocho Microformers reproduciendo una topología rural, luego se implementa dicha red en el software de cálculo DigSILENT PowerFactory para cubrir casos que son imposibles recrear en la red experimental. Finalmente, se inserta el Microformer en una red modelo de la IEEE teniendo en cuenta las consideraciones y conclusiones obtenidas de los casos de estudios previos. A diferencia de trabajos anteriores, los transformadores de microondas son modificados según la función que cumplan en una red de distribución. Para los Microformers de subida se mantiene una razón de transformación de 9,1 con tal de obtener 2 kV en alta tensión. Por otro lado, debido a la mala regulación de los Microformers de bajada, es imperante modificar su razón de transformación al mínimo posible mediante la adición de espiras para compensar así la caída de tensión debido a los flujos de fuga y las pérdidas Joule en sus enrollados. Además, para mejorar aún más la regulación se aprovechan los condensadores de alta tensión que vienen en los hornos microondas. En este trabajo se dan una serie de recomendaciones para futuras redes que se construyan con Microformers a partir de los resultados obtenidos en las simulaciones realizadas, entre ellas se encuentran el descarte previo de transformadores de microondas que no cumplan con los resultados mínimos esperados en las pruebas típicas; reducción de la potencia nominal de los Microformers a 660 VA; modificación de los Microformers según su función en la red; largos mínimos y máximos de líneas para que el uso de Microformers sea justificado y que se encuentre dentro de la norma. Como trabajo futuro se propone hacer un estudio estadístico de transformadores de microondas analizando qué tanto varían los parámetros eléctricos entre hornos de microondas de una misma marca o modelo, esto con el fin de determinar si es posible construir bancos trifásicos de transformadores con más de tres Microformers en paralelo. También se propone mejorar los niveles de armónicos de tensión y corriente implementando filtros de armónicos u otros métodos similares. Finalmente se deja construida una red experimental con fines pedagógicos en el Laboratorio de Máquinas del Departamento de Ingeniería Eléctrica, por lo que se propone realizar una guía de laboratorio para que los alumnos estudien los casos abarcados en este trabajo.

Sendo as interrupções, os afundamentos de tensão e as sobretensões distúrbios de Qualidade de Energia Elétrica (QEE) com potencial de grande impacto econômico, estudos que procuram alternativas de mitigação de seus efeitos ou prevenção de sua ocorrência têm sido amplamente realizados nas últimas décadas. Uma das metodologias de avaliação de sua ocorrência é realizada pela predição, que geralmente se concentra em simulações de faltas em parcelas de sistemas elétricos de potência. Nos Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional (PRODIST), encontra-se a denominação geral de Variações de Tensão de Curta Duração (VTCD) para estes três tipos de distúrbios, os quais podem ser classificados tanto por sua magnitude quanto por sua duração. Nesse contexto, este trabalho avalia pela predição a influência exercida pela conexão e o aterramento do neutro de transformadores trifásicos nas quantidades de VTCD, especialmente de afundamentos de tensão, e no valor do índice Fator de Impacto (FI) do PRODIST, que são observados em um nó com conexão a um consumidor industrial Realizam-se estudos de caso sobre um sistema de potência simulado no software Alternative Transients Program (ATP), o qual possui dois transformadores em sua rede: um transformador da subestação e outro na entrada do nó do consumidor industrial. Consideram-se duas conexões possíveis para o transformador de entrada, e aplica-se uma resistência de aterramento para o neutro de ambos os transformadores em cada caso, alteram-se o seu valor. Verificam-se as tensões no nó do consumidor industrial de duas formas diferentes: tensões fase-terra e tensões fase-fase. Observa-se, assim, que há diferenças para estas quantidades e para o valor do FI devidas à forma de conexão do transformador de entrada, valor da resistência de aterramento de neutro de ambos os transformadores e formas de verificação das tensões. / Since interruptions, voltage sags and overvoltages are Power Quality (PQ) disturbances with great economic impact potential, studies that seek alternatives to mitigate its effects or to prevent its occurrence have been done widely in the last decades. One of the methodologies to assess its occurrence is performed by prediction, which usually focuses on power systems fault simulations. In the Brazilian norm of PQ, there is the general designation short duration voltage variation (VTCD) for these three types of disturbances, which are classified both in terms of magnitude and duration. In this context, this work assess by the prediction the influence of three-phase transformers winding connection and neutral grounding in the quantities of VTCD, especially voltage sags, and in the index value Impact Factor (FI) of the Brazilian regulation standard, which are observed in a node with connection to an industrial consumer. The case studies are performed on a simulated power system in the Alternative Transients Program (ATP), which has two transformers in its network: one substation transformer and another at entrance of the industrial consumer node. Two possible winding connections are considered for the entrance transformer, and a ground resistance is applied to the neutral of both transformers in each case, being changed their value. Voltages in the industrial consumer node are verified by two different ways: phase-to-ground voltages and phase-to-phase voltages. It is observed that there are differences for these quantities and for the value of the FI due to the winding connection of the entrance transformer, the value of the neutral ground resistance of both transformers and the ways of voltage verification.

Orientador: Falcondes José Mendes Seixas / Banca: Dilson Amancio Alves / Banca: Priscila da Silva Oliveira / Resumo: 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 / Abstract: 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 / Mestre

En la actualidad el transformador es uno de los equipos principales con los que se cuentan para transmitir y distribuir la energía eléctrica en una red. Este equipo tiene la necesidad de refrigerarse y aislar eléctricamente sus devanados, para esto, existen diversos líquidos que poseen características que perjudican el bienestar de la persona y al medio ambiente. Durante la evolución y desarrollo técnico-tecnológico de estos líquidos, se han creado aceites sintéticos (minerales) que son perjudiciales para medio ambiente y a su vez no son biodegradables. Inclusive los efectos de estos aceites, tengan repercusión en generaciones futuras [1]. El aceite dieléctrico en los transformadores de distribución es fundamental en su proceso de refrigeración, el estrés eléctrico, o la contaminación química, pueden producir fallas y reducir la vida útil en los equipos. Cuando estos aceites están contaminados con bifenilos policlorados (PCB, por sus siglas en inglés), pueden contaminar los sistemas naturales y reducir la calidad de sus bienes y servicios ambientales [2]. Los PCB son elementos contaminantes, que son persistentes, este elemento no se encuentra en la naturaleza, han sido creados por el hombre, fueron usados desde 1930 hasta 1983 que se prohibió su producción por ser altamente dañinos para la salud. [3] Ante la presencia de transformadores de distribución contaminados (PCB) en la Ciudad de Chiclayo se propone el diseño una máquina de bajo volumen para el tratamiento y reutilización del aceite dieléctrico contaminado (PCB). La máquina será diseñada para realizar 3 procesos, el primero es el proceso de declorinación, el cual consiste en la eliminación selectiva de los átomos de cloro de las moléculas de PCB, luego pasará al proceso de tratamiento o regeneración, operación donde se extrae la humedad, la desgasificación y filtración de partículas y finalmente por el proceso de recuperación en donde el aceite recupera sus propiedades dieléctricas.

El desarrollo de la tesis tiene como propósito dar solución a los diferentes problemas que presenta el suministro de energía eléctrica en los transformadores, para hogares ya que se ven afectadas la luminosidad y en las empresas comerciales además de las viviendas, la función esencial de los transformadores en como lo dice su nombre transformar el voltaje a la cantidad adecuada para así ser proporcionada a las conexiones de cada hogar o empresa. Para ello se hace la construcción de un simulador de prototipo equipado con arduino y componentes de lectura de voltaje, además de un sistema web que nos permita visualizar en tiempo real el comportamiento de las cargas eléctricas de manera que se pueda monitorear el estado en el que se encuentra el paso de estos parámetros eléctricos y controlar el voltaje adecuado en caso de que ocurra algún incidente con el transformador quien es el que va a transportar el voltaje a las industrias y viviendas. Se toma en cuenta además de lo ya explicado el protocolo X10 sistema automatizado para el hogar no es más que los cables de electricidad que ya se encuentran en los hogares y en el cableado de nuestro transformador, aquí se hará la conexión con el prototipo el cual se conectara de un puerto óptico conectado enviando datos a nuestros sistema web el cual serían los datos de parámetros eléctricos, permitiendo así ver si existe incidencia en el voltaje proporcionado o algún error en las fases de conexión. El estudio correspondiente será en la zona “EN132”, ubicado en pueblo joven Muro, constando de tres transformadores haciendo la prueba en uno, el trabajo será apoyado de la metodología RUP que me permite analizar cada proceso de obtención de información además de ver el avance del proyecto presentado y los posibles resultados que se puedan obtener.

El control adecuado de la temperatura del medio en el que funcionan los transformadores de potencia implica la protección del equipo para evitar fallas imprevistas, de modo tal que prolongue su vida útil. Existen sistemas de medición y control de dicha temperatura que se mantienen vigentes por mucho tiempo; sin embargo, el desarrollo de la tecnología permite encontrar nuevas formas de adquisición de valores y monitoreo de dicho parámetro. En este caso las propiedades que tiene la fibra óptica de plástico van más allá del aprovechamiento en el área de las comunicaciones. Sus propiedades específicas hacen que podamos medir y monitorear la temperatura de una manera confiable. Por tal motivo, en el presente trabajo de tesis se propone el diseño de un equipo aplicado a la medición y monitoreo de la temperatura interna de transformadores, usando un sensor óptico.

En esta Tesis se diseña una Maquina Plegadora de Paneles Corrugados, con la finalidad de mejorar e incrementar la producción de Transformadores de Distribución, tema de interés para nuestra industria. El diseño se lleva a cabo empleando “El método generalizado de procedimiento en el proceso de diseño”, éste método optimiza cada una de sus fases con criterios de evaluación que conducen a la optimización del diseño. Se evalúa el estado de la tecnología, recurriendo a un sistema de patentes, rescatando la información necesaria para comprender el problema. A continuación se elabora una lista de exigencias que plantea los objetivos para el diseño, luego, a través de una abstracción se logra disgregar y ordenar la Estructura de Funciones que define el comportamiento de la maquina en cuestión; las mismas que deberán ser suplidas por portadores de función que son presentados en una Matriz Morfológica. Ordenada y asimilada la información, se elaborara y presenta, las posibles de combinaciones, a manera de esquemas cualitativos, mostrando una idea aproximada de la disposición de los portadores de función. De acuerdo a la lista de exigencias se evalúa las combinaciones y se procede a la elaboración del proyecto, enfocándolo en la función principal de “Plegado”. Se estima las cargas requeridas para el proceso de plegado, con la finalidad de dimensionar apropiadamente los componentes hidráulicos y estructurales. Posteriormente se establece la secuencia de trabajo, la selección y dimensionado de los componentes del circuito hidráulico responsable de dicha secuencia. / Tesis

Este trabalho apresenta um conjunto de métodos para a proteção e o monitoramento de transformadores de potência baseado em sistemas inteligentes e na aplicação das transformadas de Clarke e Wavelet. A abordagem inteligente utilizada permite analisar a condição operativa dos transformadores de potência e detectar a ocorrência de defeito interno, distinguindo-a de outras situações de operação, como, a energização, a energização solidária, a saturação dos transformadores de corrente e a sobreexcitação. As tomadas de decisão das técnicas desenvolvidas são realizadas pela lógica fuzzy após o pré-processamento dos sinais de entrada por meio de diversos métodos, os quais variam de acordo com o algoritmo que esta sendo executado. Os algoritmos propostos foram testados por meio de simulações realizadas através do software Alternative Transients Program (ATP). É importante salientar que nas simulações do ATP foram modelados diversos equipamentos que constituem o sistema elétrico de potência, incluindo um gerador síncrono com regulação de velocidade, linhas de transmissão com variação em frequência, transformadores de potência com suas respectivas curvas de saturação, transformadores de potencial e de corrente. Estas modelagens tiveram por objetivo gerar dados das distintas situações de operação para a verificação e análise da metodologia proposta. Os resultados da pesquisa mostram a aplicabilidade dos algoritmos propostos na proteção e no monitoramento dos transformadores de potência, mesmo nas condições mais adversas, como na ocorrência da saturação dos transformadores de corrente, uma vez que os sinais de entrada distorcidos pela saturação são corrigidos por uma rede neural artificial. Os resultados apresentados comparam as respostas obtidas pelas técnicas propostas em relação às saídas de um relé comercial, habilitado à proteção diferencial percentual. / This work presents a set of methods for protecting and monitoring power transformers based on intelligent systems and the application of Clarke and Wavelet transforms. The intelligent approach allowed us to analyze the operating condition of power transformers and it discriminates between an internal fault and different operating conditions, as energization, sympathetic inrush, saturation of current transformers and overexcitation. Decision making is performed by fuzzy logic after the preprocessing of the input signals through various methods, varying according to which algorithm is running. It is important to point out that in the simulations using ATP many different power system equipment had been modeled, including a synchronous generator with speed regulation, transmission lines with variation in frequency, power transformers with their saturation curves, potential transformers and current transformers. The objective of these tests was to generate data for distinct situations for the verification and the analysis of the proposed methodologies. The results of the research show the applicability of the algorithms considered in protection and monitoring of power transformers, even in adverse conditions, such as saturation of current transformers, since the input signals are distorted by CT saturation corrected by artificial neural network. The results are compared to the ones presented by a commercial percentage differential relay.

Nesta pesquisa, apresentam-se os principais eventos relacionados com a proteção de transformadores e sua correlação com os distúrbios de qualidade da energia elétrica (QEE). Neste sentido, foi desenvolvido um algoritmo que utiliza a transformada Wavelet (TW) e a lógica Fuzzy (LF) para classificar os eventos transitórios associados à proteção de transformadores. Estes eventos foram observados em um sistema elétrico de potência (SEP) simulado com a utilização do software Alternative Transients Program (ATP). Importa ressaltar que o sistema modelado apresenta transformadores ligados em paralelo, possibilitando o estudo de eventos decorrentes desta situação, como a energização solidária (Sympathetic Inrush). Por este SEP, modelado sobre parâmetros reais, foram simuladas várias situações transitórias, que provocam o aparecimento de correntes diferenciais, sendo estas direcionadas para análise do algoritmo desenvolvido. Afirma-se que, nos testes realizados, o algoritmo proposto apresentou um desempenho satisfatório perante as mais variadas situações a que foi submetido, identificando as causas das correntes diferenciais, sejam proporcionadas por defeitos ou por outras condições de operação aplicadas. / In this research, the main events related to the transformer protection and its correlation with the power quality disturbances (PQ) are presented. In this context, an algorithm based on Wavelet transform (WT) and Fuzzy logic (FL) was developed to classify the transient events associated with the transformer protection. These events were observed in an electrical power system (EPS) simulated using the Alternative Transients Program (ATP) software. It should be emphasized that the modeled system presents transformers connected in parallel, allowing the study of events of this situation, such as sympathetic inrush. For the simulated EPS, modeled based on real parameters, various transients situationswere simulated, causing the appearance of differentials currents which were directed to the analysis. The proposed algorithm showed a satisfactory performance tomany situations, identifying the causes of the differentials currents, either provided by faults or other operation conditions.