Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-28Bitstream added on 2014-06-13T19:28:04Z : No. of bitstreams: 1 batista_mf_me_ilha.pdf: 3972180 bytes, checksum: 619117071d2971bec37b4fbde27e7368 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho apresenta um estudo sobre a relação entre os principais tipos de bifurcações que ocorrem em sistemas elétricos de potência e em quais ocasiões elas podem ocorrer em máquinas síncronas com ou sem RAT (Regulador Automático de Tensão). Para explorar tais fenômenos, primeiramente o sistema é modelado, sendo utilizado para o caso MBI (Máquina - Barramento In nito) o modelo um eixo e, então, a matriz de estado é calculada para a análise dos autovalores. Para os sistemas multimáquinas estudados, são incluídos dois enrolamentos amortecedores nos eixos d ¡ q. São então apresentados os métodos de análise de estabilidade transitória convencionais, amplamente utilizados, conhecidos como método Tradicional e Método Direto. As condições para a ocorrência de bifurcações são analisadas utilizando os coe - cientes linearizados do modelo de He ron-Phillips para o caso MBI, onde é mostrado que se espera perder a estabilidade para o sistema com regulador automático de tensão através de uma bifurcação de Hopf e para o caso sem RAT através de uma bifurcação Sela-Nó. Por m, é analisado o ciclo-limite para o caso de uma máquina - barramento in nito e para sistemas multimáquinas através do modelo não-linear. A região de estabilidade é analisada no plano de fase, sendo mostrada a necessidade de incluir a variação de uxo no enrolamento de campo para uma análise correta da estabilidade. É também mostrado que este ciclo-limite pode reduzir a fronteira de estabilidade calculada pelo método convencional. / The aim of this study is the relation among main types of bifurcations that occur in electrical power systems and the circumstances they can happen with the synchronous machines considered with or without AVR (Automatic Voltage Regulator). To explore such phenomena, the system is rst modeled with the synchronous machines described by the one axis model for the MIB (Machine - In nite Bus) case , and so the state matrix is computed for the analysis of its eigenvalues. For multimachine systems case two windings dampers are included in d-q axes. The conditions for the occurrence of bifurcations are analyzed using the coe cients of the He ron-Phillips model for MIB case, where it is shown that one expects the system with automatic voltage regulator lose synchronism through a Hopf bifurcation and for the case without RAT through a Saddle- Node Bifurcation. Finally, the nonlinear model is accounted for in order to consider the limit-cycle for the case of one machine - in nite bus case as well as for multimachine system. Since internal voltage a ects the boundary of the stability region it must be considered. Then the phase portrait does not su ce and the trajectories must to be observed in a sub space de ned with the internal voltage. It is also shown that this limit-cycle can reduce the boundary of stability calculated by means of the direct method.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-05-25Bitstream added on 2014-06-13T18:08:30Z : No. of bitstreams: 1 capellette_rf_me_ilha.pdf: 755361 bytes, checksum: 926155dfd9eb5bc008e14cf26a245d48 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / PROPG - Programa de Pós-Graduação / Este trabalho analisa a influência do FACTS TCSC na função energia do sistema, mais especificamente na energia potencial. Também é abordada a influência da compensação dinâmica do TCSC na trajetória do sistema frente a uma grande perturbação, visando a melhoria da estabilidade transitória. A energia potencial é avaliada no espaço das posições angulares dos rotores das máquinas em torno de um ponto de equilíbrio estável levando em conta os efeitos da ação do TCSC. A trajetória do sistema é sobrepostas às curvas equipotenciais, e com isso é possível a avaliar os efeitos da compensação dinâmica do dispositivo nas mesmas. Através das simulações de dois sistemas testes, um sistema considerado de pequeno porte (Sistema de Quatro Máquinas) e outro de maior porte (New England) quando expostos a uma grande perturbação avalia-se a estabilidade de primeira oscilação com o intuito de determinar o tempo crítico de eliminação de uma falta no sistema. Posteriormente verifica-se a possibilidade de deslocar a trajetória do sistema com o propósito de que ela percorra um caminho mais íngreme na superfície da energia potencial, ou seja, idealmente que ela tenha orientação coincidente do gradiente da energia potencial, e analisa-se qual a influência da compensação série na energia potencial, com o intuito de obter tal direcionamento / This dissertation examines the influence of TCSC FACTS on the power system energy function, specifically on the potential energy. The influence of dynamic compensation of the TCSC in the trajectory of the system after a major disruption in order to improve transient stability is also approached. The potential energy is evaluated in the space of machines rotor angular positions around stable equilibrium point taking into account effects of the TCSC action and the trajectory of the system is superimposed with equipotential curves and so it is possible to evaluate the effects of the dynamic compensation. Simulations are performed with two test systems, one being a (four machines system) and the other being the well-know New England system submitted to great disturbances. The stability of the first oscillation in order to determine the critical fault clearing time, is assessed. It is possible to change the system trajectory in order to traverse a more steeply path, i.e. ideally matching orientation with the potential energy gradient. The influence of series compensation in potential energy is taken into account, in order to conduct the system trajectory to the potential energy gradient orientation

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-05-25Bitstream added on 2014-06-13T20:08:28Z : No. of bitstreams: 1 martins_rvf_me_ilha.pdf: 1143165 bytes, checksum: 34607cda52dfc8bc20e888b8601f3e4b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / PROPG - Programa de Pós-Graduação / Este trabalho dedica-se ao estudo da contribuição do SVC (Static Var Compensator) na estabilidade transitória em sistema multimáquinas. Coeficientes de sensibilidade nomeados fator de efeito e coeficiente de eficácia auxiliam na compreensão da atuação do SVC na admitância de transferência entre máquinas, que por sua vez exercem grande influência na capacidade de sincronização do sistema multimáquinas. Estuda-se a dinâmica da compensação do SVC neste trabalho, considerando dois controladores, sendo controle de tensão e controle estabilizador suplementar, este com sinal de entrada remoto das variações das velocidades angulares. Tais controladores, por meio da variação da susceptância do SVC, proporcionam influência na energia potencial do sistema, com reflexos diretos nas cordilheiras energéticas em torno de um ponto de operação, alterando o relevo energético proporcionando maiores condições de estabilidade comprovadas pela elevação do tempo crítico de eliminação de uma falta / This work is dedicated to the study of the SVC (Static Var Compensator) contribution on the transient stability in multimachine power system. Coefficients of sensibility named effect factor and coefficient of efficiency help on the comprehension the influence of the SVC in the transference admittance between machines, which, on the other hand, have great influence on the synchronization capacity of the multimachine system. It is studied the dynamic of the SVC compensation in this work, considering two controllers, which are voltage control and supplementary stabilizer control, this one with remote signal input being the angular speeds variations. Such controllers, through the variation of the SVC susceptance, provide influence on the system potential energy, with direct reflections on the energy ridges around an operation point, altering the energy relief providing major conditions of stability proven by the elevation of the critical time of elimination of a fault

Orientador: Laurence Duarte Colvara / Banca: Percival Bueno de Araujo / Banca: George Lauro Ribeiro de Brito / Resumo: Este trabalho dedica-se ao estudo da contribuição do SVC (Static Var Compensator) na estabilidade transitória em sistema multimáquinas. Coeficientes de sensibilidade nomeados fator de efeito e coeficiente de eficácia auxiliam na compreensão da atuação do SVC na admitância de transferência entre máquinas, que por sua vez exercem grande influência na capacidade de sincronização do sistema multimáquinas. Estuda-se a dinâmica da compensação do SVC neste trabalho, considerando dois controladores, sendo controle de tensão e controle estabilizador suplementar, este com sinal de entrada remoto das variações das velocidades angulares. Tais controladores, por meio da variação da susceptância do SVC, proporcionam influência na energia potencial do sistema, com reflexos diretos nas cordilheiras energéticas em torno de um ponto de operação, alterando o relevo energético proporcionando maiores condições de estabilidade comprovadas pela elevação do tempo crítico de eliminação de uma falta / Abstract: This work is dedicated to the study of the SVC (Static Var Compensator) contribution on the transient stability in multimachine power system. Coefficients of sensibility named effect factor and coefficient of efficiency help on the comprehension the influence of the SVC in the transference admittance between machines, which, on the other hand, have great influence on the synchronization capacity of the multimachine system. It is studied the dynamic of the SVC compensation in this work, considering two controllers, which are voltage control and supplementary stabilizer control, this one with remote signal input being the angular speeds variations. Such controllers, through the variation of the SVC susceptance, provide influence on the system potential energy, with direct reflections on the energy ridges around an operation point, altering the energy relief providing major conditions of stability proven by the elevation of the critical time of elimination of a fault / Mestre

[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.

La calidad del agua para el consumo humano es uno de los temas vigentes por parte de los gestores de los sistemas de abastecimiento y de centros de investigación en el entorno de la hidráulica urbana. Este aspecto es abordado desde distintos puntos de vista, motivado por las consecuencias que implica el consumo de agua contaminada; por tratarse de la protección de la salud pública, es indispensable tener mayor conocimiento en todas las formas en las que es vulnerable el agua potable. Las redes de distribución de agua, como toda obra de ingeniería presentan una vida útil, en la mayoría de las poblaciones urbanas se tienen instalaciones que han cumplido con ella y como consecuencia de circunstancias adversas se pueden ir incrementando los problemas físicos en las conducciones con el paso del tiempo. Entre otros factores identificados en esta problemática se encuentra el fenómeno de la intrusión patógena. En este trabajo se analiza la intrusión como un evento relacionado directamente con las fugas de agua en las conducciones. Este tipo de intrusión se produce cuando las condiciones de presión son adversas en la instalación. Así pues, la situación de las fugas se considera un factor determinante en el rendimiento hidráulico de la red, y además puede representar un riesgo para la calidad del agua en el suministro y por ende para la salud pública. La metodología planteada se ha basado en reproducir los eventos adversos que generan intrusión. El interés de realizar estos trabajos es debido a que en la mayoría de las investigaciones se plantean que la cuantificación de los volúmenes de intrusión es un factor fundamental para el control en la gestión de este tipo de adversidades. En este sentido se realizaron modelos físicos y numéricos en CFD, creando escenarios presentes en las redes de distribución. Se ha realizado la representación física y numérica de las condiciones más adversas para la generación de la intrusión en este aspecto. De esta forma se abordaron los casos en donde los eventos pueden ser más agresivos con la calidad del agua. Finalmente, al tener las herramientas numéricas validadas se pueden reproducir escenarios puntuales donde la vulnerabilidad de la red este comprometida y con ello tener mayor conocimiento de las posibles situaciones que podrían darse durante eventos imprevistos o por cuestiones de gestión en la distribución debida al abastecimiento intermitente. / Mora Rodríguez, JDJ. (2011). Modelación de la intrusión patógena a través de fallos y su implicación en la red de distribución de agua [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/11239 / Palancia

Orientador: Sérgio Kurokawa / Banca: Jean Marcos de Souza Ribeiro / Banca: Edson Guedes da Costa / Resumo: Entre tantas tecnologias alternativas desenvolvidas ao longo das últimas décadas, procurando aumentar a eficácia das técnicas convencionais ou propondo novas técnicas não convencionais na transmissão da energia elétrica a longas distâncias e lugares de difícil acesso, o estudo proposto apresenta alguns conceitos e características para sistemas de transmissão constituídos por quatro fases genéricas. O sistema de transmissão tetrafásico tem sido tema de diversos estudos e aplicações em alguns países da Europa e Ásia, apresentando algumas vantagens quando comparado ao sistema de transmissão trifásico convencional. Esse sistema pode ser facilmente integrado ao sistema trifásico por meio de transformadores, amplamente abordado por diversas referências bibliográficas. Nesse estudo foi realizado uma análise comparativa das possíveis sobretensões ocorridas nos domínios da frequência e do tempo entre os sistemas de transmissão trifásico e tetrafásico, avaliando as características elétricas e as respostas transitórias eletromagnética e impulsiva, mostrando novas vantagens sobre esta tecnologia, fornecendo uma avaliação completa sobre o tema / Abstract: Among the many alternative technologies developed over the past decades, seeking to increase the effectiveness of conventional techniques or proposing new non-conventional techniques in the transmission of electricity over long distances and places of difficult access, the proposed study presents some concepts and features to transmission systems that are constituted of four generic phases. The four-phase transmission system has been subject of numerous studies and applications in some countries in Europe and Asia, presenting some advantages compared to the conventional three-phase transmission system. This system can be easily integrated into the three-phase system through transformers, thoroughly approached by several bibliographical references. In this study was made a comparative analysis of the possible overvoltages that occurred in the areas of frequency and time between the transmission systems of three-phase and four-phase, evaluating the electrical characteristics and the transient answers, electromagnetic and impulsive, showing new advantages over this technology, providing a complete evaluation of this issue / Mestre

Orientador: Sérgio Kurokawa / Banca: Marina Lavorato de Oliveira / Banca: Edgar Manuel Carreno Franco / Resumo: As soluções das equações diferenciais de uma linha de transmissão são geralmente de difícil obtenção devido a sua complexidade, especialmente quando os efeitos da frequência e solo são considerados. Considerando essa característica foram propostos dois modelos para estudar os transitórios eletromagnéticos de linha de transmissão monofásica. O primeiro é o modelo a parâmetros discretos que considera a linha de transmissão representada por uma cascata de circuitos π e as correntes e tensões ao longo da cascata são descritas por equações de estado e suas soluções são obtidas por métodos numéricos de integração desenvolvidos diretamente no domínio do tempo. O segundo é o modelo a parâmetros distribuídos que transforma as equações diferenciais no domínio do tempo em equações hiperbólicas algébricas no domínio da frequência e uma vez obtidas as soluções a, usando a Transformada Inversa de Laplace implementada numericamente, são obtidas as soluções no domínio do tempo. Observa-se a presença de oscilações espúrias nas simulações do modelo a parâmetros discretos quando a linha de transmissão é representada por cascatas de circuitos π. Neste trabalho serão analisadas as oscilações espúrias presentes nas simulações obtidas para uma linha de transmissão monofásica e trifásica de comprimento fixo e representada por distintas quantidades de circuitos π e submetida a diversas condições de energização. Será projetado um filtro passivo analógico inserido diretamente no modelo a parâmetros discretos para reduzir as oscilações espúrias nas simulações obtidas, tornando-o mais preciso e confiável para análise de transitórios eletromagnéticos em sistemas de potência / Abstract: The solutions of differential equations of a transmission line are generally difficult to obtain due to the complexity of these equations. Considering this characteristics, two models have been proposed to study the electromagnetic transient in transmission line. The first model considers the discrete parameters to represents the transmission line using a cascade of π - circuit and the uses numerical integration methods developed directly in the time domain. The second model considers the distributed parameter of the transmission line. The differential equations in time domain are transformed to algebraic equations in the frequency domain and once obtained the solutions, using Inverse Laplace Transform implemented numerically, the solutions are obtained in the time domain. It was observed the presence of spurious oscillations when a transmission line is represented by a cascade of π-circuits. In this work the spurious oscillations will be analyzed using the simulations obtained from a single and three-phase transmission line. For these analyses, the transmission line is considered with fixed length and represented by different quantities of the π-circuits and the line energized by different voltage sources. It will be designed an analog low-pass filter inserted directly in the lumped parameters transmission line model to reduce spurious oscillations in the simulations, making it more accurate and reliable for the analysis in electromagnetic transients in power systems / Mestre

Orientador: Paula Ghedini Der Agopian / Coorientador: Afonso José do Prado / Banca: Afonso José do Prado / Banca: Elmer Mateus Gennaro / Banca: Luiz Fernando Bovolato / Resumo: Para a representação de linhas de transmissão em sistemas elétricos de potência, existem vários modelos que são usados, por exemplo, variáveis de estado e equações diferenciais. Esses modelos são incluídos em rotinas computacionais e utilizados em simulações numéricas de transitórios eletromagnéticos. A linha de transmissão utilizada é um circuito monofásico modelados por circuitos π, usando o modelo de variáveis de estado. Para testar os modelos é utilizada uma rotina numérica que combina o método Euler com o método de integração trapezoidal, resultando em um algoritmo simplificado, sendo capaz de simular transitórios eletromagnéticos em redes e de obter resultados com precisão satisfatória. Três modelos são analisados: modelo utilizando matriz de grande ordem, matriz de ordem dois e o modelos utilizando variáveis independentes. Neste trabalho será discutido e analisado a diferença entre os três modelos propostos e a maneira como as variáveis de estado são atualizadas para simular a propagação de um fenômeno transitório em uma linha de transmissão. Aplicando o mesmo método de integração há diferenças significativas nos resultados obtidos utilizando variáveis independentes: redução das oscilações numéricas com uma quantidade menor de circuitos π e redução do tempo computacional. A rotina baseada em atualização independente das variáveis de estado, apresenta modelagem simples, sem inversões de matrizes e matrizes esparsas. (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: For the representation of transmission lines in electrical power systems, there are several models that are used, for example, state variables and differential equations. These models are included in computational routines and used in numerical simulationsof electromagnetic transients. The transmission lines used are a single phase circuit modeled by πcircuits, using the state variable model. To test the models, a numerical routine that combines the Euler method with the trapezoidal integration method is used, resulting in a simplified algorithm, capable of simulating electromagnetic transients in networks and obtaining results with satisfactory accuracy. Three models are analyzed: model using large order matrix, order two matrix and model using independent variables. In this work will be discuss and analyze the difference between the three proposed models and the way state variables are updated to simulate the propagation of a transient phenomenon in a transmission line. Applying the same integration method there are significant differences in the results obtained using independent variables: numerical oscillationsreduction with a smaller number of π circuits and computational timereduction.The routine based on independent update of state variables, presents simple modeling, without inversions of sparse matrices. (Complete abstract electronic access below) / Mestre

[pt] No projeto de uma usina nuclear PWR, é necessário verificar se os limites de projeto dos seus componentes são respeitados mesmo em condições de operação anormal. O presente trabalho representa uma evolução do programa Sardan, desenvolvido para simulação de transitórios em PWR s. Os novos aspectos incorporados na versão Sardan 2, são: análise da vareta de combustível ou diferenças finitas, modelo de canal aberto para o subcanal crítico e implantação de um modelo simplificado para o sistema de controle automático. O programa foi testado em acidentes condição II, em particular, retirada descontrolada de um conjunto de barras de controle, queda de um conjunto de barras de controle, diluição descontrolada de boro, e os resultados obtidos considerados satisfatórios. / [en] In the design of a PWR nuclear plant it is necessary to verify if the design limits are respected, even under abnormal operation condition. The present work represents an evolution of SARDAN code, developed to simulate transients in PWR, the new aspects incorporeted in SARDAN 2 are: the fuel ROD analysis in finite- diference, an open channel model for the critic subchannel analysis and the introduction of a simplified model for the automatic control system. The program has been tested in accident condition II, in special, uncontrolled ROD cluster assembly bank withoraw, dropped full-length assembly group, uncontrolled Boron dilution, and the results obtained were considered satisfactory.