Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AntonioSD_DISSERT.pdf: 1216426 bytes, checksum: 7fd76cc37669a46f507ab80033e1227e (MD5) Previous issue date: 2012-12-14 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This work presents in a simulated environment, to analyze the length of cable needed counterweight connected to ground rod, able to avoid the phenomenon of flashover return, back flashover, the insulator chains of transmission lines consisting of concrete structures when they are subjected to lightning standardized regarding certain resistivity values of some kinds of soil and geometric arrangements of disposal of grounding systems structures / Este trabalho apresenta, em ambiente simulado, a an?lise do comprimento necess?rio de cabo contrapeso interligado a haste de aterramento, capaz de evitar o fen?meno de descarga disruptiva de retorno, back flashover, nas cadeias de isoladores de Linhas de Transmiss?o constitu?das de estruturas de concreto, quando s?o submetidas a descargas atmosf?ricas padronizadas considerando determinados valores de resistividade de solo e alguns tipos de disposi??o de arranjos geom?tricos de sistemas de aterramento das estruturas

Uma das características mais marcantes das gerações atuais é a necessidade por armazenar e acessar cada vez mais informação em dispositivos cada vez menores. O desenvolvimento de tais equipamentos é, por si só, uma área de conhecimento incrivelmente especializada e que possui desafios que flertam a todo o instante com os limites da física. Um deles são interações entre circuitos conhecidas como interferências eletromagnéticas EMI (do inglês ElectroMagnetic Interference) e seu comportamento é estudado e combatido através de uma área conhecida como Integridade de Sinais. Neste cenário, esta dissertação tem por objetivo trazer ao leitor uma introdução ao mundo da Integridade de Sinais, desenvolvendo didaticamente modelos utilizados em cálculos de robusteza à interferência eletromagnética. É objetivo, também, apresentar e avaliar os trabalhos acadêmicos mais atuais da área, agregando valor comercial aos mesmos por aplicá-los a um projeto comercial típico e comparar com resultados experimentais. Quando da introdução à aplicação comercial que seria utilizada nos testes, expansões ao modelo de interconexões simples que se fazem necessárias em ambientes de múltiplas linhas de transmissão são expostas. Finalmente, análises de integridade de sinal foram feitas em um par diferencial de interconexões. Sua resposta foi analisada em um espectro de freqüência que variou de aproximadamente 0GHz até 10GHZ. Para efeitos de comparação, juntamente com as medidas efetuadas em uma placa prototipada e as simulações obtidas com a aplicação do modelo alvo, também foram feitos testes utilizando o ADS, uma ferramenta largamente utilizada no estudo de integridade de sinal de projetos eletrônicos. Conforme dito na análise dos resultados, é possível concluir que o modelo sob avaliação apresenta um resultado de alta confiabilidade para freqüências relativamente baixas. Conforme as freqüências ultrapassaram 4GHz, entretanto, desvios, possivelmente produzidos por pequenas variações nos valores calculados para indutâncias e capacitâncias mútuas, afetam significativamente a qualidade e veracidade do cálculo. / One of the most striking characteristics of current generations is the need for store and access more and more information and always smaller devices. The development of such equipment is a highly specialized area of knowledge and its challenges flirt with physics limits all the time. One of those challenges regards the interactions between electronic circuits known as Electromagnetic Interference (EMI). Its behavior is studied and mitigations of it are researched by an area called Signal Integrity (SI). Given this scenario, the present dissertation aims to bring the reader to the world of Signal Integrity. It accomplishes that by means of didactically present models used on EMI hardness calculations. It is also a goal to present and evaluate one of the SI’s most recent academic researches, while adding commercial value to it. The models are applied on a typical commercial design and the results are compared with measurements. Finally, expansions to the target model are presented to make capable of handle multi interconnections environments. SI analyses were performed on a differential pair. Its response was analyzed in the frequency domain from near 0GHz up to 10GHz. The measurements performed on a prototyped board, the simulation of the model, and results obtained through ADS simulations were also performed. As it is presented in results section, it is possible to conclude that the model under evaluation presents high reliability results for low frequencies. However, as frequencies become higher than 4GHz, deviations, probably caused by small variations on mutual capacitance and inductance calculations, significantly affect the quality and correctness of results.

As forças devido aos efeitos do vento são, em geral, as solicitações predominantes em projeto de estruturas de linhas de transmissão. Apesar de ventos convectivos de alta intensidade serem frequentemente relacionados a falhas estruturais, as recomendações normativas mais utilizadas contemplam apenas ventos sinóticos, sem fazer considerações a carregamentos devido a ventos convectivos. É importante ressaltar que, devido às grandes dimensões lineares das linhas de transmissão, estes projetos são mais suscetíveis a danos causados por ventos de efeito localizado do que estruturas com localização pontual. Para complementar estudos anteriores a respeito do efeito de tormentas locais em linhas de transmissão, este trabalho tem como objetivo analisar as forças induzidas em cabos ocasionadas por uma combinação de tormentas descendentes e ventos sinóticos. Através de uma rotina computacional na plataforma MATLAB, os eventos a serem analisados foram simulados. Foram considerados diversos comprimentos de vãos, combinações e orientações de ventos nas simulações. Dos resultados obtidos, pode-se concluir que, para a mesma velocidade de vento a uma altura de 10 m acima do solo, um evento sinótico induz carregamentos mais severos nos cabos, quando sua direção é perpendicular aos cabos. Em outros casos analisados, observa-se que, pelo caráter axissimétrico do campo de velocidades de vento gerado, o caso composto por uma tormenta descendente poder ser o que induz carregamentos mais severos. / The forces due to wind effects cause, in general, the most severe loading in the design of overhead transmission lines structures. Although high intensity winds are often related to structural failure, the most widely used standard recommendations include only synoptic winds, without regards to loadings due to convective winds. It is noteworthy that, due to the large linear dimensions of transmission lines, they are more susceptible to damages from localized winds than punctual structures. In order to complemente previous studies on the effect of localized high intensity localized winds on transmission lines, this research seeks to analyse cable tensions induced by a combination of both synoptic and high intensity localized winds.Through a computational routine in MATLAB, the events to be analysed were simulated. Several span lenghts, orientations and combinations of winds were considered on the simulations.From the results obtained, it is possible to conclude that, from the same wind speed at a height of 10 m above the ground, a synoptic event with its direction perpendicular to the cables induced more severe loads. In other cases analysed, it was observed that due to the axisymmetric wind field generated, the more severe load case may be composed by a localized wind event.

Localizadores de faltas são dispositivos designados para determinar a localização do ponto de incidência de faltas em linhas de transmissão dos sistemas elétricos de potência. Esta localização possibilita uma restauração mais rápida da operação de um sistema elétrico, contribuindo assim para um alto grau de continuidade no fornecimento de energia. Este trabalho apresenta um estudo comparativo entre duas abordagens distintas para localização digital de faltas. Os métodos se distinguem quanto à natureza dos dados de entrada. Um dos métodos utiliza dados disponíveis apenas em um único terminal, enquanto que o outro, utiliza dados provenientes dos dois terminais da linha de transmissão. As teorias fundamentais de ambas as técnicas são estudadas e simulações computacionais das mesmas são extensivamente testadas utilizando-se dados provenientes de uma simulação das linhas de transmissão sob falta. / Fault locators are devices designed to pinpoint the location of the fault on transmission lines of electric power systems. This location allows a fast restoration of the power system operation, contributing to a high level of continuity on power delivery. This work shows a comparative study between two digital fault locator approaches. The methods differ on the nature of input data. One of the methods uses data available from only one end, while the other uses data from the both ends of the transmission line. The fundamental theories of the two techniques will be studied, and computacional simulations are extensively tested with data obtained from simulation of faulted transmission lines.

Uma das características mais marcantes das gerações atuais é a necessidade por armazenar e acessar cada vez mais informação em dispositivos cada vez menores. O desenvolvimento de tais equipamentos é, por si só, uma área de conhecimento incrivelmente especializada e que possui desafios que flertam a todo o instante com os limites da física. Um deles são interações entre circuitos conhecidas como interferências eletromagnéticas EMI (do inglês ElectroMagnetic Interference) e seu comportamento é estudado e combatido através de uma área conhecida como Integridade de Sinais. Neste cenário, esta dissertação tem por objetivo trazer ao leitor uma introdução ao mundo da Integridade de Sinais, desenvolvendo didaticamente modelos utilizados em cálculos de robusteza à interferência eletromagnética. É objetivo, também, apresentar e avaliar os trabalhos acadêmicos mais atuais da área, agregando valor comercial aos mesmos por aplicá-los a um projeto comercial típico e comparar com resultados experimentais. Quando da introdução à aplicação comercial que seria utilizada nos testes, expansões ao modelo de interconexões simples que se fazem necessárias em ambientes de múltiplas linhas de transmissão são expostas. Finalmente, análises de integridade de sinal foram feitas em um par diferencial de interconexões. Sua resposta foi analisada em um espectro de freqüência que variou de aproximadamente 0GHz até 10GHZ. Para efeitos de comparação, juntamente com as medidas efetuadas em uma placa prototipada e as simulações obtidas com a aplicação do modelo alvo, também foram feitos testes utilizando o ADS, uma ferramenta largamente utilizada no estudo de integridade de sinal de projetos eletrônicos. Conforme dito na análise dos resultados, é possível concluir que o modelo sob avaliação apresenta um resultado de alta confiabilidade para freqüências relativamente baixas. Conforme as freqüências ultrapassaram 4GHz, entretanto, desvios, possivelmente produzidos por pequenas variações nos valores calculados para indutâncias e capacitâncias mútuas, afetam significativamente a qualidade e veracidade do cálculo. / One of the most striking characteristics of current generations is the need for store and access more and more information and always smaller devices. The development of such equipment is a highly specialized area of knowledge and its challenges flirt with physics limits all the time. One of those challenges regards the interactions between electronic circuits known as Electromagnetic Interference (EMI). Its behavior is studied and mitigations of it are researched by an area called Signal Integrity (SI). Given this scenario, the present dissertation aims to bring the reader to the world of Signal Integrity. It accomplishes that by means of didactically present models used on EMI hardness calculations. It is also a goal to present and evaluate one of the SI’s most recent academic researches, while adding commercial value to it. The models are applied on a typical commercial design and the results are compared with measurements. Finally, expansions to the target model are presented to make capable of handle multi interconnections environments. SI analyses were performed on a differential pair. Its response was analyzed in the frequency domain from near 0GHz up to 10GHz. The measurements performed on a prototyped board, the simulation of the model, and results obtained through ADS simulations were also performed. As it is presented in results section, it is possible to conclude that the model under evaluation presents high reliability results for low frequencies. However, as frequencies become higher than 4GHz, deviations, probably caused by small variations on mutual capacitance and inductance calculations, significantly affect the quality and correctness of results.

As forças devido aos efeitos do vento são, em geral, as solicitações predominantes em projeto de estruturas de linhas de transmissão. Apesar de ventos convectivos de alta intensidade serem frequentemente relacionados a falhas estruturais, as recomendações normativas mais utilizadas contemplam apenas ventos sinóticos, sem fazer considerações a carregamentos devido a ventos convectivos. É importante ressaltar que, devido às grandes dimensões lineares das linhas de transmissão, estes projetos são mais suscetíveis a danos causados por ventos de efeito localizado do que estruturas com localização pontual. Para complementar estudos anteriores a respeito do efeito de tormentas locais em linhas de transmissão, este trabalho tem como objetivo analisar as forças induzidas em cabos ocasionadas por uma combinação de tormentas descendentes e ventos sinóticos. Através de uma rotina computacional na plataforma MATLAB, os eventos a serem analisados foram simulados. Foram considerados diversos comprimentos de vãos, combinações e orientações de ventos nas simulações. Dos resultados obtidos, pode-se concluir que, para a mesma velocidade de vento a uma altura de 10 m acima do solo, um evento sinótico induz carregamentos mais severos nos cabos, quando sua direção é perpendicular aos cabos. Em outros casos analisados, observa-se que, pelo caráter axissimétrico do campo de velocidades de vento gerado, o caso composto por uma tormenta descendente poder ser o que induz carregamentos mais severos. / The forces due to wind effects cause, in general, the most severe loading in the design of overhead transmission lines structures. Although high intensity winds are often related to structural failure, the most widely used standard recommendations include only synoptic winds, without regards to loadings due to convective winds. It is noteworthy that, due to the large linear dimensions of transmission lines, they are more susceptible to damages from localized winds than punctual structures. In order to complemente previous studies on the effect of localized high intensity localized winds on transmission lines, this research seeks to analyse cable tensions induced by a combination of both synoptic and high intensity localized winds.Through a computational routine in MATLAB, the events to be analysed were simulated. Several span lenghts, orientations and combinations of winds were considered on the simulations.From the results obtained, it is possible to conclude that, from the same wind speed at a height of 10 m above the ground, a synoptic event with its direction perpendicular to the cables induced more severe loads. In other cases analysed, it was observed that due to the axisymmetric wind field generated, the more severe load case may be composed by a localized wind event.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-03-08T12:15:41Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DissertaçãoDaviLira.pdf: 3636018 bytes, checksum: a3d66cf7d5a7e3e102b2d49abcabf422 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-08T12:15:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DissertaçãoDaviLira.pdf: 3636018 bytes, checksum: a3d66cf7d5a7e3e102b2d49abcabf422 (MD5) Previous issue date: 2016-04-13 / O presente trabalho introduz um novo método para confecção de acopladores híbridos do tipo branch-line que sejam de banda dupla, ou seja, que são projetados para operar em duas frequências desejadas quaisquer com a mesma resposta. Este método faz uso de uma nova estrutura de linha de transmissão artificial (LTA) implementada em microfita, a qual é composta por três linhas de transmissões conectadas em cascata, com estubes em aberto inseridos em paralelo entre as linhas de transmissão. Foram obtidas expressões algébricas que determinam, em função das frequências das bandas desejadas, os valores de impedância característica e comprimento elétrico de cada um dos segmentos e estubes para que, em ambas as frequências, a LTA tenha os mesmos parâmetros de espalhamento que, e portanto seja equivalente a, um único segmento de linha de transmissão convencional com impedância característica e comprimento elétrico quaisquer especificados. Para obter o acoplador híbrido do tipo branch-line com banda dupla, portanto, substituímos cada linha de transmissão do acoplador por uma ATL com os parâmetros calculados de acordo com as expressões encontradas. Essa técnica foi usada para projetar, simular, fabricar e medir um acoplador híbrido branch-line que funcionasse nas frequências GSM de 925MHz e ISM 5.8GHz. Essa técnica tem como principal vantagem a capacidade e a flexibilidade de obter acopladores branch-line com bom desempenho em duas bandas quaisquer. / This work deals with a new method for the design of dual band branch-line hybrid couplers with arbitrary central frequencies, in other words, branch-line couplers which operate in two desired frequencies. This method makes use of a new artificial transmission line (ATL) structure, which is composed of the cascade connection of three transmission lines segments with parallel open stubs between them. Algebraic expressions were obtained that specify, in function of the central frequencies, the values for the characteristic impedance and electric length of the segments, so that the ATL has, for both frequencies, the same scattering parameters, hence the same behavior, as an ordinary transmission line with any chosen characteristic impedance and electric length. To obtain a dual band branch line coupler, the desired frequencies are chosen and the expressions are evaluated to find out the characteristic impedances and electric lengths of the ATL’s to replace all transmission lines that make up the coupler. This technique was used to design, simulate, fabricate and measure a branch-line hybrid coupler that works on the 925MHz GSM and 5.8GHz ISM frequencies. This technique has as it’s main advantage the ability and flexibility to yield couplers with good performance in two arbitrary bands.

Orientador: Maria Cristina Dias Tavares / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-05T22:47:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gertrudes_JoaoBosco_M.pdf: 6826873 bytes, checksum: 2b476528549162ae8d62b6920b535fdd (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Um dos requisitos necessários para estudos e simulação de fenômenos transitórios em sistemas de energia elétrica (aterramentos, linhas de transmissão, etc) é a modelagem adequada do comportamento eletromagnético do solo. Na literatura, os parâmetros (condutividade e permissividade) são usualmente considerados independentes da freqüência, com condutividade (s) constante, e permissividade (e) que pode ser desprezada (?e << s). Estas aproximações quase-estacionárias, tradicionalmente usadas em sistemas de potência podem acarretar erros consideráveis ou modelos inadequados para altas freqüências e fenômenos transitórios rápidos, por exemplo, associados à descargas atmosféricas, uma vez que esses parâmetros (s, ?e) são fortemente dependentes da freqüência. Portanto, torna-se necessário o conhecimento do comportamento do solo na faixa de freqüência 0 a 2 MHz, faixa na qual se encontra o espectro de freqüência da maior parte dos distúrbios do sistema elétrico. Neste trabalho apresentamos novas medições de campo de parâmetros do solo, com amostras coletadas na região de Cachoeira Paulista/SP. Os parâmetros são calculados na faixa de 100 Hz a 2 MHz de acordo com os procedimentos de medição em campo e validação propostos Portela em 1997. São também apresentados procedimentos para minimização da dispersão inerente das medições de campo: identificação das componentes de freqüência dos sinais medidos na amostra através de Transformada de Fourier e uso de filtros adequados para filtragem de ¿ruídos¿. Estes procedimentos são necessários para medição das amplitudes e defasagem entre sinais de tensão e corrente injetados na amostra, na componente de primeira harmônica, dados fundamentais para levantamento dos parâmetros do solo. Para evidenciar a importância da correta modelagem do solo em função da freqüência é feito um estudo comparativo da influência dos parâmetros do solo no desempenho de uma linha de transmissão (LT) trifásica, simples, 440 kV, idealmente transposta, considerando modelo de solo com dependência na freqüência versus modelo de solo a parâmetros constantes (abordagem usual) / Abstract: One of the essential requirements for studies and adequate simulation of transient phenomena in power systems (transmission lines, grounding systems, etc) is the adequate representation of ground effect. Most used procedures assume that the ground may be considered frequency independent, having a constant conductivity (s) and an electric permittivity (e) that can be neglected (?e << s). These three assumptions are quite far from reality and can originate an inadequate soil model for some applications, especially, fast transients phenomena involving atmospheric discharges. It is necessary to have a proper knowledge of soil electromagnetic behaviour in a reasonably wide frequency range, typically from 0 to 2 MHz. In this work we present some procedure to measure, analyze and model the soil electromagnetic behaviour (conductivity s and permittivity e) in the frequency domain, with results obtained in ten soil samples collected at Cachoeira Paulista, Brazil southeast region / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:33:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:01:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O objetivo desse trabalho foi o de obter-se fios de cobre em três composições químicas distintas da liga Cu-Mg a partir de cobre eletrolítico e de magnésio. Foram avaliadas as etapas envolvidas, começando com a fusão de botões em forno a arco na composição do eutético Cu-Mg, diluição destes botões em forno resistivo, vazamento em lingoteira de cobre, seguido de tratamento térmico de homogeneização em forno resistivo a 910 ºC por 2 h. Os tarugos foram posteriormente trabalhados mecanicamente por forjamento rotativo seguido de um passe final de acabamento por trefilação, para obtenção do fio. As análises químicas realizadas nos lingotes indicaram que a rota de preparação dos fios mostrou-se adequada aos estudos em escala de laboratório, suficiente para a confecção de fios com área de seção transversal de 4 mm2 por 10 m de comprimento, para cada composição de liga. Os fios foram caracterizados mecanicamente por ensaio de tração e de dureza após tratamento térmico de recristalização a 510 ºC por 1 h. Os fios também tiveram as condutividades elétricas medidas na condição recristalizada e os resultados foram comparados com dados experimentais da literatura. Os materiais obtidos mostraram-se adequados à utilização como fio condutor de energia elétrica. Os limites de escoamento e de resistência a tração tiveram seus valores melhorados com o aumento do teor de magnésio na liga, 11 % e 24 %, respectivamente, enquanto houve queda nos valores de condutividade elétrica para cerca de 60 % IACS (International Annealed Copper Standard). / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Os cerca de 107.000 km de linhas de transmissão existentes no Brasil, nas tensões de 138/230/345/440/500/750 kV (corrente alternada), e 600 kV (corrente continua), atravessam parques nacionais ou estaduais, estradas, rios e parte se encontra com sobrecarga. O aumento da capacidade de carregamento das linhas de transmissão, se feito da forma tradicional, com a substituição ou reforço nas estruturas e fundações, em faixas que cruzam áreas consideradas de preservação ambiental permanente, exige obras adicionais que alteram o meio ambiente e desta forma, com os rigores da atual legislação ambiental, torna inviável tais alterações ou substituição. Uma das formas encontradas é a utilização de novas tecnologias em cabos condutores aéreos. Este trabalho tem a finalidade de pesquisar as necessidades do recondutoramento da linha de transmissão, com a minimização/eliminação dos danos ao meio ambiente. Uma das alternativas encontradas é a utilização de cabos especiais, que por se tratar de nova tecnologia em cabos, e considerando o desconhecimento de seu desempenho efetivo em condições reais, surge a necessidade da verificação de seu comportamento. Este trabalho apresenta a análise de casos no Brasil e o desenvolvimento piloto de um sistema de monitoramento em tempo real, através de medições diretas e indiretas, no trecho de linha de transmissão onde foi instalado um condutor de nova tecnologia, a fim de acompanhar o desempenho das características elétricas e mecânicas do novo condutor. Como resultado final foram validados os valores de projeto da ampliação da capacidade da linha de transmissão, sem impactos ao meio ambiente. / The approximately 107,000 km of transmission lines existing in Brazil, operating at 138 kV, 230 kV, 345 kV, 440 kV, 500 kV, 750 kV(ac) and 600 kV(dc), regularly encounter and cross state or national parks as well as highways, rivers and parks. Due to the ever increasing demand of power most of these transmission lines are at present overloaded. Increasing the loading capacity of these transmission lines in the traditional way (i.e. by substituting or reinforcing the structures and foundations in areas of permanent preservation) require additional works that may alter the environment; thus, making unfeasible the application of such alterations in view of the current strict environmental regulations. One way to cope with such a problem is through the utilization of new technologies applied to cables. Therefore, the objective of this work is to investigate the alternative of reconductoring a transmission line causing a minimum damage (and if possible eliminating this damage) to the environment. One of the alternatives found is the use of special cables which due to its relatively new introduction and technology to the power industry demands a thorough study on issues like the performance and verification of its behavior under real conditions. This work presents the development of a real-time monitoring system through direct and indirect measurements performed on a transmission line segment where a special conductor was installed. During the course of the research the performance of the new conductor regarding its electrical and mechanical characteristics was monitored. The measurements performed showed to be coherent with those obtained during the design of the transmission line.