[pt] Atualmente os sistemas elétricos altamente carregados estão enfrentando um crescente risco de estabilidade de tensão na medida que restrições ambientais e incertezas econômicas limitam o investimento em novas linhas de transmissão. Uma revisão dos problemas ocorridos em vários países indicam claramente que o problema de estabilidade de tensão é real e que o pior ainda está por vir [1]. Portanto existe a necessidade do desenvolvimento de ferramentas analíticas capazes de prever o colapso de tensão em redes complexas. Estas ferramentas devem ser capazes de quantificar com precisão as margens de estabilidade e os limites de transferência de potência, identificando os pontos fracos e as áreas susceptíveis á estabilidade de tensão. Um método para determinação das condições de estabilidade local de tensão é mostrado. A eficiência computacional desta ferramenta analítica é enfatizada em estudos de análise de cotingência. Estudos comparativos mostram a influência do modelo da carga estática, dos equivalentes de redes e da representação dos limites de geração ou absorção de potência reativa a partir da curva de capabilidade da máquina síncrona, no índice que avalia a estabilidade local de tensão. Um estudo sobre o determinante da matriz que serve como índice que avalia a estabilidade local de tensão. Neste trabalho são propostos novos estudos para dar continuidade aos avanços obtidos até o momento. / [en] Nowadays, heavy loaded eletric power systems are facing voltage stability problems due to environmental restrictions and budget cuts. Power systems incidents involving voltage stability clearly show that it is real problem and worse conditions are expected [1]. Therefore, there is a need of developing analytical tools to detect voltage collapse in complex networks. These tools must show, with good accuracy, stability ranges and power transfer limits, identifying weak nodes and susceptible areas to voltage stability. It is show a method to determine local voltage stability conditions and its computational efficiency is emphasized through contingency analysis studies. Comparative studies show the influence of static load model, network equivalent and reactive power generation/absorption limits representation using the synchronous machine capability curve, over the index which evaluates local voltage stability. It is show a study about the determinant which plays as an index to evaluate local voltage stability. Suggestions are made for future research.

[pt] O fluxo de potência probabilístico é considerado uma técnica eficiente na obtenção de índices de segurança, tais como: a probabilidade de sobrecarga nas linhas de transmissão, probabilística de sobretensão em barramentos, etc., os quais são medidas extremamente úteis no planejamento e na operação de sistemas de potência. Este índices são obtidos dada a capacidade de tal algoritmo considerar a natureza probabilística das cargas em uma única solução. Nesta tese, a dependência entre as potências nodais é modelada de forma a considerar fatores ambientais e sociais como também o critério de pré-despacho usado no balanço da potência ativa do sistema. Estes aspectos são então incluídos no fluxo de potência probabilístico e o novo algoritmo é testado com dois sistemas de potência. O novo algoritmo de fluxo de potência probabilístico considerando dependências entre as potências nodais proposto por esta tese pode ser visto como uma técnica bastante realística para avaliar os riscos de insegurança dos sistemas de potência. / [en] Probabilistic load flow can be considered an efficient technique in order to essess security índices, such as: the probability of a line being greater than its thermal rating, probability of a busbar voltage being outside its operational constraints, etc., which are extremely useful measurements in planning and operation of power systems. These indices are schieved due to the capability of such algorithm in recognising the probabilistic nature of generation and load within one solution. In this thesis, the dependence between nodal powers is modelled in order to account environmental and social factors and the unit commitment criteria used to balance the system active power. These aspects are then included in the conventional probabilistic load flow and the new algorithm is tested with two power systems. The new probabilistic load flow algorithm considering dependence between nodal powers proposed by this thesis can be seen as very realistic technique to evaluate system security risks.

[pt] Neste trabalho desenvolve-se uma técnica para determinação da componente longitudinal do campo elétrico gerado por uma densidade superficial de corrente. A metodologia proposta baseia-se na diádica de Green da região em consideração, sendo estudadas regiões interiores em que existe uma solução analítica da equação de onda escalar em coordenadas ortogonais e regiões exteriores, em sistemas de coordenadas esféricas e cilíndricas. Para cada uma das soluções, mostra-se a convergência da expressão obtida para a componente longitudinal do campo elétrico, expressa por uma série ou integrais de funções modais. Baseado na metodologia desenvolvida, elabora-se um modelo de análise para determinação de campos e impedância característica em cabos coaxiais de seção arbitrária. O modelo é aplicado a cabos de seção circular e retangular. A metodologia de determinação de campos por diádicas de Green é ainda aplicada à análise de cabos coaxiais de seção retangular, com estais de fixação do condutor interno, localizados periodicamente. / [en] It is developed a method for the determination of the longitudinal component of the electric field generated by a surface current density in the interior or the exterior regions. The proposed method is based on the dyadic Green´s function of the region under consideration, beeing analysed interior regions, assuming the knowledge of the analytical solution for the scalar wave equation in the orthogonal coordinate systems and external regions, using spherical and cylindrical coordinate systems. For the each solution, it is shown the convergence of the expression obtained for the longitudinal component of the electric field. Based on the developed method, a model of analysis is elaborated to determine the field and the characteristics impedance of coaxial cables of arbitrary cross section. The model is applied to cables with circular and rectangular sections. The dyadic Green´s function method is finally applied to the analysis of coaxial cables with internal metallic struts periodicaly placed.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Maurílio Figueiredo (maurilioafigueiredo@yahoo.com.br) on 2013-02-25T22:46:43Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AnáliseGestãoRiscos.pdf: 4810828 bytes, checksum: 80befbd09bae6bc93ea2045d64dfc2eb (MD5) / Approved for entry into archive by Neide Nativa (neide@sisbin.ufop.br) on 2013-03-13T19:22:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AnáliseGestãoRiscos.pdf: 4810828 bytes, checksum: 80befbd09bae6bc93ea2045d64dfc2eb (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-13T19:22:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AnáliseGestãoRiscos.pdf: 4810828 bytes, checksum: 80befbd09bae6bc93ea2045d64dfc2eb (MD5) Previous issue date: 2012 / Oliveira, Marcelo Tuler de / A presente dissertação discute a crescente problemática do risco em nosso atual paradigma tecnológico, sua percepção e tolerabilidade, assim como a ocupação desordenada das faixas de servidão de linhas de transmissão pela sociedade. A hipótese fundamental que enfatiza uma Gestão de Riscos, metodologia da engenharia, é a que se refere à observância e aplicação de técnicas preventivas aos perigos e riscos distribuídos entre grupos sociais mais vulneráveis, geralmente pobres e minorias, acarretados pelas relações ambientais, sistemas de produção e à vida moderna, especificamente na relação da exposição a campos eletromagnéticos e riscos a saúde. Portanto, o trabalho tem o objetivo de focar um determinado cenário, tratando o percentual de pessoas que residem em áreas próximas a linhas de transmissão de energia elétrica do município de Belo Horizonte, estado de Minas Gerais, Brasil, aplicando-se o SIG – Sistema de Informação Geográfica, que facilita a análise espacial desta ocupação, bem como os demais itens correlacionados. As informações sobre as linhas de transmissão foram fornecidas pela concessionária de energia elétrica local. Dados demográficos e socioeconômicos foram obtidos do IBGE e prefeitura local. Algumas imagens, fotos e mapas foram obtidos do acervo do município, através da URBEL, além de levantamento de campo. Através desse levantamento, foi possível identificar a população potencialmente exposta aos riscos e as diversas características para o estudo. Esses corredores incluíram a população residente exposta aos riscos da Linha de Transmissão de um bairro, cuja denominação é Vila Alta Tensão. Através da análise, o estudo comprovou que a população de maior vulnerabilidade, possui baixos índices de renda, escolaridade e desconhece a gravidade dos riscos, bem como não se preocupam com o fato de conviver com este risco. ________________________________________________________________________________________________ABSTRACT: This paper discusses the growing problem of risk in our current technological paradigm, its perception and tolerability, as well as disorderly bands of servitude of transmission lines by society. The fundamental hypothesis that emphasizes risk management, engineering methodology, it is referred to the observance and application of preventive techniques for hazards and risks distributed among most vulnerable social groups, generally poor and minorities, brought on by environmental relationships, production systems and modern life, specifically in search for answers about the relationship between exposure to electromagnetic fields and health risks. Therefore, the work aims to focus on a particular scenario, dealing with the percentage of persons residing in areas close to transmission lines of electricity in the city of Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil, applying GIS - System Geographic Information, facilitates the spatial analysis of this occupation, as well as other related items. Information on the transmission lines were provided by the local electric utility. Demographic and socioeconomic data were obtained the IBGE and local council. Some images, photos and maps were obtained from the collection of the municipality, by Urbel, and field survey. Through this survey, it was possible to identify the population potentially exposed to various risks and characteristics for the study. These corridors included the population exposed to the risks of transmission line of a neighborhood whose name is Vila High Voltage. Through analysis, the study found that the population most vulnerable, have low levels of income, education and unaware of the seriousness of the risks and do not care about the fact to live with this risk.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-03-02Bitstream added on 2014-06-13T18:07:16Z : No. of bitstreams: 1 silva_rc_me_ilha.pdf: 1094479 bytes, checksum: 97b67533f29314983c7862339e30e9e6 (MD5) / PROPG - Programa de Pós-Graduação / Neste trabalho será mostrado o desenvolvimento de dois modelos de linhas de transmissão, baseados em elementos discretos de circuitos, que fornecem respostas diretamente no domínio do tempo e nas fases. Os dois modelos propostos partem da hipótese de que um pequeno segmento de linha de transmissão pode ser representado por um circuito . Hipótese esta já validada para linhas monofásicas por diversos autores, e que neste trabalho será utilizada para representar pequenos segmentos de linhas bifásicas e trifásicas. Deste modo, tais linhas serão representadas por uma grande quantidade de blocos (constituídos de elementos discretos de circuitos que representam um pequeno segmento de linha) conectados em cascata. No primeiro modelo proposto, válido para representar linhas idealmente transpostas, as fases de cada um dos pequenos segmentos de linha são separados em seus modos de propagação, e as correntes e tensões são calculadas no domínio modal. No entanto a conversão fase-modo-fase está inserida nas equações de estado que descrevem as correntes e tensões ao longo da linha, sendo que não há a necessidade do usuário do modelo conhecer a teoria de representação de linhas no domínio modal. Uma vez que o modelo não usa explicitamente o processo de decomposição modal, neste trabalho o mesmo será considerado como sendo um modelo desenvolvido no domínio das fases sem o uso explícito da teoria de decomposição modal. Este modelo pode ser utilizado para representar linhas que podem ter suas fases desacopladas por matrizes reais e invariáveis em relação à frequência. A representação de pequenos segmentos de linhas por elementos discretos de circuitos também foi aplicada em linhas bifásicas e trifásicas sem plano de simetria vertical. Neste caso, devido ao fato de que as matrizes... / This paper will show the development of two models of transmission lines, based on discrete circuit elements, which provide answers directly in the time domain and phase. The two proposed models start from the assumption that a small segment of transmission line can be represented by a -circuit, this hypothesis has already been validated for single-phase by several authors and this work will be used to represent small segments of lines biphasic and triphasic. Thus, these lines will be represented by a large number of blocks (consisting of discrete circuit elements that represent a small segment of the line) in cascade. In the first model, valid for ideally transposed lines represent the phases of each small line segments are separated into their modes of propagation and the currents and voltages are calculated in the modal domain. However the conversion phase-mode-phase is inserted into the state equations describing the currents and voltages along the line being that there is no need for the user the model to know representation theory of modal lines. Since the model does not explicitly use modal decomposition process, this paper it will be considered to be a model developed in the field of the phases without the explicit use of modal decomposition theory. This model can be used to represent lines that may have decoupled phases for real matrices and invariant with respect to frequency. The representation of small line segments by discrete circuit elements has also been applied in biphasic and triphasic lines without vertical symmetry plane. In this case, due to the fact that the matrices that separate line in their modes of propagation are not real and invariant with respect to frequency, the model was developed directly in the field of the phases without the use of modal decomposition matrices

Thesis (MTech (Electrical Engineering))--Cape Peninsula University of Technology, 2009 / This thesis presents the design, analysis and implementation of an eight-element phased array antenna for wideband X-band applications. The microstrip phased array antenna is designed using eight quasi-Yagi antennas in a linear configuration and is printed on RT/Duroid 6010LM substrate made by Rogers Corporation. The feeding network entails a uniform beamforming network as well as a non-uniform -25 dB Dolph-Tschebyscheff beamforming network, each with and without 45° delay lines, generating a squinted beam 14° from boresight. Antenna parameters such as gain, radiation patterns and impedance bandwidth (BW) are investigated in the single element as well as the array environment. Mutual coupling between the elements in the array is also predicted. The quasi-Yagi radiator employed as radiating element in the array measured an exceptional impedance bandwidth (BW) of 50% for a S11 < -10 dB from 6 GHz to 14 GHz, with 3 dB to 5 dB of absolute gain in the frequency range from 8 GHz to 11.5 GHz. The uniform broadside array measured an impedance BW of 20% over the frequency band and a gain between 9 dB to 11 dB, whereas the non-uniform broadside array measured a gain of 9 dB to 11 dB and an impedance BW of 14.5%. Radiation patterns are stable across the X-band. Beam scanning is illustrated in the E-plane for the uniform array as well as for the non-uniform array.

This dissertation investigates a simple LC-matching network for the impedance bandwidth enhancement of microstrip patch antennas. Wideband impedance matching is a standard practice for active circuits. Simple impedance matching of antennas is also quite common, but data on wideband impedance matching of antennas is not found very much in the open literature. The matching circuit presented consists out of a resonant LC-circuit with a quarterwave matching line as part of the design. Results for a number or experimental antennas, on which the new technique was applied, are included in the report. A well-defined design procedure is also presented, and results in a relatively small circuit to implement. It is shown that the antenna VSWR bandwidth could be improved to more than double the original size in most of the antennas investigated. / Dissertation (M Eng (Electronic Engineering))--University of Pretoria, 2006. / Electrical, Electronic and Computer Engineering / unrestricted

The aim of this thesis is to acquaint with the various types of the planar transmission lines and discuss their properties. Subsequently, the development of the real models of selected lines and verification their properties by simulations using COMSOL Multiphysics. The second part deals with the modeling of the semiconductor substrate, which replacing the dielectric substrate used for the transmission lines in the first part. The final part deals with the verification of calculation results in a specialized program TiberCAD.

A transmission-line metamaterial design of a material-embedded electric line source radiating inside a ground recess is investigated. The media embedding the recessed line source are designed such that the embedded current creates the same radiation pattern as a line source over a flat conducting ground plane. Transmission-line metamaterial unit cell designs for the embedding media obtained from the transformation electromagnetics design technique are shown. The metamaterial design of the overall embedded source configuration is numerically tested using circuit simulations. It is shown that the embedded-source design creates the same radiation characteristics as the line source above a flat ground plane at the design frequency.

<p>  </p> <p>This thesis introduces a 2.4 GHz hybrid 3-dB coupler with improved out-of-band rejection by incorporating a setup of transverse transmission lines, extensions, and open-circuit stubs at each of the coupler branches. To achieve matching at the design frequency, the <em>ABCD</em> matrix of the above-mentioned setup is calculated and associated to that of a 90° transmission line, leading to exact analytical equations for the impedances and electrical lengths. Simulated coupler design shows a return loss and isolation better than –27 dB as well as an in-band and out-of-band transmission losses better than –4 dB and –25 dB, respectively.</p> <p>The resulting design is applied to a 4×4 Butler matrix, which consists of other components; namely, crossovers, phase shifters and phase matchers. After designing and validating each of these components, they are integrated in the Butler matrix. To validate the radiation (i.e., beamforming) patterns, a microstrip patch antenna array is also designed and verified. The overall network (i.e., Butler matrix, antenna array) is simulated and parameters including phase-differences and 2D and 3D radiation patterns are validated. These electrical parameters are also measured for the fabricated Butler matrix. Based on the 2D and 3D radiation patterns, beamforming is obtained at ±10° and ±30°.</p> <p>Beamforming has applications in many different areas. Some applications like tracking and localization, satellite communication, high power beam-steering, and harmonic radar are also referenced in this thesis.</p>