Orientador: Cláudio Kitano / Resumo: A interferometria óptica é uma técnica amplamente reconhecida por sua sensibilidade extremamente elevada para a medição de diversas grandezas físicas. Em particular, quando aplicada à medição de deslocamentos mecânicos, permite a detecção de movimentos micrométricos e nanométricos em sólidos. Neste trabalho são enfatizados dois arranjos interferométricos: (i) um interferômetro de Michelson homódino em montagem volumétrica, aplicado à detecção de deslocamentos gerados por atuadores piezoelétricos flextensionais; e (ii) um interferômetro polarimétrico aplicado a detecção de alta-tensão, sendo ambos realimentados. O trabalho se insere na linha de pesquisas desenvolvidas no Laboratório de Optoeletrônica (LOE) da FEIS-UNESP dedicada à concepção de técnicas inéditas de detecção interferométrica de fase óptica. Propõe-se na tese, a implementação de técnicas inovadoras de demodulação de fase aplicadas a interferômetros de dois feixes, divididas em dois grupos: (a) métodos de demodulação baseados na análise do espectro do sinal fotodetectado; (b) método de demodulação heteródino sintético realimentado. Além desses, apresenta-se um estudo de viabilidade de um interferômetro homódino em malha fechada que seja capaz de detectar a fase óptica de um sinal com forma de onda arbitrária, e com elevado conteúdo de ruído eletrônico. Os métodos propostos foram implementados e aplicados experimentalmente em medidas de micro e nanodeslocamentos de atuadores piezoelétricos, e também, à medição de a... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

Neste trabalho mostrou-se a viabilidade técnica da construção de um sistema totalmente novo para medir altas tensões e correntes em linhas classe 15 kV, cuja filosofia fundamenta-se no acoplamento de dois sistemas de medidas, um convencional e outro eletro-óptico. O sistema convencional consiste em divisores de tensão e anéis captores e o eletro-óptico, em LEDs, resistores, fibras ópticas e receptores. Este sistema foi totalmente testado em laboratório e apresenta como principais características baixo custo, facilidade de instalação e versatilidade. Também neste trabalho foram desenvolvidos dois programas computacionais para a aquisição de dados através de placas GPIB e A/D. Estes programas também permitem processar os dados, fornecendo relatórios sobre tensões, correntes, potências e ângulo de potência. / In this work, the technical feasibility of the development of a novel system measuring of high voltages and currents in 15 kV distribution lines was presented. The system is basically the combination of two other systems, one conventional and other electro-optical. The conventional subsystem is based on voltage dividers and magnetic rings while the electro-optical subsystem uses LEDs, resistors, optical-fibers and photodetectors. The system was completely tested in laboratory and its main characteristics are low price, easy of installation and flexibility. Two softwares for data acquisition by GPIB and A/D boards were also developed. They can provide reports on voltages, currents, power and phase-power.

Nesta dissertação, é apresentado o projeto de uma interface que permite o controle e monitoramento de cargas de alta tensão alimentadas na faixa de 8,5V a 35V. A interface fornece duas funções básicas: a primeira é permitir que circuitos alimentados no domínio dos 5V controlem o chaveamento de transistores de potência PMOS com uma tensão de porta 5V abaixo da tensão de alimentação; a segunda é realizar o monitoramento de sobrecorrentes na carga de alta tensão, alertando, com um sinal de baixa tensão, estas ocorrências. A interface foi projetada e fabricada no processo CMOS XC06 - 0,6µm da XFAB, com a inclusão de módulos que permitem o uso de transistores de alta tensão. Como parte da solução proposta, foi analisado, implementado e caracterizado um regulador de tensão flutuante que gera uma tensão de saída 5V abaixo da tensão de alimentação. A área de silício do regulador é de 599µm x 330µm, e as medidas da tensão de saída gerada apresentam variações menores que 10%. Também foi projetado e integrado no mesmo circuito integrado um sensor para medir o nível da tensão flutuante do regulador e comunicar seu estado com um sinal de 5V, este bloco ocupa uma área de 599µm x µm. Este sensor apresentou um desvio padrão de 7% nas medidas da sua tensão limiar. A interface foi integrada em um sensor de proximidade indutivo, permitindo o chaveamento de uma carga de 430pF a 1,2kHz em toda a faixa de alimentação. / This work presents the design of an interface that allow to control and monitoring high voltage loads in the range of 8,5V to 35V. The interface provides two main features, the first one is to allow low voltage circuits supplied with 5V to control the switching of power PMOS transistors with a gate voltage 5V bellow the supply voltage. The second one is monitoring overcurrents on the high voltage load alerting with a low voltage signal these occurences. The interface was designed and fabricated on the CMOS XC06 - 0,6µm process from XFAB with the inclusion of modules that allow the use of high voltage transistors. As part of the proposed solution it was analyzed, implemented and measured a floating voltage regulator wich provides an output voltage 5V bellow the supply voltage. The area of the regulator is 599µm x 330µm and the measures of the output voltage presents variations under the 10%. Also it was designed and integrates in the same integrated circuit a sensor to measure the output level of the floating regulator and communicate the state of this output with a 5V signal, this block occupies an area of 599µm x 579µm. This sensor presented a 7% standard desviation on the measured voltage threashold. The interface was integrated on an inductive proximity sensor allowing the switching of a 430pF load at 1,2kHz for the entire all supply range.

Nesta dissertação, é apresentado o projeto de uma interface que permite o controle e monitoramento de cargas de alta tensão alimentadas na faixa de 8,5V a 35V. A interface fornece duas funções básicas: a primeira é permitir que circuitos alimentados no domínio dos 5V controlem o chaveamento de transistores de potência PMOS com uma tensão de porta 5V abaixo da tensão de alimentação; a segunda é realizar o monitoramento de sobrecorrentes na carga de alta tensão, alertando, com um sinal de baixa tensão, estas ocorrências. A interface foi projetada e fabricada no processo CMOS XC06 - 0,6µm da XFAB, com a inclusão de módulos que permitem o uso de transistores de alta tensão. Como parte da solução proposta, foi analisado, implementado e caracterizado um regulador de tensão flutuante que gera uma tensão de saída 5V abaixo da tensão de alimentação. A área de silício do regulador é de 599µm x 330µm, e as medidas da tensão de saída gerada apresentam variações menores que 10%. Também foi projetado e integrado no mesmo circuito integrado um sensor para medir o nível da tensão flutuante do regulador e comunicar seu estado com um sinal de 5V, este bloco ocupa uma área de 599µm x µm. Este sensor apresentou um desvio padrão de 7% nas medidas da sua tensão limiar. A interface foi integrada em um sensor de proximidade indutivo, permitindo o chaveamento de uma carga de 430pF a 1,2kHz em toda a faixa de alimentação. / This work presents the design of an interface that allow to control and monitoring high voltage loads in the range of 8,5V to 35V. The interface provides two main features, the first one is to allow low voltage circuits supplied with 5V to control the switching of power PMOS transistors with a gate voltage 5V bellow the supply voltage. The second one is monitoring overcurrents on the high voltage load alerting with a low voltage signal these occurences. The interface was designed and fabricated on the CMOS XC06 - 0,6µm process from XFAB with the inclusion of modules that allow the use of high voltage transistors. As part of the proposed solution it was analyzed, implemented and measured a floating voltage regulator wich provides an output voltage 5V bellow the supply voltage. The area of the regulator is 599µm x 330µm and the measures of the output voltage presents variations under the 10%. Also it was designed and integrates in the same integrated circuit a sensor to measure the output level of the floating regulator and communicate the state of this output with a 5V signal, this block occupies an area of 599µm x 579µm. This sensor presented a 7% standard desviation on the measured voltage threashold. The interface was integrated on an inductive proximity sensor allowing the switching of a 430pF load at 1,2kHz for the entire all supply range.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:36:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2529_1.pdf: 5942799 bytes, checksum: 7fec93a7eb63a4c46adc5d5195e570a4 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Fundação de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / O presente trabalho relata algumas contribuições para o desenvolvimento de um sistema completo de monitoração em tempo real do estado de poluição de cadeias de isoladores de linhas de transmissão de alta tensão. Essa condição é inferida indiretamente pelo sistema com base na contagem de descargas parciais ocorrendo na superfície dos isoladores, bem como no nível de umidade e temperatura ambiente. O sistema é composto por um sensor óptico conectado a uma fibra óptica, um módulo de processamento microcontrolado, um sistema de alimentação fotovoltaico e um sistema de comunicação via satélite. É verificado se a corrente de fuga excedeu um dos quatro limiares estabelecidos que são de 5 ,10, 20 e 40 mA e a taxa com que isso ocorre, além dos valores de temperatura e umidade relativa. As informações obtidas são processadas e armazenadas pelo microcontrolador PIC 16F877A e transmitidas pelo sistema de comunicação via satélite. É realizado o download das informações transmitidas para um banco de dados relacional e essas informações disponibilizadas em uma página web, e representadas graficamente ou em formato tabular. Seis sistemas foram instalados em torres de alta tensão da CHESF para a realização de estudos de correlação entre os parâmetros registrados e o grau de poluição, este obtido a partir de inspeções nos pontos de monitoramento por parte dos técnicos de manutenção da empresa. As contribuições específicas do presente trabalho incluem estudos dos efeitos degradantes da poluição no desempenho de isoladores de alta tensão, o projeto e implementação do módulo de processamento e do protocolo de comunicação por satélite do sistema, bem como a análise do desempenho do sistema e dos parâmetros medidos nos seis sistemas instalados em pontos da rede de transmissão da CHESF

Orientador: Sérgio Kurokawa / Banca: Luiz Fernando Bovolato / Banca: Afonso José do Prado / Resumo: Esta dissertação descreve um processo alternativo para decompor uma linha de transmissão trifásica, simétrica e não transposta nos seus modos exatos por meio da utilização de duas matrizes de transformação. A primeira é a matriz de Clarke que desacopla a linha em suas componentes a, ß e zero. A componente ß é um modo exato enquanto que as componentes a e zero são acopladas. Em seguida, as componentes a e zero são representadas por uma linha bifásica que pode ser decomposta em seus modos exatos por meio de uma matriz de transformação adequada, cujos elementos podem ser sintetizados, no domínio do tempo, por técnicas de aproximações por curvas. O método pretende unir as vantagens da matriz de transformação exata (que produz modos exatos) com as vantagens da matriz de Clarke, que é real, independente da freqüência e facilmente representável em programas que realizam simulações de transitórios, como é o caso do EMTP. Assim, o método pode ser utilizado em situações em que o acoplamento entre as componentes a e zero não possa ser desconsiderado. O processo foi utilizado para simular a energização de uma linha trifásica, sem transposição, com um plano de simetria vertical, 440 kV e comprimento de 500 km que foi representada no domínio modal por meio do método proposto e também por meio do uso da matriz de autovetores (como sendo a matriz de decomposição modal). O método é coerente, pois foram obtidos resultados semelhantes com os dois métodos de decomposição modal, enquanto que com o uso somente da matriz de Clarke, verificou- se certa diferença em relação aos valores esperados. / Abstract: This dissertation describes an alternative procedure to decompose a non-transposed threephase transmission line into exact modes, by using two transformation matrices. The first one is Clarke's matrix, which separates the line into quasi-modes a, ß e zero. The ß component is an exact mode while a and zero are coupled. After that, the coupled components are represented by using a two-phase transmission line without a vertical symmetry plane that can be decomposed with a modal transformation matrix whose elements can be achieved, in timedomain, through standard curve-fitting techniques. The method intends to join the Clarke's matrix advantages which crucial aspect is being real, frequency-independent and easily represented in computational transient programs (EMTP) with eigenvector's matrix used in situations where the coupling between a and zero components cannot be disconsidered. The process was used to energize a three-phase transmission line with a vertical symmetry plane, which nominal voltage is 440kV and its length, 500km. It was represented in the modal domain by considered method and, on the other hand, by using eigenvector's matrix (as being the decomposition matrix). In fact, the obtained results had shown that the method is coherent, because it is obtained similar results with the application of the two mentioned modal decomposition methods, whereas with the use of Clarke's matrix, a perceptible difference in relation to the expected values was verified. / Mestre

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Energia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Área de especialização de Telecomunicações) na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Dr. Artur Pimenta Alves

Estágio realizado na REN e orientado pelo Eng.º Manuel Severina / Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Energia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-03-07T17:49:28Z No. of bitstreams: 1 2015_PatríciadeOliveiraFreitasBorin.pdf: 4605701 bytes, checksum: b7d2ac1093a633725b54b675af1c2c44 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-05-26T19:32:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_PatríciadeOliveiraFreitasBorin.pdf: 4605701 bytes, checksum: b7d2ac1093a633725b54b675af1c2c44 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-26T19:32:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_PatríciadeOliveiraFreitasBorin.pdf: 4605701 bytes, checksum: b7d2ac1093a633725b54b675af1c2c44 (MD5) / Neste trabalho são apresentadas metodologias de pesquisa que possibilitam compreender a influência da configuração dos feixes de subcondutores das linhas de transmissão em ultra alta tensão em corrente alternada (UAT CA) sobre os valores dos campos elétricos, tendo como principais objetivos a avaliação da sensibilidade do gradiente de potencial nas superfícies dos condutores; a análise crítica dos métodos de cálculo existentes (analíticos e numéricos) para quantificar a distribuição do gradiente de potencial; e o estudo do equacionamento dos campos eletromagnéticos associados a linhas de transmissão (LTs) na frequência industrial, a partir das equações de Maxwell. Para tanto, é feita uma simulação, em larga escala, de um estudo de caso de uma linha de 1.000 kV CA, considerando diferentes espaçamentos entre subcondutores dos feixes e diferentes arranjos regulares de feixes. Para cada uma das configurações, os gradientes de potencial, máximo e médio, na superfície de cada condutor são calculados pelo método das imagens sucessivas. Nas simulações, é utilizado o modelo simplificado de LTs, reduzindo o problema a duas dimensões. Observa-se que os valores máximo e médio do gradiente do feixe aumentam à medida que aumenta o espaçamento do feixe. Todavia, verifica-se que a variação percentual nos gradientes não é tão expressiva quando comparada a do espaçamento entre subcondutores. Além disso, constata-se que a distribuição dos gradientes nos subcondutores não é uniforme. Destaca-se que apenas os arranjos de 8 e 10 subcondutores atendem aos gradientes críticos de corona visual, implicando reduções expressivas de gradiente em comparação ao arranjo hexagonal. Os resultados desta pesquisa indicam que distribuição do gradiente é sensível tanto ao espaçamento do feixe de condutores quanto a geometria dos feixes. Sendo este último o de maior influência. O método numérico aplicado apresentou boa precisão para configurações de linhas com feixes múltiplos. Por fim, recomenda-se a avaliação da influência de diferentes condutores sobre o desempenho de linhas UAT CA e sugere-se a utilização de métodos numéricos baseados em parâmetros concentrados (elementos finitos, por exemplo) para avaliar parâmetros críticos desconsiderados pelo modelo simplificado de LTs, como flecha dos condutores e proximidade às estruturas das torres. / This work presents research methodologies that enables to understand the influence of bundle sub conductors in ultra-high voltage (UHV) AC transmission lines upon electric fields. It has as main objectives the evaluation of sensitivity of surface gradient potential (SGP) of overhead line conductors, critical analysis of the main analytical and numerical existing methods to quantify SGP distribution, and the study of electromagnetic modeling of transmission lines, regarding power frequency, carried out using Maxwell's equations. Therefore, it is performed a large-scale simulation of a case study of a 1000 kV AC line, taking into account different bundle spacing and different bundle arrangements. To each one of these configurations, the average and maximum SGP of each conductor are calculated by Successive Images method. The simulations consider the simplified transmission line model, reducing the problem into two dimensions. It is observed that the maximum and average values increase when bundle spacing increases. Nevertheless, it is found that the percentage change in gradient is not as significant as compared to the spacing between sub conductors. In addition to that, it is seen that gradient distribution on sub conductors is non-uniform. It is noteworthy that only 8 and 10 sub conductor’ arrangements meet the critical gradients for visual corona. The results of this research indicate that gradient distribution is sensitive to conductor spacing and to the geometry of the bundle arrangements. The latter being the more influential. The numerical method applied to the case study showed good accuracy for transmission lines with multiple bundle conductors. Finally, it is recommended to evaluate the influence of different conductors on UHV AC transmission lines performance and it is suggested the use of numerical methods based on lumped parameters (e.g. finite elements) to better evaluate critical parameters which are ignored by transmission line simplified model, like conductor sag and proximity to towers.