Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T04:44:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 194768.pdf: 2963386 bytes, checksum: 11c0a383130cb6ca5ddb47ed8eb93fbd (MD5) / Um dos principais métodos de proteção contra sobrecarga de instalações elétricas é realizado por meio de disparadores de sobrecarga, os quais são parte integrante de dispositivos de comando e proteção. Apesar da sua enorme aplicação, poucas são as publicações que tratam da análise e do projeto destes disparadores. Mesmo em se tratando de sua aplicação, as várias bibliografias, devido a existência de diferentes normas são, muitas vezes, confusas e contraditórias. Este trabalho apresenta uma contribuição no estudo de tais elementos. O funcionamento do disparador foi estudado através da análise de seus componentes e das variáveis que regem seu comportamento. Um modelo simplificado de seu funcionamento foi proposto, a fim de correlacionar tais variáveis, e as conclusões obtidas foram discutidas. Uma metodologia experimental para a obtenção das curvas de aquecimento dos elementos bimetálicos dos disparadores foi desenvolvida e aplicada. Através destas curvas, foi possível confirmar algumas suposições feitas no modelo proposto, e verificar a forma da transmissão de calor existente entre os vários componentes do sistema.

Orientador : Fujio Sato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:11:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mamede_JuracyPereira_M.pdf: 875289 bytes, checksum: 56b8672cc598f340b2cf3b5140e18e84 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: As empresas de distribuição de energia elétrica adotam como critério para determinação do intervalo de manutenção dos disjuntores que toda falta ocorreu com o máximo valor da corrente de curto-circuito do alimentador, que é calculada por método determinístico, devido à dificuldade de se considerar as variáveis aleatórias que influenciam o valor desta corrente. Este critério reduz o intervalo de manutenção e gera manutenções, muitas vezes, desnecessárias. Este trabalho apresenta uma nova metodologia da previsão de manutenção de disjuntores, através do cálculo de curto-circuito probabilístico para alimentadores radiais de distribuição de energia elétrica. São consideradas as características físicas dos padrões de estruturas das redes para a polarização de variáveis aleatórias que geram um perfil das correntes de curto-circuito da rede. São efetuados milhares de curto-circuito por quilômetro de rede, gerando-se a função densidade de probabilidade da corrente numa determinada área de interesse do alimentador, através do método de simulação de Monte Carlo. A avaliação da densidade acumulada de probabilidade da corrente de curto-circuito permite a otimização das manutenções dos disjuntores, mediante a utilização do valor da corrente mais provável na determinação do intervalo de manutenção, resultando na redução de custos com mão de obra e materiais, além de diminuir o tempo de indisponibilidade do equipamento. No primeiro capítulo são apresentados os problemas da manutenção das redes de distribuição relacionadas às ocorrências das faltas, bem como a inexistência de uma metodologia apropriada para o cálculo do valor da corrente utilizado na determinação do intervalo da manutenção do disjuntor do alimentador por operações em curto-circuito. No segundo capítulo são descritos os principais tipos de padrões das redes de distribuição utilizados na construção de alimentadores, enfocado neste estudo, seu comportamento em relação às faltas, característica de disjuntores pelo tipo do meio de extinção do arco elétrico e os critérios de manutenção dos mesmos. No terceiro capítulo são tratados as definições e conceitos das expressões de cálculos, às variáveis aleatórias, bem como o algoritmo necessário para conformação da metodologia desenvolvida para o cálculo de curto-circuito probabilístico e sua utilização na determinação do intervalo da manutenção de disjuntores. No quarto capítulo é apresentada a aplicação da metodologia desenvolvida, onde se nota a redução de custo proporcionada pelo novo intervalo de programação da manutenção de disjuntores. As conclusões são apresentadas no quinto capítulo / Abstract: The electric power utilities adopt a circuit breaker maintenance schedule based on maximum short-circuit current magnitude, which is calculated using a deterministic method due to difficulties of considering random variables that influence the currents in the model. This criterion reduces the maintenance interval and generates a high number of maintenance actions, which are, in most of times, unnecessary. This work presents a new circuit breaker maintenance planning based on probabilistic short-circuit calculations of electric power distribution system radial feeders. The physical characteristics of network structure patterns are considered for polarization of random variables that generates short-circuits current profile. Thousands of short-circuits simulations per kilometer are performed by the application of Monte Carlo simulation to generate current's probability density function in a certain area of interest of the feeder. The evaluation of short-circuit cumulative density function allows the optimization of the circuit breaker maintenance by using the most probable current values in the determination of maintenance interval, thus resulting in reduction of costs with operation, materials and equipment's unavailability time. In the first Chapter the maintenance problems due to faults in distribution network are presented, as well as the problem of the inexistence of an appropriate methodology for the calculation of breaker's maintenance interval due to short-circuit operations. In the second Chapter the main types of distribution networks standards used in the construction of feeders, its behavior under fault condition; the circuit breakers, which operates with electric arch extinction and its behavior under fault condition, are described. In the third Chapter are treated the definitions and interpretations of random variables, mathematical expressions, as well as, the algorithm developed for the proposed methodology for short-circuit ca1culation and determination of maintenance interval. In the fourth Chapter an application of the developed methodology is presented, where is noticed the influence over circuit breaker maintenance schedule, mainly the cost reduction is noticed. We present the conc1usions in fifth Chapter considering the methodology of probabilistic short-circuit ca1culation to the distribution system, and its application for the determination of circuit breakers maintenance interval is described. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

O objetivo do presente estudo foi avaliar, em aparelhos disjuntores de Haas, a contaminação in situ por estreptococos do grupo mutans, sob a forma de colônias/biofilmes, nas diferentes superfícies (acrílico, fios, bandas e parafusos), com e sem o uso de bochechos com gluconato de clorexidina a 0,12%, por meio de Cultura Microbiana e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Adicionalmente, a corrosão na área da união entre o fio, a solda de prata e a banda dos aparelhos foi avaliada por meio de Estereomicroscopia Ótica, MEV e análise em Espectrometria de Energia Dispersiva (EDS). Foram selecionados 34 pacientes de 7 a 12 anos de idade, que compareceram à clínica de Ortodontia Preventiva da FORP/USP, com necessidade de correção com aparelho disjuntor de Haas por problemas transversais da maxila (mordida cruzada posterior). Em seguida, utilizando uma tabela de números randômicos, os pacientes foram aleatoriamente divididos em dois grupos de 17 indivíduos cada (Grupos I e II). Durante todo o período de permanência dos aparelhos na cavidade bucal, no Grupo I (controle; n=17) os pacientes foram orientados a utilizar dentifrício fluoretado para escovação diária e não empregar bochechos com soluções antimicrobianas. Por outro lado, no Grupo II (experimental; n=17) os pacientes foram orientados a realizar, além da escovação diária com o uso de dentifrício fluoretado, 2 bochechos por semana com solução de gluconato de Clorexidina a 0,12% (Periogard®). Decorridos cerca de 4 meses da permanência na cavidade bucal, os aparelhos foram removidos. Sendo seccionadas, aleatoriamente, partes dos aparelhos constituídas de uma banda com fio soldado, para análise em estereomicroscopia ótica, MEV e EDS. Os resultados em estereomicroscopia foram submetidos à análise estatística por meio do teste de Fisher, com nível de significância de 5%. Em seguida, os aparelhos foram submetidos ao processamento microbiológico, em meio de cultura CaSa B, para contagem das colônias/biofilmes de estreptococos do grupo mutans. O teste estatístico não-paramétrico de Mann-Whitney foi aplicado para verificação de possíveis diferenças entre os grupos, com relação à formação de colônias/biofilmes sobre a superfície das diferentes áreas (parafuso, resina acrílica, bandas, fio vestibular e fio palatino), como também para verificar se havia diferença entre a formação de colônias/biofilmes sobre as superfícies livres (voltadas para a cavidade bucal) e as superfícies não-livres (em contato direto com a mucosa palatina e sulco gengival). O nível de significância adotado foi de 5%. Após cultura microbiana, partes dos aparelhos representativas de cada grupo foram submetidas ao processamento e análise em MEV. Os resultados obtidos evidenciaram que, com relação às colônias/biofilmes das superfícies nãolivres dos Grupos I e II, não houve diferença entre os grupos (p=0,009). No entanto, quando as superfícies livres dos Grupos I e II foram comparadas, evidenciou-se diferença significante entre os 2 grupos, em todas as áreas analisadas (parafuso, resina acrílica e bandas) (p<0,001). Os resultados da cultura microbiana foram confirmados em MEV. A análise em estereomicroscopia ótica evidenciou a presença de áreas de alteração de coloração sugestivas de corrosão na região de solda em contato com a banda e com o fio, em ambos os grupos (p=1). Os picos dos elementos químicos observados em EDS também foram semelhantes em ambos os grupos. Pôde-se concluir que o uso do gluconato de clorexidina a 0,12% (Periogard®), sob a forma de bochecho, apresentou eficácia na redução da formação de colônias/biofilmes nas superfícies livres dos aparelhos disjuntores de Haas, in situ, sem elevação nos níveis de corrosão. / The purpose of this study was to evaluate, in situ, in Haas expanders, the contamination of different surfaces (acrylic resin, wires, bands and screws) by mutans group streptococci colonies/biofilms with and without prescription of 0.12% chlorhexidine gluconate mouthwashes, by means of microbial culture and scanning electron microscopy (SEM). Additionally, the corrosion in the area of union between the appliances wire, silver soldering and band was assessed by optical stereomicroscopy, SEM and energy dispersive spectroscopy (EDS). Thirty-four children aged 7 to 12 years were selected among the patients attending the Preventive Orthodontic Clinic at FORP/USP with need of corrective orthodontics with Haas expander due to transversal problems of the maxilla (posterior crossbite). Thereafter, using a table of random numbers, the patients were randomly assigned to two groups of 17 individuals each (Groups I and II). Throughout the time that the appliances remained in the oral cavity, the patients in Group I (control; n=17) were instructed to use a fluoridated dentifrice for daily toothbrushing and not to use antimicrobial mouthwash solutions. On the other hand, in Group II (experimental; n=17), in addition to daily toothbrushing with a fluoridated dentifrice, mouthwashes with an antimicrobial agent (0.12% chlorhexidine gluconate - Periogard®) were prescribed to the patients. After approximately 4 months of maintenance in the patients mouth, the appliances were retrieved. Thereafter, components of the appliances (consisting of a band with soldered wire) were sectioned at random for analysis under optical stereomicroscopy, SEM and EDS. The results of the optical stereomicroscopy were submitted to statistical analysis using Fisher\'s test at 5% significance level. The appliances were sent to microbiology processing, in CaSa B culture medium, for counting of the number of mutans streptococci colonies/biofilms. Mann-Whitney non-parametric statistical test was applied to verify possible differences between the groups with respect to the formation of colonies/biofilms on the surface of different areas (screw, acrylic resin, bands, buccal wire and palatal wire), as well as to determine whether there were differences between the formation of colonies/biofilms on free surfaces (facing the oral cavity) and non-free surfaces (in direct contact with the palatal mucosa and gingival sulcus). The level of significance was set at 5%. After microbial culture, components of the appliances that were representative of each group were submitted technical processing and SEM analysis. The obtained results showed that there was no statistically significant difference between Groups I and II (p=0.009) regarding the formation of colonies/biofilms on the non-free surfaces. However, when the free surfaces of Groups I and II were compared, statistically significant difference was observed between these groups in all analyzed areas (screw, acrylic resin and bands) (p<0.001). The results of the microbial culture were confirmed by the SEM analysis. The optical stereomicroscopic analysis showed the existence of color alteration suggestive of corrosion in the solder region in contact with the band and with the wire in both groups (p=1). The peaks of chemical elements observed in EDS were also similar in both groups. It may concluded that the use of 0.12% chlorhexidine gluconate mouthwashes (Periogard®) showed efficacy in reducing the formation of colonies/biofilms on the free surfaces of Haas expanders, in situ, without increasing the corrosion levels.

O objetivo do presente estudo foi avaliar, em aparelhos disjuntores de Haas, a contaminação in situ por estreptococos do grupo mutans, sob a forma de colônias/biofilmes, nas diferentes superfícies (acrílico, fios, bandas e parafusos), com e sem o uso de bochechos com gluconato de clorexidina a 0,12%, por meio de Cultura Microbiana e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Adicionalmente, a corrosão na área da união entre o fio, a solda de prata e a banda dos aparelhos foi avaliada por meio de Estereomicroscopia Ótica, MEV e análise em Espectrometria de Energia Dispersiva (EDS). Foram selecionados 34 pacientes de 7 a 12 anos de idade, que compareceram à clínica de Ortodontia Preventiva da FORP/USP, com necessidade de correção com aparelho disjuntor de Haas por problemas transversais da maxila (mordida cruzada posterior). Em seguida, utilizando uma tabela de números randômicos, os pacientes foram aleatoriamente divididos em dois grupos de 17 indivíduos cada (Grupos I e II). Durante todo o período de permanência dos aparelhos na cavidade bucal, no Grupo I (controle; n=17) os pacientes foram orientados a utilizar dentifrício fluoretado para escovação diária e não empregar bochechos com soluções antimicrobianas. Por outro lado, no Grupo II (experimental; n=17) os pacientes foram orientados a realizar, além da escovação diária com o uso de dentifrício fluoretado, 2 bochechos por semana com solução de gluconato de Clorexidina a 0,12% (Periogard®). Decorridos cerca de 4 meses da permanência na cavidade bucal, os aparelhos foram removidos. Sendo seccionadas, aleatoriamente, partes dos aparelhos constituídas de uma banda com fio soldado, para análise em estereomicroscopia ótica, MEV e EDS. Os resultados em estereomicroscopia foram submetidos à análise estatística por meio do teste de Fisher, com nível de significância de 5%. Em seguida, os aparelhos foram submetidos ao processamento microbiológico, em meio de cultura CaSa B, para contagem das colônias/biofilmes de estreptococos do grupo mutans. O teste estatístico não-paramétrico de Mann-Whitney foi aplicado para verificação de possíveis diferenças entre os grupos, com relação à formação de colônias/biofilmes sobre a superfície das diferentes áreas (parafuso, resina acrílica, bandas, fio vestibular e fio palatino), como também para verificar se havia diferença entre a formação de colônias/biofilmes sobre as superfícies livres (voltadas para a cavidade bucal) e as superfícies não-livres (em contato direto com a mucosa palatina e sulco gengival). O nível de significância adotado foi de 5%. Após cultura microbiana, partes dos aparelhos representativas de cada grupo foram submetidas ao processamento e análise em MEV. Os resultados obtidos evidenciaram que, com relação às colônias/biofilmes das superfícies nãolivres dos Grupos I e II, não houve diferença entre os grupos (p=0,009). No entanto, quando as superfícies livres dos Grupos I e II foram comparadas, evidenciou-se diferença significante entre os 2 grupos, em todas as áreas analisadas (parafuso, resina acrílica e bandas) (p<0,001). Os resultados da cultura microbiana foram confirmados em MEV. A análise em estereomicroscopia ótica evidenciou a presença de áreas de alteração de coloração sugestivas de corrosão na região de solda em contato com a banda e com o fio, em ambos os grupos (p=1). Os picos dos elementos químicos observados em EDS também foram semelhantes em ambos os grupos. Pôde-se concluir que o uso do gluconato de clorexidina a 0,12% (Periogard®), sob a forma de bochecho, apresentou eficácia na redução da formação de colônias/biofilmes nas superfícies livres dos aparelhos disjuntores de Haas, in situ, sem elevação nos níveis de corrosão. / The purpose of this study was to evaluate, in situ, in Haas expanders, the contamination of different surfaces (acrylic resin, wires, bands and screws) by mutans group streptococci colonies/biofilms with and without prescription of 0.12% chlorhexidine gluconate mouthwashes, by means of microbial culture and scanning electron microscopy (SEM). Additionally, the corrosion in the area of union between the appliances wire, silver soldering and band was assessed by optical stereomicroscopy, SEM and energy dispersive spectroscopy (EDS). Thirty-four children aged 7 to 12 years were selected among the patients attending the Preventive Orthodontic Clinic at FORP/USP with need of corrective orthodontics with Haas expander due to transversal problems of the maxilla (posterior crossbite). Thereafter, using a table of random numbers, the patients were randomly assigned to two groups of 17 individuals each (Groups I and II). Throughout the time that the appliances remained in the oral cavity, the patients in Group I (control; n=17) were instructed to use a fluoridated dentifrice for daily toothbrushing and not to use antimicrobial mouthwash solutions. On the other hand, in Group II (experimental; n=17), in addition to daily toothbrushing with a fluoridated dentifrice, mouthwashes with an antimicrobial agent (0.12% chlorhexidine gluconate - Periogard®) were prescribed to the patients. After approximately 4 months of maintenance in the patients mouth, the appliances were retrieved. Thereafter, components of the appliances (consisting of a band with soldered wire) were sectioned at random for analysis under optical stereomicroscopy, SEM and EDS. The results of the optical stereomicroscopy were submitted to statistical analysis using Fisher\'s test at 5% significance level. The appliances were sent to microbiology processing, in CaSa B culture medium, for counting of the number of mutans streptococci colonies/biofilms. Mann-Whitney non-parametric statistical test was applied to verify possible differences between the groups with respect to the formation of colonies/biofilms on the surface of different areas (screw, acrylic resin, bands, buccal wire and palatal wire), as well as to determine whether there were differences between the formation of colonies/biofilms on free surfaces (facing the oral cavity) and non-free surfaces (in direct contact with the palatal mucosa and gingival sulcus). The level of significance was set at 5%. After microbial culture, components of the appliances that were representative of each group were submitted technical processing and SEM analysis. The obtained results showed that there was no statistically significant difference between Groups I and II (p=0.009) regarding the formation of colonies/biofilms on the non-free surfaces. However, when the free surfaces of Groups I and II were compared, statistically significant difference was observed between these groups in all analyzed areas (screw, acrylic resin and bands) (p<0.001). The results of the microbial culture were confirmed by the SEM analysis. The optical stereomicroscopic analysis showed the existence of color alteration suggestive of corrosion in the solder region in contact with the band and with the wire in both groups (p=1). The peaks of chemical elements observed in EDS were also similar in both groups. It may concluded that the use of 0.12% chlorhexidine gluconate mouthwashes (Periogard®) showed efficacy in reducing the formation of colonies/biofilms on the free surfaces of Haas expanders, in situ, without increasing the corrosion levels.

Nesta dissertação, discorre-se sobre manobra sincronizada de disjuntores. Entre as atividades desenvolvidas para a sua elaboração estão a análise de transitórios causados por manobras em capacitores, reatores e linhas de transmissão, estudos de sobretensão e estudos para a determinação de instantes favoráveis às manobras, sob o ponto de vista de diminuição de sobretensões. Completa a dissertação a especificação de equipamento de sincronismo que, a partir de medições em tempo real de variáveis elétricas - que interferem nas sobretensões - e de variáveis climáticas - que interferem no tempo de acionamento dos contatos dos disjuntores - calculam o tempo de atraso necessário para o fechamento elétrico em instantes mais convenientes. / The scope of this dissertation is the study of synchronized switching of circuit breakers. The transients caused by capacitor, reactor and transmission line switching are analyzed, for overvoltage evaluation and to determined the favorable time in the wave that leads to smallest overvoltages. Finally the specification of an equipment is produced. The equipment acquire, in real time, the values of electrical variables (current and voltages) the ambient temperature and oil pressure in the circuit breaker operating mechanism, voltage in the auxiliary system and assign a delay in the breaker switching time in order to control overvoltages.

Nesta dissertação, discorre-se sobre manobra sincronizada de disjuntores. Entre as atividades desenvolvidas para a sua elaboração estão a análise de transitórios causados por manobras em capacitores, reatores e linhas de transmissão, estudos de sobretensão e estudos para a determinação de instantes favoráveis às manobras, sob o ponto de vista de diminuição de sobretensões. Completa a dissertação a especificação de equipamento de sincronismo que, a partir de medições em tempo real de variáveis elétricas - que interferem nas sobretensões - e de variáveis climáticas - que interferem no tempo de acionamento dos contatos dos disjuntores - calculam o tempo de atraso necessário para o fechamento elétrico em instantes mais convenientes. / The scope of this dissertation is the study of synchronized switching of circuit breakers. The transients caused by capacitor, reactor and transmission line switching are analyzed, for overvoltage evaluation and to determined the favorable time in the wave that leads to smallest overvoltages. Finally the specification of an equipment is produced. The equipment acquire, in real time, the values of electrical variables (current and voltages) the ambient temperature and oil pressure in the circuit breaker operating mechanism, voltage in the auxiliary system and assign a delay in the breaker switching time in order to control overvoltages.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial. / Made available in DSpace on 2013-07-16T02:22:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O sistema de fornecimento de energia elétrica inclui as etapas de geração, transmissão, distribuição e consumo. Em cada uma dessas etapas são previstos equipamentos de proteção para garantir a integridade do sistema em caso de falha. Uma falha típica é o curto-circuito. Em baixa tensão, os equipamentos que executam a função de proteção, objetivando minimizar os efeitos da falha de curto-circuito, são os disjuntores e os fusíveis. Portanto, é de grande importância o desempenho desses equipamentos em uma situação de curto-circuito. A garantia da confiabilidade operacional de tais sistemas é baseada em ensaios. Nos ensaios de curto-circuito, a exemplo do que acontece com a maioria dos ensaios elétricos, observa-se, historicamente, pequena preocupação com as questões metrológicas. Mesmo quando existe a preocupação com a confiabilidade metrológica, é raro que os procedimentos aplicados para avaliação de incertezas e análise de confiabilidade sejam feitos de acordo com estado-da-arte em metrologia. A proposta do trabalho é fazer uma análise detalhada do ensaio de curto-circuito em baixas tensões. São analisados, do ponto de vista metrológico, os equipamentos usuais de medição e controle. É feita uma proposta de estruturação de um sistema automatizado de ensaio. É feito o desenvolvimento parcial do sistema e uma avaliação das incertezas de medição das grandezas mais críticas, para avaliação do comportamento metrológico dos sistemas de medição e de controle do ensaio.

Orientador: Luiz Carlos Pereira da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-26T06:55:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cardoso_FrednerLeandro_M.pdf: 3528656 bytes, checksum: b6121b44e4520a59d20be1f12ed3f377 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Esta dissertação apresenta um estudo referente à instalação de reatores limitadores das correntes de curto circuito em redes de subtransmissão. O objetivo é adiar ou evitar a substituição de grandes quantidades de disjuntores e demais equipamentos por motivo de superação de capacidade interruptiva. O sistema em análise consiste da rede da CPFL de 138 kV, responsável pelo suprimento de energia elétrica à região metropolitana de Campinas, no interior do estado de São Paulo. Esta região é uma das mais dinâmicas no cenário econômico brasileiro e representa 1,8% do PIB (Produto Interno Bruto) nacional e 11,45% do PIB paulista, ou seja, cerca de 91,8 bilhões de reais. Além de possuir uma forte economia, a região também apresenta uma infraestrutura que proporciona o desenvolvimento de toda a área metropolitana. O cenário acima resulta em uma rede elétrica em expansão contínua, levando à elevação gradativa dos níveis de curto circuito. Com a previsão de superação da capacidade interruptiva em diversos módulos de manobra, as empresas concessionárias que atuam nessa região precisaram elaborar esquemas provisórios de operação de suas instalações de forma radializada, através da abertura de linhas e barramentos. Este trabalho analisa a viabilidade da solução deste problema através da instalação de dispositivos limitadores de curto circuito em determinados locais do sistema, especificamente reatores com núcleo de ar. Os resultados apresentados servirão como referência para tomada de decisão quanto a proceder ou não com as substituições originalmente planejadas. Um estudo sobre os efeitos colaterais resultados da instalação dos reatores também é apresentado, de forma a garantir que a solução sugerida não resulte em transgressão de outros critérios técnicos, tais como violação do perfil de tensão e carregamento em regime permanente e dos limites de tensão de restabelecimento transitória / Abstract: This master thesis presents a study on the application of limiting reactors for reducing the short circuit level of sub-transmission networks. The objective is to postpone or avoid the replacement of large amount of circuit breakers and other equipment due to the overcoming of their interruptive capacity. The system under consideration consists of the 138 kV CPFL network, responsible for supplying electricity to the metropolitan region of Campinas, in the state of São Paulo. This region presents a very dynamic economic scenario in Brazil, and represents 1,8% of national GDP about 91,8 billion Reais (Gross Domestic Product) and 11,45% of GDP of the São Paulo State. Besides having a strong economy, the region also maintains an infrastructure that provides the development of the entire metropolitan area. The above scenario results in an electric grid on continuous expansion, leading to progressive increase of the short circuit level on several buses of the network. Following the projection of interruptive capacity overcoming of several maneuver elements, the distribution utilities in this region were requested to elaborate operation schemes for their sub-transmission networks in order to accommodate the new situation. Such schemes leaded to temporary radial operation by opening sub-transmission lines and bus bars. This research work evaluate the viability of solving this problem by installing limiting devices for the short circuit levels, specifically air core reactors, in pre-determined sites of the system. The obtained results are useful as a reference for the decision making as to proceed or not with the originally planned replacements. A study on the side effects resulting from the installation of the reactors is also presented, in such a way to guarantee that the suggested solution does not result in violations of other technical criteria, such as steady state voltage end load violations or transient voltage recovery violations / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Esta dissertação realiza uma análise comparativa de sobretensões transitórias que ocorrem durante o chaveamento de disjuntores a vácuo. Estas sobretensões podem ocasionar a falha da isolação dos equipamentos conectados aos disjuntores, conforme vários relatos da literatura. Esse fenômeno está associado às características intrínsecas dos disjuntores a vácuo, na formação do arco elétrico em seu interior e de sua interrupção, na sua capacidade de recuperação da rigidez dielétrica, na sua capacidade de interromper correntes de alta frequência, além de características do circuito protegido. Devido à natureza complexa e aleatória das sobretensões transitórias, observou-se a necessidade do desenvolvimento de ferramentas para reprodução dos fenômenos associados às características operacionais dos disjuntores a vácuo. Esse trabalho busca preencher tal lacuna, desenvolvendo um modelo que contempla o comportamento do disjuntor a vácuo tanto para a manobra de abertura quanto para de fechamento, de modo a colaborar com o entendimento dos fenômenos e no cálculo das sobretensões no domínio do tempo. O algoritmo desenvolvido foi implementado no programa Alternative Transient Program (ATP) por meio da linguagem Models. A partir da preparação desse modelo e da escolha de um experimento de referência, foi possível analisar o comportamento do modelo proposto do disjuntor e dos modelos dos principais componentes elétricos dos programas de cálculo de transitórios elétricos, como transformadores e cabos, cujos méritos e deficiências são discutidos ao longo do trabalho. A pesquisa foi orientada em buscar resultados que pudessem ser mais representativos para validação do modelo de disjuntor ao se alterar os modelos dos demais componentes elétricos do circuito, sendo o ajuste dos parâmetros dos disjuntores a vácuo realizados de forma a obter os resultados mais próximos da referência. Por fim, foram simuladas condições onde os fenômenos de sobretensão se agravam e soluções que podem ser incorporadas ao circuito para redução das sobretensões e das frequências dos transitórios. / The current dissertation project performs a comparative analysis of the transient overvoltages generated during the switching of vacuum circuit breakers. The overvoltage phenomenon for these cases can lead to the insulation failure of the equipment connected to the circuit-breakers, according to several reports in the literature. This phenomenon is associated to intrinsic characteristics of the vacuum circuit-breakers, as the formation of the electric arc in their interior and its interruption, their dielectric strength recovery, in their capacity to interrupt high frequency currents interruption, beyond characteristics from the circuit. Due to the complex and random nature of the transient overvoltage, the necessity of developing tools to reproduce such phenomenon associated to the operational features of the vacuum circuit-breaker arose. This dissertation seeks filling this gap, by developing a model that contemplates the vacuum circuitbreaker behavior for both opening and closing switching, in order to collaborate with the understanding of such phenomenon and in the calculations of overvoltages in the time domain. The developed algorithm was implemented in the software Alternative Transient Program (ATP) by means of the programming language Models. From the preparation of this model and from the choice of a reference experiment, it was possible to analyze the behavior of the proposed model and of the models from the main electrical components present in software to calculate electrical transients, e.g. transformers and cables, which merits and deficiencies are discussed along the dissertation. The research was oriented in searching for results that could be more representative to the validation of the circuit-breaker model when changing the models of the remaining electrical components of the circuit, being the parameters adjustment of the vacuum circuit-breakers performed in order to achieve the results closer to the reference. Finally, conditions to aggravate the transitory and the incorporation of solution to reduce the overvoltage and frequencies of the transients were also simulated.

Transmission companies, in Brazilian electricity sector, are paid by the facilities available to the National Interconnected System - SIN. The different equipment on the transmission system are subject to the occurrence of defects, which can result in failure and may result in outages and / or operational constraints. These occurrences cause the application of a penalty, called Variable Portion, consisting of a discount in the amount of remuneration is provided. This thesis aims to support maintenance planning, aiming at the reduction of Variable Portions and of the negative financial impact caused by this penalty, by a new methodology to define a priority scale for maintenance actions in substations, based on the development of a Composite Risk Index (CRI) associated with each device. Two auxiliary indices are built: Basic Condition (BC) and Operating Condition (OC), representing the physical and functional characteristics of the equipment that can compromise their performance and contribute to the occurrence of failures. Their evaluation is helped by a Technical Capacity Index (TCI), which evaluates how much the equipment has been affected by wear and tear, in the assessment of the Basic Condition, and the classification of the equipment defects by degrees of severity, in the assessment of the Operating Condition. Two cascading Fuzzy Inference Systems of the Mandani type are used, the first in defining the BC, and the second to obtain the equipment CRI denoting maintenance priority, which may then be used in planning maintenance actions. The methodology is verified through an SF6 circuit breaker CRI assessment, and its priority scale for maintenance planning. The procedure for evaluating the SF6 circuit breakers reliability is evaluated through a comparison with a statistical approach, using real data collected from equipment installed in Eletrobras Eletronorte Transmission System, in Rondônia, Amazon region of Brazil. / As empresas transmissoras de energia, do setor elétrico brasileiro, são remuneradas pelas instalações disponibilizadas para o Sistema Interligado Nacional – SIN. Os diversos equipamentos do sistema de transmissão estão sujeitos à ocorrência de defeitos, os quais podem redundar em falhas e podem resultar em indisponibilidades e/ou restrições operativas. Estas ocorrências provocam a aplicação de uma penalização denominada Parcela Variável, que consiste em um desconto no valor da remuneração. Esta tese visa apoiar o planejamento da manutenção, com o objetivo de reduzir as Parcelas Variáveis e o impacto financeiro negativo, causado por esta penalização, por meio de uma nova metodologia para definir uma escala de prioridade para as ações de manutenções nas subestações, baseada no desenvolvimento de um Índice Composto de Risco (ICR) associado a cada equipamento. São desenvolvidos dois índices auxiliares: Condição Básica (CB) e Condição Operativa (CO), os quais representam as características físicas e funcionais do equipamento, que podem comprometer seu desempenho e contribuir para a ocorrência de falhas. Esta avaliação é realizada com o uso de um Índice de Capacidade Técnica (ICT), que avalia o quanto o equipamento foi afetado pelo desgaste, na avaliação da Condição Básica, e da classificação dos defeitos do equipamento em níveis de severidade, na avaliação da Condição Operativa. Dois Sistemas de Inferência Difusa do tipo Mandani, em um arranjo em cascata, são utilizados, o primeiro na definição da CB, e o segundo para obtenção do ICR que indica a prioridade de manutenção, o qual pode ser utilizado no planejamento das ações de manutenção. Esta metodologia é verificada por meio da avaliação do ICR de Disjuntores a Gás SF6, e sua escala de prioridade para o planejamento de manutenção. O procedimento para avaliação da confiabilidade dos Disjuntores a Gás SF6 é avaliado por meio de uma comparação com uma abordagem estatística, com o uso de dados reais coletados dos registros dos equipamentos instalados no Sistema de Transmissão da Eletrobras Eletronorte, em Rondônia, Região Amazônica do Brasil.