Devido à mudança de paradigma originada pela evolução das redes elétricas inteligentes (Smart Grid), surgiram novos requisitos em automação de subestações de distribuição, sobretudo envolvendo operação, monitoramento, controle e proteção. Um nível mais avançado de automação é esperado na rede de distribuição com implementações do conceito de Smart Grid. O objetivo dos próximos sistemas de automação da distribuição é aperfeiçoar o uso dos recursos computacionais disponíveis, objetivando aumentar a disponibilidade do sistema elétrico, a qualidade da energia e a eficiência das concessionárias. E nessa nova realidade, a troca de informação entre os vários sistemas de informação de uma empresa do setor elétrico não é apenas desejada, mas, na maioria dos casos, necessária. Nesse contexto, se propõe uma arquitetura computacional capaz de transferir todas as informações geradas a partir da implementação de funcionalidades \"inteligentes\" na subestação, envolvendo as funções de supervisão, controle, monitoramento e proteção das subestações de distribuição, para o centro de controle da concessionária (COS), o que não está previsto nos protocolos normalmente utilizados, como DNP, ICCP, e IEC 61850. Para atingir esse objetivo é feita a investigação sobre o uso dos padrões internacionais propostos na arquitetura de referência do IEC para realizar tal integração, mostrando a necessidade de modificação nos objetos de dados definidos. Com o intuito de avaliar a viabilidade da arquitetura proposta foi desenvolvido um protótipo dentro do programa de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) regulado pela ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica), em parceria com a CPFL (Companhia Paulista de Força e Luz). Nesse protótipo foram desenvolvidos módulos com funcionalidades \"inteligentes\" que promovem a migração de funções do centro de controle para a subestação. Além disso, o protótipo também implementa serviços web (Web Services) que são responsáveis pela integração da informação, tornando a troca de informação independentemente da plataforma onde os serviços são implementados. O texto contempla as anotações que refletem os passos dessa implementação do protótipo, bem como o registro dos testes exigidos pelos trabalhos, os quais compreenderam a implementação das novas funcionalidades, com a obtenção e tratamento dos dados, e seu posterior envio ao centro de controle. / Due to the paradigm shift caused by the evolution of the power grids, resulting in a new concept of Smart Grid, new requirements in automation of distribution substations emerged, especially those involving the operation, monitoring, control and protection. A more advanced level of automation is expected in the distribution network with implementations of the concepts related to Smart Grid. The goal of the next distribution automation systems is to optimize the use of available resources, intending to increase the availability of the power system, the power quality and the efficiency of the utilities. In this new context, the exchange of information between the various information systems of an electrical utility is not only desired, but in most cases, necessary. In this context, it is proposed a computational architecture capable of transferring all the information generated from the implementation of \"smart\" functions in the substation, involving supervisory, control, monitoring and protection of distribution substations, to the utility control center (COS), which is not provided for in the protocols commonly used by the utility, such as DNP, ICCP, and IEC 61850. Research on the use of international standards proposed in the IEC reference architecture to achieve such integration is also performed, revealing the necessity of modifying the defined data model. A prototype was developed in a partnership with CPFL (Companhia Paulista de Força e Luz), in order to assess the feasibility of the proposed architecture, within the R&D program regulated by ANEEL (Brazilian Electric Power Agency). Modules have been developed with the \"smart\" features that promote migration of some control center functions to the substation. In addition, the prototype also implements web services that are responsible for the data integration, with the information being exchanged regardless of the platform where the services are implemented. The text includes notes reflecting the steps of this prototype implementation, as well as the tests required to validate the model, which comprised the implementation of those new features, obtaining and processing the data, and subsequent sending to the utility control center (DMS).

Orientador: Walmir de Freitas Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T13:40:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Morais_CeciliadeFreitas_M.pdf: 1237482 bytes, checksum: caa2c7e10679e865b870669fb557c361 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Um dos distúrbios mais freqüentes acarretados pela partida direta de grandes motores de indução é o afundamento de tensão decorrente das elevadas correntes de energização drenadas pelos mesmos durante a fase inicial de aceleração. Essas variações da magnitude de tensão podem deteriorar a operação de cargas sensíveis, geradores e relés digitais existentes em instalações industriais. Portanto, sempre que um novo motor de indução é conectado em uma instalação industrial, os engenheiros de planejamento estão interessados em saber se esse procedimento irá resultar em níveis aceitáveis de afundamentos de tensão. O impacto da partida do motor de indução na qualidade de energia pode ser avaliado por estudos que exigem complexas e numerosas simulações de transitórios eletromagnéticos, o que demanda um considerável tempo de mão de obra altamente especializada. Nesse contexto, o objetivo dessa dissertação de mestrado é desenvolver métodos analíticos e gráficos confiáveis e práticos que auxiliem os engenheiros de planejamento nos projetos de instalação e de partida de motores de indução em instalações industriais com cargas sensíveis a variações de tensão. Tais métodos foram desenvolvidos para análise de motores de indução do tipo gaiola de esquilo com partida direta, tendo em vista que esse é um esquema bastante adotado devido ao seu baixo custo e simplicidade. Os métodos analíticos são desenvolvidos através da solução dos modelos matemáticos de regime permanente e dinâmicos dos diversos componentes da instalação industrial. A precisão dos métodos analíticos propostos é verificada através da comparação dos respectivos resultados com aqueles obtidos através de simulações de transitórios eletromagnéticos. O objetivo dos métodos gráficos é facilitar a compreensão das informações relacionadas ao comportamento dinâmico da tensão através de gráficos semelhantes aos tipicamente utilizados na análise de qualidade de energia (e.g., ITIC - Information Technology Industry Council) / Abstract: One of the most common disturbances caused by the starting of large induction motors is the voltage sag that occurs due to the high inrush current. These variations in voltage and current magnitude can deteriorate the operation of generators, sensitive loads and digital relays in industrial facilities. Therefore, whenever a new induction motor is connected to the system, planning engineers want to know if the motor starting would result in acceptable voltage sag levels. The impact of the induction motors starting on the power quality can be assessed by studies that require numerous and complex electromagnetic transient simulations, which is very time-consuming. In this context, the objective of this work is to develop simple graphical and analytical methods to assist planning engineers when analyzing the installation of new induction motors in industrial facilities. This work will focus on squirrel-cage induction motors with direct start, since this scheme is extremely adopted due to its low cost and simplicity. The analytical methods are developed through the solution of the steady state and dynamic models of the several components of the industrial facility. The accuracy of the analytical methods proposed is validated through comparison with the results obtained by repetitive electromagnetic transient simulations. The objective of the methods is to facilitate the understanding of the information obtained about the dynamic behavior of the voltage through charts typically used in the analysis of power quality (e.g., ITIC - Information Technology Industry Council). / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:07:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Orlei Luiz dos Santos.pdf: 953529 bytes, checksum: 9ae33a7c834d1eff1f7b0fdf621d088c (MD5) Previous issue date: 2010-07-27 / In this work we study the electric properties of mesoionic compounds in the gaseous phase in different solvents, with a special attention to the first hyperpolarizability (β ). The Hartree-Fock (HF) method and the second-order Møller Plesset perturbation theory (MP2) were used to describe the electronic structure. The solvent effects were modelled using the selfconsistent reaction field approach with the Polarizable Continuum Model (PCM) and the electric properties were calculated numerically with the finite field method and analytically with the coupled perturbed Hartree-Fock (CPHF) procedure. The results obtained show the importance of inclusion of the solvent effects with significant alteration in the values of the electric properties as compared with the results in the gaseous phase. Nevertheless, such properties are almost not affected by changes in the solvent polarity. Comparisons between the HF and MP2 results indicate that the first hyperpolarizability is particularly sensitive to the inclusion of the electron correlation effects. In addition, a substantial increase in the β values is observed with the incorporation of a strong electron acceptor group. / Neste trabalho estudamos as propriedades elétricas de compostos mesoiônicos em fase gasosa e em diferentes solventes, com uma atenção especial para a primeira hiperpolarizabilidade (β ). Utilizamos o Método de Hartree-Fock (HF) e a Teoria de Perturbação de Møller-Plesset de segunda ordem (MP2) para descrição da estrutura eletrônica. Os efeitos de solvente foram tratados por meio do Modelo Contínuo Polarizável e os cálculos das propriedades elétricas foram realizados usando os métodos de Campo Finito e de Perturbação Acoplada de Hartree-Fock. Os resultados obtidos mostram a importância da inclusão dos efeitos de solvente com significativas alterações nos valores das propriedades elétricas quando se compara com os resultados em fase gasosa. Entretanto, tais propriedades quase não são afetadas por mudanças na polaridade do solvente. Comparações entre os resultados MP2 e HF indicam que a primeira hiperpolarizabilidade é particularmente sensível à inclusão dos efeitos de correlação eletrônica. Adicionalmente, um aumento substancial nos valores de β é observado com a incorporação de um grupo com um forte caráter aceitador de elétrons.

Orientador: Maria Cristina Dias Tavares / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T04:28:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ZevallosAlcahuaman_MiltonElvis_D.pdf: 2479285 bytes, checksum: 4c1c5f42e8da1a073caee7cb88308479 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Uma solução bastante utilizada para reduzir a corrente de arco secundário nas linhas aéreas de transmissão em extra-alta-tensão após a ocorrência de faltas monofásicas não permanentes é a inserção de um reator de neutro no arranjo dos reatores dos bancos de compensação reativa em derivação da linha. Muitas vezes estes reatores de neutro não são otimizados, de modo que reatores com valores típicos são especificados nos projetos de linhas de transmissão aéreas, baseados simplesmente no seu nível de tensão, mas sem considerar as especificidades das linhas, como as suas características físicas ou o seu comprimento. A especificação inadequada do reator de neutro pode resultar em correntes de arco secundário elevadas, o que, em última análise, pode reduzir a taxa de sucesso da manobra de religamento monopolar. Além disto, o custo do sistema de compensação pode ser maior do que o necessário. A tese apresenta uma extensa análise de sensibilidade dos principais parâmetros que influenciam no dimensionamento de um tronco de transmissão longo, especificamente do nível de compensação mais adequado e do valor ótimo do reator de neutro. Destaca-se na pesquisa o desenvolvimento de uma representação dos componentes de um sistema de transmissão através de quadripolos trifásicos com o intuito de obter a resposta sustentada durante o desequilíbrio. Através desta representação foi possível identificar a relação entre o reator de neutro ótimo e os parâmetros transversais da linha de transmissão, assim como a influência direta entre o nível de compensação do sistema com o valor do reator de neutro otimizado. Adicionalmente foram identificados comprimentos limites para linhas não compensadas de diferentes níveis de tensão de modo a ainda apresentar alta probabilidade de sucesso para a manobra monopolar. Simulações de faltas monofásicas foram realizadas utilizando dados provenientes de linhas típicas do sistema elétrico brasileiro / Abstract: A widely used solution to reduce secondary arc current in the overhead transmission lines in EHV after single-phase non permanents faults is the insertion of a neutral reactor in the arrangement forming part of the shunt reactive compensation of the line. Frequently in Brazilian electrical system, neutral reactors are not optimized, so that reactors with typical values are specified in the project of overhead transmission lines based on their voltage level, but without considering the specifics line parameters, as their physical characteristics or their length. The specification of unsuitable neutral reactor can result in high secondary arc currents, which eventually diminishes the success rate of single-phase automatic reclosure (SPAR) maneuver. Moreover, the cost of the compensation system may be larger than necessary. This paper presents an extensive sensitivity analysis of the main parameters that influence the project of a long transmission trunk, specifically the most appropriate level of compensation and the optimal value of the neutral reactor. It is noteworthy the development of a transmission system components representation using three-phase two-ports networks in order to obtain sustained response during unbalance. Through this analysis it was possible to identify the relationship between the shunt reactor and the optimized neutral parameter and the influence of the compensation level with the neutral reactor optimized value. Additionally the maximum lengths of non-compensated lines that would have high probability of success of SPAR maneuver were identified. Simulations of single-phase faults were performed using data from typical lines of the Brazilian electric system / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: José Pissolato Filho, Pierre Kaufmann / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-23T01:41:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Duro_MagdaAparecidaSalgueiro_D.pdf: 3861523 bytes, checksum: f5896319d2a3653a7903f977210f3ac1 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A atual dependência da sociedade aos diversos sistemas tecnológicos em funcionamento na Terra traz uma constante preocupação pela sua vulnerabilidade a fatores menos conhecidos. As possíveis falhas no fornecimento de energia elétrica podem ocasionar transtornos de grande impacto às comunidades podendo acarretar perdas financeiras expressivas. Diversos fatores podem ocasionar falhas nas linhas de transmissão, entre eles, os fatores climáticos. Nesse contexto, são pouco conhecidas as influências qualitativas de distintos fatores, destacando-se os efeitos do denominado clima espacial. Há indicações que o clima espacial influencia a alta atmosfera terrestre, com repercussão no clima bem como em sistemas de engenharia em operação na Terra. As redes de transmissão de alta tensão representam um grande circuito elétrico pouco acima do solo sujeito a uma série de sobrecargas temporárias de vários tipos, algumas das quais podem levar a falhas. Algumas destas falhas podem estar relacionadas ao ambiente geofísico. Neste trabalho foi analisada uma base de dados sem precedentes de falhas em linhas de transmissão por um longo período (nove anos) numa grande malha localizada no Estado de São Paulo (sudeste do Brasil). O período estudado (1998-2006) compreende uma significativa fração do ciclo de atividade solar 23. A concessionária responsável (ISA.CTEEP) pela operação das linhas estudadas classifica as falhas em noventa e cinco tipos distintos de causas possíveis, sendo que a maior parte está relacionada às descargas atmosféricas. Este estudo está relacionado aos desligamentos devido às descargas atmosféricas, em duas redes de alta voltagem da companhia, de 138 kV e de 440 kV. No período estudado, estes desligamentos correspondem a 1.957 (42,80%) num total de 4.572 para a linha de 138 kV e de 170 (22,28%) sobre 763 para a linha de 440 kV. Equivale a menos de um a cada dez mil do número total de descargas atmosféricas ocorridas na mesma área, o que demonstra alta resiliência das redes de potência em relação aos raios. Durante a época das chuvas, há uma maior concentração de desligamentos. Para todo o período estudado houve redução de 67% e 77% no número de desligamentos devido às descargas atmosféricas, para as linhas de 138 kV e 440 kV, respectivamente, havendo uma boa correspondência com a redução do número de manchas solares. Nenhuma correlação foi encontrada em relação às atividades geomagnéticas caracterizadas pelo índice planetário (Kp) e pelas grandes tempestades (Dst) tanto em longos quanto em curtos prazos. Uma explicação sugerida associa a diminuição da atividade solar ao aumento da condutividade na atmosfera causada pelo maior fluxo de raios cósmicos. Consequentemente poderá ocorrer uma redução do limiar de voltagem necessário para produzir descargas atmosféricas para provocar desligamentos nas redes de alta voltagem. O circuito elétrico global descrito pelo acoplamento ionosfera-terra (a eletrosfera) exerce um papel importante para explicar a redução dos desligamentos. Com o aumento da condutividade atmosférica as descargas são menos potentes, resultando em menor número de desligamentos com o decréscimo do ciclo solar / Abstract: The current society dependence on the operating technological systems on the Earth brings a permanent concern for their vulnerability to not well known factors. Possible failures in electricity supply can cause inconveniences with large impact to the communities, which may cause significant financial losses. Different factors can cause failures in the transmission networks, including, climate factors. In this context, the influences of various qualitative factors, especially the effects of space weather are not well known. There are indications that space weather affects the upper atmosphere, with repercussions on the climate as well as in engineering systems in operation on Earth. High-voltage transmission networks represent large electrical circuits just above the ground which are subjected to a number of transient overcharges of various kinds, some of which may lead to failures. Some failures might be related to anomalies of the geophysical environment. In the present study we analyze a database consisting in a one unprecedented long series of transmission grid failures (nine years) on high-voltage networks located in São Paulo state (southeastern Brazil). The studied period (1998-2006) includes an important fraction of the solar activity cycle 23. The company responsible by the power grid operator (ISA.CTEEP) classifies causes in ninety-five distinct failure classes to explain the transmission grid shut downs. Most of the failures were attributed to atmospheric discharges. We have studied the failures attributed to atmospheric discharge, in the two power grids of the company, 138 kV and 440 kV. The failures attributed to atmospheric discharge correspond to 1.957 (42.80%) for a total 4.572 at 138 kV and to 170 (22.8%) out of 763 at 440 kV. They correspond to less than one ten thousandth of the actual number of atmospheric discharges recorded in the same area, demonstrating the grid's high resilience to breakdowns due to lightning. A clear concentration of failures in the region's thunderstorm season has been found. A significant 67% and 77% reduction in the number of failure rates has been found for the 138 and 440 kV grids, respectively, for the period studied, in good correspondence with the decay in the sunspot numbers. No obvious correlation was found between power failures and geomagnetic activity, represented by (Kp) the planetary index or major geomagnetic storms (Dst) in the period, either on short or on long time scales. One suggested explanation associates the decrease in solar activity to the increased conductivity in the atmosphere caused by increase cosmic ray flux. Consequently there may be a reduction in the threshold voltage necessary to produce discharge atmospheric to cause failures in high-voltage grids. The global electric circuit described by the ionosphere-ground coupling (the electrosphere), plays an important role in explaining the reduction the failures. With increase in conductivity atmospheric discharges are less potent, resulting in fewer failures with the decreasing solar cycle / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Ariovaldo Verandio Garcia, Alcir Jose Monticelli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:08:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Asada_EduardoNobuhiro_D.pdf: 8314555 bytes, checksum: 1d07bd4292835815d0cec8ae2b521606 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Este trabalho apresenta estudos sobre a modelagem em tempo-real de sistemas de potência através da estimação de estado generalizada. As principais funções da estimação analisadas foram: processador topológico, observador, estimador de estado e análise de erros grosseiros. Os dispositivos de chaveamento (chaves e disjuntores) são representados através de modelos de impedância nula. A modelagem do sistema na sua forma mais detalhada, através da representação de subestações com todas chaves e disjuntores, permite a verificação de erros de status desses componentes. Portanto, a análise da topologia pode ser realizada simultaneamente à estimação de variáveis de estado convencionais. Chaves e disjuntores, que são elementos de impedância nula, são considerados no modelo generalizado através da adição de variáveis de estado do tipo fluxo e de pseudomedidas adequadas. A interação entre dispositivos de característica discreta e medidas analógicas e a diferença entre os modelos convencional e generalizado são enfatizados em cada função. Dois modelos de estimador são considerados: um baseado no método desacopIado a partir da formação da matriz ganho e o segundo baseado no método Tableau esparso de Hachtel, onde pseudomedidas de injeção nula são consideradas como restrições de igualdade. A análise de erros grosseiros proposta busca tratar um erro reconhecido pela dificuldade na sua detecção: o erro conformativo. As medidas afetadas por esse tipo de erro agem como fossem medidas regulares e seus efeitos atingem medidas sem erro grosseiro. Nesse caso, as metodologias tradicionais quando aplicadas, podem identificar incorretamente as medidas. A identificação de erros conformativos foi formulada através da teoria da decisão e a partir da consideração da confiabilidade das medidas formula-se como um problema combinatório. É sabido que Metaheurísticas são eficientes no tratamento de tais problemas e a Busca Tabu é proposta para identificação e elaboração de hipóteses que melhor expliquem as incoerências encontradas / Abstract: This work presents studies about power system real-time modeling by using generalized state estimation. The analyzed state estimation functions are: topological processing, observability analysis, state estimator and gross errar analysis. All these functions are considered by a generalized approach, where switching components (switches and circuit breakers) are represented by zero impeda_ce models. Consideration of detailed model through explicit representation of substations with all switches and circuit breakers allows topology analysis with estimation of conventional state variables simultaneously. Switches, circuit breakers (zero impedance branches), are represented by the insertion of new flow state variables followed by adequate pseudomeasurements. The interaction among components and measurements of different natures and differences between conventional and generalized models were emphasized for each function. Two state estimator models are considered: the first one is based on decoupled state estimation by using the gain matrix, the second one is based on Hachtel's sparse tableau approach. The proposed gross error analysis. aims to treating an errar that is known by its detection difliculty: the conforming error. Measurements affected by this error act as regular measurements and the negative effects act over good measurements. In this case, conventional identification methods may fail and good measurements are erroneously identified as bad data. The identification of conforming errors are formulated by an approach based on Decision Theory by considering the reliability of each measurement. The resulting problem is a combinatorial problem. It is known that Meta-Heuristics are very suited for combinatorial problems and the Tabu Search approach is proposed for identification and formulation of hypotheses that better explain inconsistencies caused by interacting errors / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

The induction motors are used worldwide in various industries. Several maintenance techniques are applied to increase the operating time and the lifespan of these motors. Among these, the predictive maintenance techniques such as Motor Current Signature Analysis (MCSA), Motor Square Current Signature Analysis (MSCSA), Park's Vector Approach (PVA) and Park's Vector Square Modulus (PVSM) are used to detect and diagnose faults in electric motors, characterized by patterns in the stator current frequency spectrum. In this work, these techniques are applied and compared on real motors, which have the faults of eccentricity in the air-gap, inter-turn short circuit and broken bars. It was used a theoretical model of an electric induction motor without fault and with the same voltage supply in order to assist comparison between the stator current frequency spectrum patterns with and without faults. Metrics were purposed and applied to evaluate the sensitivity of each technique fault detection. The results presented here show that the above techniques are suitable for the faults above mentioned. / Os motores elétricos de indução são utilizados em todo o mundo nos mais variados ramos industriais. Diversas técnicas de manutenção são aplicadas para aumentar o tempo de operação e a vida útil destes motores. No contexto da manutenção preditiva, técnicas como Motor Current Signature Analysis (MCSA), Motor Square Current Signature Analysis (MSCSA), Park’s Vector Approach (PVA) e Park’s Vector Square Modulus (PVSM) são utilizadas para detectar e diagnosticar falhas em motores elétricos, caracterizadas por padrões no espectro de frequência da corrente estatórica. Neste trabalho, estas técnicas são aplicadas e comparadas em motores reais, os quais apresentam as falhas de excentricidade no entreferro, curto circuito entre espiras e barras quebradas. Utilizou-se um modelo teórico de um motor elétrico de indução sem falhas, com a mesma tensão de suprimento, com o objetivo de auxiliar a comparação entre os padrões do espectro de frequência de corrente estatórica com e sem falhas. Foram propostas e aplicadas métricas que avaliam a sensibilidade de cada técnica na detecção da falha. Os resultados apresentados neste trabalho mostraram que as técnicas acima mencionadas foram adequadas para as falhas supracitadas, cuja comparação entre estas evidenciou a adequabilidade de cada uma.

Orientador: Luiz Fernando Bovolato / Banca: Sérgio Kurokawa / Banca: Rodrigo Capobianco Guido / Resumo: Este estudo é um levantamento de artigos e publicações sobre os diversos sistemas de aterramento existentes. Os sistemas de aterramento estão diretamente ligados à proteção das instalações de subestações e equipamentos empregados na geração, transmissão e distribuição de energia elétrica que por ocasião das descargas atmosféricas diretas ou por tensões induzidas por campos eletromagnéticos decorrentes, possam ser prejudicados. O Método propõe o estudo de um sistema de aterramento, com cabo contrapeso, utilizando abordagem por linhas de transmissão representada por uma cascata de circuitos π, analisado e simulado pelo "Software Matlab". Utilizou-se a simulação com o emprego de programa no Matlab para linhas de transmissão de energia elétrica, a primeira com comprimento de dez mil metros e outra com oitenta metros, utilizada como referencial na comparação das respostas aos sinais de entrada aplicados nos circuitos π simulando o cabo contrapeso com seus componentes representado pelos parâmetros elétricos. Através de variação no parâmetro resistividade do solo comparou-se os resultados mostrados nos gráficos da tensão elétrica na terminação do cabo contrapeso, simulado como uma linha de transmissão com terminação em aberto. Como analise adicional em termos de segurança foi implementado no programa a analise das tensões elétricas ao longo do cabo contrapeso, excitado por aplicação de sinais de tensão elétrica e de corrente elétrica estabelecendo a comparação entre os potenciais elétricos sobre o solo em valores máximos que podem afetar seres vivos / Abstract: This study is a survey of articles and publications on the various existing grounding systems. The grounding systems are directly linked to the protection of substation facilities and equipment used in the generation, transmission and distribution of electric power, due to induced voltages by lightning's generating electromagnetic fields . The method proposed in this study, about a grounding system made with a buried cable using the approach by transmission lines method, represented by a cascade of π circuits analyzed and simulated by Matlab Software. The simulation with the Matlab program on transmission lines of electricity, one ten thousand meters in length and another eighty meters respectively, to serve as a reference in comparison between responses to input signals applied to the cable simulated by π circuit employing the parameters involved. Through variation in the soil resistivity parameter, the results are shown in the graphs of voltage in the termination of the grounding cable, simulated as an open line at end. As further analysis in terms of safety, was implemented the analysis of the voltages along the cable, by applying voltage signals and current to check the electrical potentials on the ground, the maximum values that affect persons / Mestre

Orientador: Sérgio Kurokawa / Banca: Ailton Akira Shinoda / Banca: Mariangela Carvalho Bovolato / Banca: Marcos de Araujo Paz / Banca: Damásio Fernandes Júnior / Resumo: Este trabalho apresenta um modelo analítico para uma linha de transmissão trifásica com plano de simetria vertical. Devido às características físicas dessa linha, é possível representá-la por um sistema constituído por uma linha monofásica e por uma linha bifásica. Nesse sistema, as equações que descrevem o comportamento das grandezas nos terminais da linha monofásica são conhecidas, enquanto que as equações da linha bifásica foram obtidas utilizando uma matriz de transformação escrita explicitamente em função dos parâmetros da linha trifásica. Em seguida, as grandezas modais da linha trifásica foram convertidas para o domínio das fases e as equações resultantes representam um modelo analítico desenvolvido diretamente no domínio das fases dessa linha. Para verificar o desempenho do modelo, foram realizadas simulações considerando a energização e a incidência de uma descarga atmosférica em uma linha trifásica de 440 kV. Esses resultados foram comparados aos resultados obtidos com a linha representada por meio de um método clássico (representação nos modos) e as simulações mostraram que o modelo responde adequadamente na faixa de frequência correspondente aos procedimentos de manobra e chaveamento. O modelo desenvolvido leva em conta o efeito da frequência sobre os parâmetros longitudinais da linha e também o fato de que os parâmetros da linha são distribuídos ao longo de seu comprimento. Acredita-se que a análise das matrizes, que dão suporte ao modelo, e a validação do modelo no domínio do tempo possa dar origem, futuramente, a um modelo de linha de transmissão desenvolvido diretamente no domínio do tempo. Tal modelo, pelo fato de ser obtido diretamente das equações de propagação da linha, permitirá a obtenção de resultados de simulações, de transitórios eletromagnéticos que ocorrem... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This paper presents an analytical model to a three-phase transmission line with vertical symmetry plane. Because of physical characteristics of this line, it is possible to represent it by a system consisting of a single-phase and a two-phase line. In this system, the equations that describe the behavior of single-phase terminals quantities are known, while the two-phase equations were obtained using a transformation matrix written explicitly in terms of the parameters of three-phase line. Then, the modal quantities of three-phase line were converted into phase domain and the resulting equations represent an analytical model developed directly in phase domain of this line. To verify the performance of the model, were performed simulations considering the energization and impact of a lighting surge in a 440 kV three-phase line. These results were compared to results obtained with the line represented by a classical method (presentation modes) and simulations show that the model responds appropriately in the frequency range corresponding to the operation and switching procedures. The model developed takes into account the frequency effect on the longitudinal line parameters and also the fact that the line parameters are distributed along their length. It is believed that the matrix analysis, that support the model and the model validation in time domain may give rise in the future to a transmission line model developed directly in time domain. Such a model, because it is obtained directly from the propagation equations of line, will enable the more accurate results of simulations of electromagnetic transients that... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Neste trabalho investigamos o tunelamento ressonante em estruturas de dupla barreira GaAs/(AlGa)As que foram fabricadas em mesas quadradas de tamanho lateral mesoscópico e macroscópico (&#8764 10&#956m &#215 10&#956m). Uma camada tipo &#948 com diferentes concentrações de Silício foi incorporada no centro do poço quântico. As características I(V) mostram algumas estruturas em posição de voltagem abaixo do pico de ressonância principal que são atribuídas a estados relacionados a impurezas. Tais estados localizados estão presentes no poço quântico com energias de ligação bem maiores do que um doador de Silício isolado. Estes estados de maior energia de ligação são atribuídos a pares de doadores distribuídos aleatoriamente. Em alguns dispositivos onde estados relacionados a impurezas podem ser identificados isoladamente na característica I(V), um efeito destacável pode ser observado. Um pica na característica I(V) aparece nas mais baixas temperaturas medidas (abaixo de 1K) quando o nível de Fermi no emissor se alinha com o estado localizado relacionado a impureza. Tal pico e atribuído a interação Coulombiana entre o elétron no sitio localizado e os elétrons no gás bidimensional (emissor). / We have investigated resonant tunneling in GaAs/(AlGa)As double barrier structures which have been fabricated into square mesoscopic and macroscopic size mesas (&#8764 10&#956m &#215 10&#956m) A &#948 layer with different concentrations of Silicon donors was incorporated at the centre of the quantum well. The I(V) characteristics show some features below the threshold for the main resonance that are due to impurity related state. Such localized states are found to be related to the presence of donor impurities in the vicinity of the quantum well with binding energies much higher than the single isolated hydrogen donor. These higher binding energy states are identified as being due to random pairs of shallow donors. In some devices where an isolated impurity related state can be identified in the 1(V characteristics a remarkable effect is observed. A peak appears at low temperatures (below 1K) in the 1(V) characteristics when the emitter Fermi level matches the localized state. Such feature is attributed to the Coulomb interaction between the electron on the localized site and the electrons in the Fermi sea of the 2DEG.