Orientador: Carlos Roberto Minussi / Banca: Anna Diva Plasencia Lotufo / Banca: Mara Lúcia Martins Lopes / Banca: Fernanda Caseño Lima Trindade / Banca: José Carlos de Melo Vieira Junior / Resumo: Apresenta-se, nesta pesquisa, uma metodologia para realizar a detecção e classificação de distúrbios de tensão em sistemas de distribuição de energia elétrica, usando como ferramenta, as análises estatística e direta multinível dos sinais de tensão no domínio wavelet para o processo de detecção e uma rede neural ARTMAP Euclidiana Modificada com Treinamento Continuado (ARTMAP-EMTC) para o processo de classificação. Com o auxílio destas duas ferramentas obtém-se maior precisão, segurança e confiabilidade na tomada de decisão para o restabelecimento das operações normais do sistema. A rede neural ARTMAP-EMTC é capaz de se adaptar às constantes mudanças que sofre o setor elétrico, e.g., fornece o diagnóstico de um distúrbio desconhecido pela rede neural que possa surgir com o passar do tempo. Além disso, permite a inclusão de novos padrões na memória da rede neural sem a necessidade de reiniciar o treinamento, o que não ocorre com outros tipos de redes neurais. Trata-se, por conseguinte, de uma nova abordagem da aplicação de redes neurais onde é realizada, permanentemente, a extração do conhecimento do sistema sob análise, a partir de informações disponibilizadas na operação do sistema (resultado das análises, simulação, etc.). Os sinais de tensão, necessários para realizar os diagnósticos de distúrbios de tensão, foram obtidos por meio de simulações de um modelo de alimentador radial no software ATP (Alternative Transients Program) e Matlab, empregando-se a transformada wavelet discreta, análise multirresolução e o conceito de energia. Os resultados obtidos mostram a eficiência da metodologia proposta, o que possibilita sua aplicação, com sucesso, na proteção dos sistemas de distribuição, auxiliando os operadores no processo de decisão visando restabelecer o sistema e contribuindo, desta forma, para a melhoria da qualidade da energia elétrica fornecida aos consumidores. / Abstract: This research presents a methodology to detect and classify voltage disturbances in electrical distribution systems using as tool, statistical and multilevel direct analysis of voltage signals in wavelet domain for the detection process and modified Euclidean ARTMAP neural network with continuous training for the classification (ARTMAP- MECT). These two tools provide velocity, security and reliability for decision making when it is necessary to restore the normal operations. The ARTMAP-MECT is able to adapt to continuous changes at the electrical system, e.g. to provide a diagnosis of unknown disturbances by the neural network Furthermore, it allows the inclusion of new patterns in the memory of the neural network without reinitializing the training, which is not possible in other neural networks. It is a new approach of neural network application where the knowledge is permanently extracted from the system under analysis from information available in the system operation (results from analysis, simulation, etc.). The voltage signals that are necessary to execute the voltage disturbance diagnosis are obtained from simulations of a radial feeder using the ATP (Alternative Transients Program) and MATLAB using the discrete wavelet transform, multi-resolution analysis and energy concept. The obtained results show the efficiency of the proposed methodology allowing the application in distribution protection, aiding the operators in decision procedures to restore the system and contributing to improve the power quality provided to the users. / Doutor

No presente trabalho foi realizado o estudo das propriedades ópticas e elétricas de dispositivos eletroluminescentes poliméricos, conhecidos como diodos emissores de luz poliméricos (PLEDs), e o desenvolvimento de camadas transportadoras de carga (HTL), que visam promover um aumento da eficiência elétrica dos dispositivos. Para o estudo das propriedades ópticas e elétricas dos PLEDs, foram fabricados dispositivos com estruturas do tipo Ânodo/HTL/Polímero Eletroluminescente/Cátodo. Foram apresentadas todas as etapas de fabricação dos dispositivos, assim como seus processos de caracterização. Para o ânodo, foi utilizado um óxido transparente condutor, óxido de índio-estanho - ITO, com tratamento superficial em plasma de oxigênio. Foram estudados três materiais diferentes para as HTLs. Filmes de PAni:PVS ou PAni:Ni-TS-Pc foram depositados pela técnica de automontagem (Layer-by-Layer) e os filmes de PEDOT:PSS foram depositados pelo método de spin-coating. O polímero eletroluminescente utilizado neste trabalho foi o MEH-PPV, também depositado pelo método de spin-coating. Para o cátodo foi utilizado o alumínio, evaporado termicamente. O encapsulamento dos dispositivos foi realizado em atmosfera inerte de argônio para diminuir os efeitos de degradação através do oxigênio e da luz. O emprego de camadas transportadoras de buracos (HTLs) resultou numa sensível diminuição no valor da tensão de operação dos dispositivos, quando empregados filmes de PAni:PVS e PAni:Ni-TS-Pc. Os valores das tensões de operação baixaram de 12 V para cerca de 3 V em relação aos dispositivos fabricados sem a utilização de HTLs. Através da microscopia de força atômica, foi possível determinar a espessura das bicamadas e a rugosidade superficial dos filmes de PAni:PVS para correlacionar estes resultados com a resposta elétrica dos dispositivos. Espessuras de 4nm (para 1 bicamada) resultaram em tensões de operação de 3 V. Foi possível verificar também, por espectroscopia no UV-VIS, que este tipo de filme absorve luz em freqüência diferente daquela emitida pelo MEH-PPV. Medidas elétricas em regime de corrente contínua, curvas de Corrente vs. Tensão e, em regime de corrente alternada, espectroscopia de impedância, foram realizadas em dispositivos para determinar o valor da tensão de operação e estudar os efeitos de interface nas diferentes camadas que compõe um dispositivo. Através das curvas obtidas pela espectroscopia de impedância, foi possível determinar os valores dos componentes dos circuitos equivalentes (capacitores e resistores). Com isso, é possível simular o comportamento destes dispositivos através de circuitos elétricos antes mesmo de serem fabricados. Pelos resultados obtidos, todas as HTLs estudadas contribuíram para uma sensível diminuição no valor da tensão de operação dos dispositivos, apontando-os como excelentes materiais a serem utilizados com o objetivo de alcançar uma maior eficiência e um melhor desempenho destes dispositivos. / In the present work, the study of the optical and electrical properties of polymeric electroluminescent devices known as Polymer Light-Emitting Diodes (PLEDs) and the development of Hole Transport Layers (HTLs) to promote an increase of the electrical efficiency of the devices was performed. PLEDs were constructed with structures like Anode/HTL/Electroluminescent Polymer/Cathode in order to study the optical and electrical properties of these devices. All the stages of the devices production were presented, as well as its characterization processes. For the anode a conductive transparent oxide (Indium Tin Oxide - ITO) with a superficial oxygen plasma treatment was used. Three different materials for the HTLs were used. Films of PAni:PVS or PAni:Ni-TS-Pc were deposited by the self-assembly technique (Layer-by-Layer) and the films of PEDOT:PSS were deposited by the spin-coating method. The electroluminescent polymer used in this work was MEH-PPV, also deposited by the spin-coating method. Aluminum was deposited by thermal evaporation for the cathode. The devices encapsulation was performed in Argon inert atmosphere to reduce the degradation effects through oxygen and light. The use of Hole Transport Layers (HTLs) resulted in a sensitive decrease in the devices operating voltage value when films of PAni:PVS and PAni:Ni-TS-Pc were used. The operating voltage values have decreased from 12 V to 3 V in relation to the devices assembled without the usage of HTLs. By the use of Atomic Force Microscopy measurements the thickness of the bilayers and the surface roughness of the PAni:PVS films was obtained to correlate these results with the devices electric characteristics. Thicknesses of 3 to 4 nm (for one bilayer) resulted in operating voltage of 3 V. It was possible to verify also, by UVVIS Spectroscopy, that this type of PAni:PVS films absorbs light in a different frequency than that emitted by MEH-PPV. Electric measurements in the direct current, Current vs. Voltage curves and, in alternating current, Impedance Spectroscopy, were performed in devices to determine the operating voltage value and to study the interface effects in the different layers used in the devices. Analyzing the curves obtained by the impedance spectroscopy, it was possible to determine the values of the equivalent circuit components (capacitors and resistors) and, with that, to simulate the behavior of these devices through electric circuits even before they were manufactured. By the experimental results, all the HTLs studied have contributed to a sensitive decrease in the devices operating voltage, indicating them as excellent materials to be used to reach a higher efficiency and a better performance of these devices.

No presente trabalho foi realizado o estudo das propriedades ópticas e elétricas de dispositivos eletroluminescentes poliméricos, conhecidos como diodos emissores de luz poliméricos (PLEDs), e o desenvolvimento de camadas transportadoras de carga (HTL), que visam promover um aumento da eficiência elétrica dos dispositivos. Para o estudo das propriedades ópticas e elétricas dos PLEDs, foram fabricados dispositivos com estruturas do tipo Ânodo/HTL/Polímero Eletroluminescente/Cátodo. Foram apresentadas todas as etapas de fabricação dos dispositivos, assim como seus processos de caracterização. Para o ânodo, foi utilizado um óxido transparente condutor, óxido de índio-estanho - ITO, com tratamento superficial em plasma de oxigênio. Foram estudados três materiais diferentes para as HTLs. Filmes de PAni:PVS ou PAni:Ni-TS-Pc foram depositados pela técnica de automontagem (Layer-by-Layer) e os filmes de PEDOT:PSS foram depositados pelo método de spin-coating. O polímero eletroluminescente utilizado neste trabalho foi o MEH-PPV, também depositado pelo método de spin-coating. Para o cátodo foi utilizado o alumínio, evaporado termicamente. O encapsulamento dos dispositivos foi realizado em atmosfera inerte de argônio para diminuir os efeitos de degradação através do oxigênio e da luz. O emprego de camadas transportadoras de buracos (HTLs) resultou numa sensível diminuição no valor da tensão de operação dos dispositivos, quando empregados filmes de PAni:PVS e PAni:Ni-TS-Pc. Os valores das tensões de operação baixaram de 12 V para cerca de 3 V em relação aos dispositivos fabricados sem a utilização de HTLs. Através da microscopia de força atômica, foi possível determinar a espessura das bicamadas e a rugosidade superficial dos filmes de PAni:PVS para correlacionar estes resultados com a resposta elétrica dos dispositivos. Espessuras de 4nm (para 1 bicamada) resultaram em tensões de operação de 3 V. Foi possível verificar também, por espectroscopia no UV-VIS, que este tipo de filme absorve luz em freqüência diferente daquela emitida pelo MEH-PPV. Medidas elétricas em regime de corrente contínua, curvas de Corrente vs. Tensão e, em regime de corrente alternada, espectroscopia de impedância, foram realizadas em dispositivos para determinar o valor da tensão de operação e estudar os efeitos de interface nas diferentes camadas que compõe um dispositivo. Através das curvas obtidas pela espectroscopia de impedância, foi possível determinar os valores dos componentes dos circuitos equivalentes (capacitores e resistores). Com isso, é possível simular o comportamento destes dispositivos através de circuitos elétricos antes mesmo de serem fabricados. Pelos resultados obtidos, todas as HTLs estudadas contribuíram para uma sensível diminuição no valor da tensão de operação dos dispositivos, apontando-os como excelentes materiais a serem utilizados com o objetivo de alcançar uma maior eficiência e um melhor desempenho destes dispositivos. / In the present work, the study of the optical and electrical properties of polymeric electroluminescent devices known as Polymer Light-Emitting Diodes (PLEDs) and the development of Hole Transport Layers (HTLs) to promote an increase of the electrical efficiency of the devices was performed. PLEDs were constructed with structures like Anode/HTL/Electroluminescent Polymer/Cathode in order to study the optical and electrical properties of these devices. All the stages of the devices production were presented, as well as its characterization processes. For the anode a conductive transparent oxide (Indium Tin Oxide - ITO) with a superficial oxygen plasma treatment was used. Three different materials for the HTLs were used. Films of PAni:PVS or PAni:Ni-TS-Pc were deposited by the self-assembly technique (Layer-by-Layer) and the films of PEDOT:PSS were deposited by the spin-coating method. The electroluminescent polymer used in this work was MEH-PPV, also deposited by the spin-coating method. Aluminum was deposited by thermal evaporation for the cathode. The devices encapsulation was performed in Argon inert atmosphere to reduce the degradation effects through oxygen and light. The use of Hole Transport Layers (HTLs) resulted in a sensitive decrease in the devices operating voltage value when films of PAni:PVS and PAni:Ni-TS-Pc were used. The operating voltage values have decreased from 12 V to 3 V in relation to the devices assembled without the usage of HTLs. By the use of Atomic Force Microscopy measurements the thickness of the bilayers and the surface roughness of the PAni:PVS films was obtained to correlate these results with the devices electric characteristics. Thicknesses of 3 to 4 nm (for one bilayer) resulted in operating voltage of 3 V. It was possible to verify also, by UVVIS Spectroscopy, that this type of PAni:PVS films absorbs light in a different frequency than that emitted by MEH-PPV. Electric measurements in the direct current, Current vs. Voltage curves and, in alternating current, Impedance Spectroscopy, were performed in devices to determine the operating voltage value and to study the interface effects in the different layers used in the devices. Analyzing the curves obtained by the impedance spectroscopy, it was possible to determine the values of the equivalent circuit components (capacitors and resistors) and, with that, to simulate the behavior of these devices through electric circuits even before they were manufactured. By the experimental results, all the HTLs studied have contributed to a sensitive decrease in the devices operating voltage, indicating them as excellent materials to be used to reach a higher efficiency and a better performance of these devices.

A eletrocirurgia é uma técnica cirúrgica que utiliza o bisturi elétrico para a realização do corte, dessecação e coagulação do tecido orgânico, diminuindo dessa forma os riscos de hemorragia. O bisturi elétrico usa o processo da faiscância para a realização do trabalho. Esse processo provoca, entre outras coisas, o aquecimento da água intracelular e, consequentemente, o rompimento da célula do tecido. Embora se saiba a quantidade de energia entregue pelo bisturi elétrico, pouco se sabe sobre as parcelas de energia envolvidas nos vários fenômenos do processo eletrocirúrgico, principalmente no corte, onde as células sofrem ablação por vaporização. Com base neste problema, foi desenvolvida esta pesquisa, que teve o objetivo de determinar a energia necessária para o corte eletrocirúrgico, através dos parâmetros elétricos envolvidos e da energia utilizada para a vaporização da água do tecido orgânico. O método desenvolvido foi testado em três experimentos, com várias séries de cortes específicos em cada. Demonstrou-se que da energia total que é entregue pelo bisturi, menos de 10% é utilizada para o corte, ou especificamente, para a vaporização da água do tecido. O restante da energia acaba sendo utilizada em outros processos que começarão a ser analisados em outros trabalhos. / Electrosurgery is a surgical technique that uses an electrosurgical device for cutting, drying (desiccation), and coagulation of organic tissue, thereby reducing the risk of bleeding. Electrosurgical device uses sparking phenomena for this purpose. This process causes heating of intracellular water and, consequently, the rupture of the cell in the organic tissue. Although the amount of energy delivered by the electrosurgical device is easy to know, little is known about the exactly amount of energy involved in the various phenomena of electrosurgical procedure, especially in cutting, where cells suffer ablation by vaporization Based on this was developed this research, which objective is to determine the energy required for the electrosurgical cutting through the electrical parameters involved and the energy used for the vaporization of water of organic tissue. The method developed was corted in three experiments, with a series of specific tests in each. It has been show that only about 10% of total energy is used for cutting, or specifically, for the vaporization of water of organic tissue. The rest of the energy is used in other processes that need more investigation to be understood.

A eletrocirurgia é uma técnica cirúrgica que utiliza o bisturi elétrico para a realização do corte, dessecação e coagulação do tecido orgânico, diminuindo dessa forma os riscos de hemorragia. O bisturi elétrico usa o processo da faiscância para a realização do trabalho. Esse processo provoca, entre outras coisas, o aquecimento da água intracelular e, consequentemente, o rompimento da célula do tecido. Embora se saiba a quantidade de energia entregue pelo bisturi elétrico, pouco se sabe sobre as parcelas de energia envolvidas nos vários fenômenos do processo eletrocirúrgico, principalmente no corte, onde as células sofrem ablação por vaporização. Com base neste problema, foi desenvolvida esta pesquisa, que teve o objetivo de determinar a energia necessária para o corte eletrocirúrgico, através dos parâmetros elétricos envolvidos e da energia utilizada para a vaporização da água do tecido orgânico. O método desenvolvido foi testado em três experimentos, com várias séries de cortes específicos em cada. Demonstrou-se que da energia total que é entregue pelo bisturi, menos de 10% é utilizada para o corte, ou especificamente, para a vaporização da água do tecido. O restante da energia acaba sendo utilizada em outros processos que começarão a ser analisados em outros trabalhos. / Electrosurgery is a surgical technique that uses an electrosurgical device for cutting, drying (desiccation), and coagulation of organic tissue, thereby reducing the risk of bleeding. Electrosurgical device uses sparking phenomena for this purpose. This process causes heating of intracellular water and, consequently, the rupture of the cell in the organic tissue. Although the amount of energy delivered by the electrosurgical device is easy to know, little is known about the exactly amount of energy involved in the various phenomena of electrosurgical procedure, especially in cutting, where cells suffer ablation by vaporization Based on this was developed this research, which objective is to determine the energy required for the electrosurgical cutting through the electrical parameters involved and the energy used for the vaporization of water of organic tissue. The method developed was corted in three experiments, with a series of specific tests in each. It has been show that only about 10% of total energy is used for cutting, or specifically, for the vaporization of water of organic tissue. The rest of the energy is used in other processes that need more investigation to be understood.

The main objective of this work is to research and obtain surface protected topological states in nano-ribbons created from the leaves of Germanene and Silicene. These sheets belong to the class of Topological Insulators and correspond to monolayers of germanium and silicon atoms in a hexagonal arrangement that is similar to the graphene sheet. For this investigation, we conducted a study of the electronic and structural properties of these sheets, as well as their respective nano-ribbons through first-principles calculations based on density functional theory (DFT). In this methodology we use the generalized gradient approximation (GGA) for estimating the exchange and correlation term, and the PAW method for the effective potential and the expansion of plane waves of the Kohn-Sham. We conducted a computer simulation with the aid of the package VASP (Vienna ab-initio Simulation Package). As a starting point for our research, we used the methodology of solid state physics in order to describe the crystalline structure of the leaves as well as their mutual space. Subsequently we analyze the band structure, from which many of its properties can be visualized. For this task, we initially proceeded to investigate the stability of these systems via total energy calculations, in turn obtaining the network parameters that minimizes the energy of the system. We also obtained the energy cutoff, ECUT used in our calculations, or in other words, determining the number of plane waves needed to expand the electronic wave functions on the DFT formalism. We continued our study, with the creation and analysis of two different configurations of nano-ribbons, one that corresponds to a straightforward cut of the sheet with the armchair termination pattern, and the other based on a reconstruction of those edges, which provide an energetically more stable system. Subsequently we obtained electronic structures, and conducted a study of its variation due to the change of the width of the nano-ribbon and ionic relaxation of its edges. In a way, we modified the above parameters in order to obtain a system that would give us a zero gap, or at least insignificant, as well as a specific configuration for the spin texture, in order to verify the evidence of surface protected topological states in these nano-ribbons. / O objetivo principal deste trabalho é a investigação e obtenção dos estados topologicamente protegidos de superfície em nano-fitas criadas a partir das folhas de Germaneno e Siliceno. Estas folhas pertencem a classe dos Isolantes Topológicos e correspondem a monocamadas de átomos de Germânio e Silício, em um arranjo hexagonal que se assemelha a folha do Grafeno. Para esta investigação, realizamos um estudo das propriedades eletrônicas e estruturais destas folhas, bem como de suas respectivas nano-fitas, através de cálculos de primeiros princípios fundamentados na teoria do funcional da densidade (DFT). Nesta metodologia utilizamos a aproximação do gradiente generalizado (GGA) para a estimativa do termo de troca e correlação, e o método PAW para o potencial efetivo e a expansão em ondas planas dos orbitais de Kohn-Sham. Realizamos a simulação computacional com o auxílio do pacote VASP (Vienna ab-initio Simulation Package). Como ponto de partida para nossa pesquisa, utilizamos a metodologia da física do estado sólido com o intuito de descrever a estrutura cristalina das folhas, bem como seu espaço recíproco. Posteriormente analisamos as estruturas de bandas, a partir das quais muitas de suas propriedades podem ser visualizadas. Para esta tarefa, inicialmente procedemos à investigação da estabilidade destes sistemas via cálculos de energia total, obtendo o parâmetro de rede a que minimiza a energia do sistema. Obtivemos também a energia de corte ECUT utilizada em nossos cálculos, ou em outras palavras, a determinação do número de ondas planas necessárias para expandir as funções de onda eletrônicas no formalismo da DFT. Prosseguimos nosso estudo, com a criação e análise de duas distintas configurações de nano-fitas, uma que corresponde a um corte simples e direto da folha com terminação no padrão armchair, e a outra baseada em uma reconstrução destas bordas, que acaba por fornecer um sistema mais estável energeticamente. Posteriormente obtivemos as estruturas eletrônicas, e realizamos um estudo de sua variação em função da alteração da largura da nano-fita e a relaxação iônica de suas bordas. De certa maneira, modificamos os parâmetros acima, de forma a obter um sistema que nos fornecesse um gap nulo, ou pelo menos desprezível, bem como uma determinada configuração para a textura de spin, de modo a verificarmos a evidência de uma proteção topológica nos estados de superfície nestas nano-fitas. / Mestre em Física

Orientador: Stelamaris Rolla Bertoli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-05T23:46:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_Christiandos_M.pdf: 3511506 bytes, checksum: d365f6dc71d5566b93533834923018e0 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: A existência de fenômenos acústicos depende de três fatores: a fonte, o meio e o receptor. Para a prevenção de condições ruidosas em certos ambientes, é necessário o conhecimento de uma característica própria da fonte que não sofre interferência do meio na propagação da energia sonora, como é o caso da potência sonora. O IBAMA em conjunto com o INMETRO iniciou um programa que visa informar e minimizar o ruído (nível de potência sonora) produzido por aparelhos elétricos etiquetando-os. Este programa se chama Selo Ruído. Existe uma previsão de inclusão de ferramentas elétricas neste programa de etiquetagem. A furadeira elétrica é uma destas ferramentas que tem inclusão prevista. Com o intuito de investigar os métodos de ensaio para determinação de potência sonora, este trabalho propõe a realização de ensaios de diversos métodos normalizados de determinação de nível de potencia sonora aplicando-os para furadeiras elétricas. Os métodos escolhidos para os ensaios foram os que utilizam salas reverberantes especiais (ISO 3743 ¿ Engineering Methods for Special Reverberations test Rooms e ISO 3741 ¿ Precision Methods for Special Reverberations test Rooms). Estes métodos são referenciados na norma nacional NBR 13910:1997-Parte 1- Diretrizes de ensaios para a determinação de ruído acústico de aparelhos eletrodomésticos e similares. Com os resultados obtidos dos ensaios realizados, foi feita uma análise de qualificação das metodologias empregadas. A partir de cada item destas metodologias foi analisada a aplicabilidade destes itens a ser empregado no método de ensaio proposto. A construção das etapas do método foi obtida a partir dos itens qualificados e aplicáveis ao programa de etiquetagem Selo Ruído / Abstract: In the acoustic phenomena there are three main variables: the source, the medium and the receptor. For the prevention of noise conditions in certain places, it is necessary to know a source characteristic that does not change with medium variations. This characteristic is the sound power radiated by the source. To consider this prevention, IBAMA and INMETRO started a program that labels the household appliances according to the noise level emitted by them. This program is called ¿Selo Ruído¿. There is a prevision to include the electric tools in this label program. The drill is one of these electric tools that will be included. To investigate the methods for determination of the sound power levels, this work proposes some tests of drills in several standarded methods. The methods used for the tests were the ones that use reverberation rooms (ISO 3743 ¿ Engineering Methods for Special Reverberations test Rooms and ISO 3741 ¿ Precision Methods for Special Reverberations test Rooms). These methods are referenced at the Brazilian standard NBR 13910:1997 ¿ Part 1 ¿ ¿Diretrizes de ensaios para a determinação de ruído acústico de aparelhos eletrodomésticos e similares¿. A qualification analysis of the methodologies applied was done, based on the tests results. An application of these items was done from each item of these methodologies in the test method proposed. The construction of the steps in the proposed method was made from the items qualified and applied to the ¿Selo Ruído¿ program / Mestrado / Edificações / Mestre em Engenharia Civil

The automation of power distribution networks contributes to the improvement of the quality indicators for providing isolation of defective parts through remote controls for opening and closing devices, as well as transfers to defective parts without alternative sources of supply. These commands are normally executed in the Operation Centers by specialized technicians. Although, providing greater speed than the local execution of opening and closing braces through teams in the field for more complex circuits requires technicians operating an analysis of a significant set of variables for decision making. This time devoted to technical analysis reduces earnings quality compared automation solution, where commands could be achieved through pre-defined algorithms, known as Automatic Replenishment. To measure the gain of additional solutions of this nature is necessary to determine the behavior of time to maneuver performed by technicians and those obtained by automatic recomposition. With such a statistical study sample can define the average times for each situation and size of these times you can compare the two situations, basically inserting the time difference on a methodology for calculation of quality indicators. This study aims to perform the statistical survey on a sample of a system already deployed in a power distributor, to establish comparison regarding the quality gains through the methodology of the MLE (Logical Structural) and apply a decision model based on multicriteria to provide a prioritization matrix circuits where automatic recovery can be more advantageous. Although the scope of this work involves only the automatic replenishment, the statistical basis of the obtained times can serve as a starting point for studies related to other more sophisticated mechanisms of self-diagnosis and self restoration as the "Self Healing" present in the context of Smart Grids. / A automação das redes de distribuição de energia contribui para melhoria dos indicadores de qualidade por proporcionar o isolamento dos trechos defeituosos através de comandos a distância de abertura e fechamento dos dispositivos, além de transferências de trechos sem defeito para fontes alternativas de suprimento. Estes comandos normalmente são executados nos Centros de Operação por técnicos especializados. Embora, proporcione maior celeridade do que a execução local de abertura e fechamento de chaves através de equipes em campo, para circuitos mais complexos exige dos técnicos de operação uma análise de um conjunto significativo de variáveis para tomada de decisão. Este tempo dedicado de análise dos técnicos reduz os ganhos de qualidade da automação em comparação a soluções de recomposição automática, onde os comandos pudessem ser realizados através de algoritmos pré-definidos. Para aferir o ganho adicional de soluções dessa natureza é necessário apurar o comportamento dos tempos de manobra executados pelos técnicos e daqueles obtidos pela recomposição automática. Com tal amostra um estudo estatístico pode definir os tempos médios para cada situação e de porte destes tempos pode-se comparar as duas situações, basicamente inserindo a diferença de tempos em uma metodologia para cálculo de indicadores de qualidade. Este trabalho tem o objetivo de executar este estudo estatístico em uma amostra de um sistema já implantado em uma distribuidora de energia, estabelecer comparação referente aos ganhos de qualidade através da metodologia da MLE (Matriz Lógica Estrutural) e aplicar um modelo de decisão baseado em multicritério para fornecer uma matriz de priorização de circuitos onde a recomposição automática possa ser mais vantajosa. Esta base estatística obtida dos tempos pode servir como ponto de partida para outros estudos relacionados a mecanismos mais sofisticados de autodiagnostico e de auto restabelecimento como o Self Healing presente no contexto das redes inteligentes ou Smart Grids .

Orientador: Carlos Alberto Favarin Murari / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T04:03:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Duque_MarinaBorges_M.pdf: 1960535 bytes, checksum: 1d0e3bb5b148b1377f1e8e33d3ab25ac (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Para garantir o bom desempenho das redes de distribuição de energia elétrica, bem como aumentar a qualidade dos serviços prestados aos consumidores, faz-se necessário o desenvolvimento e a implementação de metodologias que permitam avaliar tanto os custos como os benefícios que trazem as diferentes alternativas de projeto propostas e os seus impactos no sistema como um todo, mantendo sempre aceitáveis os índices de qualidade e confiabilidade do fornecimento aos diferentes consumidores: residencial, comercial e industrial. Nesse contexto, um programa computacional que realize o cálculo dos fluxos de potência é uma ferramenta imprescindível na análise dos sistemas elétricos de potência tendo-se como principais grandezas de interesse, as tensões nas diferentes barras e os fluxos de potência ativa e reativa em todos os componentes da rede elétrica (linhas, transformadores, etc.). E como a maior parte das redes de distribuição de energia elétrica é trifásica, é de fundamental importância adotar uma formulação trifásica que represente de forma adequada os desequilíbrios, e, portanto nesta dissertação é apresentada uma versão de fluxo de carga trifásico baseada no Método Iterativo de Correção de Tensão com possibilidade de inserção de cargas não lineares para contemplar as frequências harmônicas e assim obter o estado da rede (magnitude e ângulo das tensões nodais) e também de outras grandezas elétricas contemplando os efeitos causados por cargas não lineares, com ênfase para o motor de indução trifásico / Abstract: To ensure a good performance of power distribution networks as well as to increase the quality of services provided for the consumers, it is necessary the development and implementation of methodologies to assess the costs and the benefits of the different operating alternatives and their impacts on the system as a whole, while maintaining acceptable levels of quality and the reliability of electricity supply to the various consumers: residential, commercial and industrial. In this context, a computer program that performs the calculation of power flows is an essential tool in the analysis of electrical power systems having as main quantities of interest - nodal voltages and active and reactive power flows - at all electrical network components (lines, transformers, etc.). Once the electrical distribution networks are three-phase, it is crucial to adopt a three-phase formulation that adequately represents the load unbalance. We propose a version of a three-phase load flow based on the Voltage Correction Iterative Method with the possibility of including non-linear loads - with emphasis for three-phase induction motor - to simulating harmonic frequencies and getting the corresponding node voltages and other electrical quantities / Mestrado / Energia Eletrica / Mestra em Engenharia Elétrica

Orientador: Walmir de Freitas Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-24T08:26:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Salles_NewtonJosede_D.pdf: 8861113 bytes, checksum: 46fbfc4ed40c793e3b012449f77b88ab (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Recentemente, o ilhamento intencional, ou seja, a operação isolada de uma parte do sistema elétrico de potência que pode ser alimentada localmente por geradores distribuídos, tem representado um grande interesse para as empresas concessionárias de energia elétrica. Tamanho interesse deve-se à capacidade destes geradores em assegurar a redução do tempo de indisponibilidade do fornecimento de energia elétrica, aumentando a confiabilidade das cargas pertencentes ao sistema ilhado. O sucesso da prática do ilhamento intencional é o conhecimento prévio de todas as contingências possíveis que podem resultar em operação ilhada, quer sejam situações de manutenções programadas ou mesmo a perda de subestações de distribuição ou linhas de transmissão de alta tensão. Neste cenário, uma prática comum é utilizar o(s) gerador(es) síncrono(s) distribuído(s) para alimentar o sistema ilhado e garantir a regulação da frequência e da magnitude da tensão, com a atuação do regulador de velocidade e do regulador de tensão, respectivamente. Um dos aspectos mais importantes que deve ser considerado no planejamento do sistema elétrico de potência é o desempenho do sistema de proteção, uma vez que os ajustes dos dispositivos de proteção não são flexíveis o suficiente para acomodar a operação antes e depois de detectado o ilhamento. Neste contexto, esta tese de doutorado apresenta duas contribuições principais: (1) apresentar um estudo detalhado de viabilidade técnica para a realização do ilhamento intencional ¿ dado que o autor deste trabalho é um engenheiro experiente em uma das mais bem conceituadas concessionárias brasileiras, entende-se que o detalhamento destes estudos é de extrema importância para a academia; (2) desenvolver modelos de modernos relés digitais de proteção nos ambientes MATLAB/Simulink, ATP/ATPDraw e ANATEM e utilizar estes modelos em esquemas de proteção suficientemente flexíveis para permitir a viabilidade do ilhamento intencional de geradores síncronos distribuídos. Na avaliação do desempenho de dispositivos de proteção para a formação do ilhamento, são utilizados modelos de relés digitais de proteção desenvolvidos durante o mestrado do autor, bem como novos modelos de relés. Os novos modelos de relés foram desenvolvidos para serem usados em ambientes de análise de transitórios eletromecânicos e eletromagnéticos, como o MATLAB/Simulink, ATP/ATPDraw e ANATEM, constituindo uma poderosa ferramenta de análise e simulação, pois permitem que as interações entre o sistema de proteção e a dinâmica do sistema sejam visualizadas no domínio do tempo. Palavras-chave: Geração distribuída, ilhamento intencional, proteção / Abstract: Nowadays, the utilities have strong interest in practicing the intentional islanding, i.e., the islanded operation of part of the electrical power system fed by distributed generators. This interest is resulted by the capacity of distributed generators to decrease outages and, therefore, to increase system reliability. The success of intentional islanding practice relies on the previous knowledge of all the possible contingencies which may result in islanded operation. These contingencies may be scheduled maintenances or even the loss of distribution substations or transmission lines. Under these circumstances, a common practice is to use the distributed synchronous generators to feed the islanded system and to assure the voltage frequency and magnitude control with the speed governor and voltage regulator actuation, respectively. One of the most important aspects that must be considered in electric power systems planning is the performance of protection system, since the relay settings are not flexible enough to assure the suitable operation before and after the islanding occurrence. In this context, this work has two main contributions: (1) to present a detailed study of intentional islanding technical feasibility ¿ the author is a senior engineer at one of the most important Brazilian utilities, as a result the presentation of how to perform these studies in detail is extremely important for Academy; (2) to develop modern digital relays models using time domain simulation tools such as MATLAB/Simulink, ATP/ATPDraw and ANATEM and to use these models in sufficiently flexible protection schemes to achieve successful intentional islanding operations with synchronous generators. The evaluation of protection systems performance for the intentional islanding practice explore the implemented digital relays models in time domain simulations performed using MATLAB/Simulink, ATP/ATPDraw and ANATEM. This option is an important analysis tool that allows the evaluation of the interaction between protection system and system dynamics during the time. Key-words: Distributed generation, intentional islanding, protection / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica