Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5333_1.pdf: 5975151 bytes, checksum: a0dfbf361d19c89d9fdc6a78bddeeaec (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Controle orientado pela tensão é uma das técnicas mais usadas para operação e controle de qualquer equipamento conectado à rede elétrica através de um conversor eletrônico CC-CA, tais como, sistemas de geração de energia distribuída, sistemas de energia ininterrupta e filtros ativos. Por isso, a estimação rápida e precisa do ângulo de fase e por vezes da magnitude instantânea do vetor tensão de seqüência positiva na freqüência fundamental de uma rede elétrica é essencial para atingir bons desempenhos no controle daqueles sistemas. Então, o presente trabalho apresenta uma abordagem dos principais métodos de detecção existentes mostrando as virtudes e deficiências dos mesmos. Outrossim, um novo método é concebido nesta dissertação e comparado com os demais. A sua funcionalidade é corroborada por meio de simulações e experimentos. Salienta-se que o enfoque é dado às técnicas empregadas em sistemas elétricos trifásicos

A busca de uma melhor qualidade da energia passa necessariamente por um melhor entendimento dos fenômenos relacionados às descargas atmosféricas. No caso de redes de distribuição com tensões nominais inferiores a 69 kV, uma parcela significativa das interrupções se deve às sobretensões induzidas por descargas próximas às linhas. Este trabalho teve por objetivo desenvolver e implantar um sistema para estudo de tensões induzidas em linhas de distribuição devido a descargas atmosféricas indiretas através da obtenção simultânea das formas de onda de tensões induzidas em duas linhas com diferentes configurações. Além das linhas, equipadas com divisores de tensão especialmente projetados para medições de tensões impulsivas, também fazem parte do sistema uma torre metálica para captação de descargas, construída nas proximidades das linhas, o sistema de medição instalado em sua base para registro de correntes de descargas que eventualmente incidam em sua estrutura e o programa computacional que gerencia os processos de aquisição e armazenamento de dados. A metodologia adotada no estudo é pioneira no que se refere a descargas naturais, pois somente em pesquisa desenvolvida pelo Grupo de Alta Tensão e Descargas Atmosféricas (GATDA/USP) através de modelo em escala reduzida foram obtidos registros simultâneos de tensões induzidas pelas mesmas descargas em linhas de distribuição com e sem proteção. O presente estudo representa uma extensão da pesquisa realizada com modelo reduzido, sendo a metodologia anteriormente desenvolvida transportada para um sistema em escala real. O sistema entrou em operação no final de fevereiro de 2002, tendo sido registradas várias formas de onda de tensões induzidas, comprovando o seu desempenho satisfatório. Este trabalho descreve os principais componentes do sistema e apresenta alguns dos resultados preliminares obtidos. / For improving the energy quality it is essential to understand the phenomena related to the lightning discharges. In the case of distribution networks with rated voltages lesser than 69 kV, there is a significant number of interruptions caused by overvoltages induced by lightning discharges near to the lines. The aim of this work was to develop and to implement a system to study lightning induced voltages on distribution lines through simultaneous acquisition of induced voltages waveforms on two lines with different configurations. Besides the lines, equipped with voltage dividers specially designed to measure impulsive voltages, also belong to the system a metallic tower built in the vicinity of the lines, the measuring system installed at its base to register lightning currents that eventually hit it and the computer programme that manages the acquisition and data storage process. The methodology adopted in the study is pioneer concerning natural lightning, since records of voltages induced simultaneously on unprotected and protected distribution lines by the same lightning event were obtained only in a previous research developed by the High Voltage / Lightning Research Group (GATDA/USP), by means of a scale model. The present study represents an extension of that research, so that the same methodology previously developed has been transferred to a real scale system. The system started to operate in the end of February 2002 and several induced voltages waveforms have been registered, confirming its satisfactory performance. This Dissertation describes the system and its main components and shows some of the preliminary results obtained so far.

Com o déficit de energia que atualmente preocupa o setor elétrico brasileiro, ameaçando os consumidores com a possibilidade de novos racionamentos, surge a perspectiva de aumento de produção de energia, através da criação de usinas eólicas para suprir essa demanda. Entretanto, esta forma de geração, sabidamente, provoca distorções na qualidade de energia fornecida, principalmente quanto à geração de harmônicas, que acabam por interferir diretamente nas cargas podendo provocar danos a equipamentos e instalações. Por esse motivo, este trabalho visa analisar a contribuição desse tipo de geração no sistema elétrico e discutir, com base em estudos experimentais realizados em modelos de aerogeradores e diretamente em unidades geradoras instaladas em plantas de geração eólica, as perturbações harmônicas geradas pelo controle de tensão e frequência do sistema. A metodologia utilizada será a de medição das distorções harmônicas, através de analisadores de qualidade de energia, instalados primeiramente em modelos laboratoriais dos principais tipos de aerogeradores existentes no mercado, medindo as perturbações em diversas situações de carga, obedecendo ao estabelecido na norma NBR-IEC- 61400-21/2010 Medição e Avaliação da Qualidade de Energia de Aerogeradores Conectados a Rede. / With the energy deficit that currently worries the Brazilian electric sector, threatening consumers with the possibility of further rationing comes the prospect of increased energy production through the creation of wind farms to meet this demand. However, this form of generation is known to distort the quality of power supplied, especially as the generation of harmonics, which ultimately interfere directly in the loads can cause damage to equipment and facilities. Therefore, this study aims to analyze the contribution of this type of generation on the electrical system and discuss, based on experimental studies in directly generating units installed in wind generation plants, disturbances generated by harmonic voltage and frequency control system. The methodology will be the measurement of harmonic distortion through power quality analyzers, installed primarily in laboratory models of the main types of wind turbines on the market, measuring disturbances in various loading conditions, obeying the established standard NBR-IEC-61400-21/2010 - Measurement and Evaluation of Power Quality of Wind Turbines Connected Network.

A busca de uma melhor qualidade da energia passa necessariamente por um melhor entendimento dos fenômenos relacionados às descargas atmosféricas. No caso de redes de distribuição com tensões nominais inferiores a 69 kV, uma parcela significativa das interrupções se deve às sobretensões induzidas por descargas próximas às linhas. Este trabalho teve por objetivo desenvolver e implantar um sistema para estudo de tensões induzidas em linhas de distribuição devido a descargas atmosféricas indiretas através da obtenção simultânea das formas de onda de tensões induzidas em duas linhas com diferentes configurações. Além das linhas, equipadas com divisores de tensão especialmente projetados para medições de tensões impulsivas, também fazem parte do sistema uma torre metálica para captação de descargas, construída nas proximidades das linhas, o sistema de medição instalado em sua base para registro de correntes de descargas que eventualmente incidam em sua estrutura e o programa computacional que gerencia os processos de aquisição e armazenamento de dados. A metodologia adotada no estudo é pioneira no que se refere a descargas naturais, pois somente em pesquisa desenvolvida pelo Grupo de Alta Tensão e Descargas Atmosféricas (GATDA/USP) através de modelo em escala reduzida foram obtidos registros simultâneos de tensões induzidas pelas mesmas descargas em linhas de distribuição com e sem proteção. O presente estudo representa uma extensão da pesquisa realizada com modelo reduzido, sendo a metodologia anteriormente desenvolvida transportada para um sistema em escala real. O sistema entrou em operação no final de fevereiro de 2002, tendo sido registradas várias formas de onda de tensões induzidas, comprovando o seu desempenho satisfatório. Este trabalho descreve os principais componentes do sistema e apresenta alguns dos resultados preliminares obtidos. / For improving the energy quality it is essential to understand the phenomena related to the lightning discharges. In the case of distribution networks with rated voltages lesser than 69 kV, there is a significant number of interruptions caused by overvoltages induced by lightning discharges near to the lines. The aim of this work was to develop and to implement a system to study lightning induced voltages on distribution lines through simultaneous acquisition of induced voltages waveforms on two lines with different configurations. Besides the lines, equipped with voltage dividers specially designed to measure impulsive voltages, also belong to the system a metallic tower built in the vicinity of the lines, the measuring system installed at its base to register lightning currents that eventually hit it and the computer programme that manages the acquisition and data storage process. The methodology adopted in the study is pioneer concerning natural lightning, since records of voltages induced simultaneously on unprotected and protected distribution lines by the same lightning event were obtained only in a previous research developed by the High Voltage / Lightning Research Group (GATDA/USP), by means of a scale model. The present study represents an extension of that research, so that the same methodology previously developed has been transferred to a real scale system. The system started to operate in the end of February 2002 and several induced voltages waveforms have been registered, confirming its satisfactory performance. This Dissertation describes the system and its main components and shows some of the preliminary results obtained so far.

Com o déficit de energia que atualmente preocupa o setor elétrico brasileiro, ameaçando os consumidores com a possibilidade de novos racionamentos, surge a perspectiva de aumento de produção de energia, através da criação de usinas eólicas para suprir essa demanda. Entretanto, esta forma de geração, sabidamente, provoca distorções na qualidade de energia fornecida, principalmente quanto à geração de harmônicas, que acabam por interferir diretamente nas cargas podendo provocar danos a equipamentos e instalações. Por esse motivo, este trabalho visa analisar a contribuição desse tipo de geração no sistema elétrico e discutir, com base em estudos experimentais realizados em modelos de aerogeradores e diretamente em unidades geradoras instaladas em plantas de geração eólica, as perturbações harmônicas geradas pelo controle de tensão e frequência do sistema. A metodologia utilizada será a de medição das distorções harmônicas, através de analisadores de qualidade de energia, instalados primeiramente em modelos laboratoriais dos principais tipos de aerogeradores existentes no mercado, medindo as perturbações em diversas situações de carga, obedecendo ao estabelecido na norma NBR-IEC- 61400-21/2010 Medição e Avaliação da Qualidade de Energia de Aerogeradores Conectados a Rede. / With the energy deficit that currently worries the Brazilian electric sector, threatening consumers with the possibility of further rationing comes the prospect of increased energy production through the creation of wind farms to meet this demand. However, this form of generation is known to distort the quality of power supplied, especially as the generation of harmonics, which ultimately interfere directly in the loads can cause damage to equipment and facilities. Therefore, this study aims to analyze the contribution of this type of generation on the electrical system and discuss, based on experimental studies in directly generating units installed in wind generation plants, disturbances generated by harmonic voltage and frequency control system. The methodology will be the measurement of harmonic distortion through power quality analyzers, installed primarily in laboratory models of the main types of wind turbines on the market, measuring disturbances in various loading conditions, obeying the established standard NBR-IEC-61400-21/2010 - Measurement and Evaluation of Power Quality of Wind Turbines Connected Network.