Detta examensarbete är utfört på uppdrag av Rejlers Ingenjörer i Göteborg. Syftet med arbetet är att genom en projektering övergripande presentera utförandet, komponenter, funktioner, ekonomi och situationsplaner för två förslag på stationsutformningar i samband med en ombyggnation och utvidgning av en transformatorstation. Transformatorstationen har i nuläget två spänningsnivåer på 40 kV och 10 kV. I samband med ombyggnationen skall stationen kompletteras med ytterligare en spänningsnivå på 20 kV, för anslutning av ett antal vindkraftverk. För att anläggningen skall uppfylla grundläggande krav, utförs projekteringen genom att sortera och sammanställa relevant information från gällande föreskrifter, standarder och tekniska riktlinjer. Vidare inhämtas ytterligare information från litteratur, kataloger, produktblad och muntlig kontakt med uppdragsgivaren. I arbetet presenteras två förslag på stationsutformningar i enlighet med syftet. Stationens högspänningsapparater dimensioneras och presenteras, och dess reläskyddsfunktioner identifieras. I båda alternativen är transformatorerna placerade utomhus med en stationsbyggnad som rymmer 10 kV-, 20 kV-ställverket, ett batterirum och ett kontrollrum. Skillnaden mellan alternativen ligger främst i att ett av alternativen har ett utomhusbyggt luftisolerat 40 kV-ställverk medan det andra alternativet har ett kompaktare inomhusbyggt luftisolerat 40 kV-ställverk. Den totalt beräknade kostnaden, inklusive drift- och underhållskostnader, under en 25-årsperiod beräknas uppgå till 22,7 Mkr för utomhusalternativet och 22,4 Mkr för inomhusalternativet. Skillnaden mellan alternativen förväntas stiga till inomhusalternativets fördel, om även samhällskostnader vid avbrott vägs in i kalkylen. Rekommendationen är att transformatorstationen uppförs enligt inomhusalternativet, eftersom detta torde anses ge bäst totalekonomi, driftsäkerhet och skydd mot obehörigt tillträde. / This bachelor´s thesis is carried out on behalf of Rejlers Ingenjörer in Gothenburg. The work aims to overall present the realization of two station design proposals, including components, functions, financial aspects and plans, in connection with a reconstruction and expansion of a substation. The substation currently has two voltage levels of 40 kV and 10 kV. In connection with the reconstruction, the station is supplemented by a further voltage level of 20 kV, for connection of a number of wind turbines. For the installation to meet basic requirements, the work is performed by sorting and putting together relevant information from applicable regulations, standards and technical guidelines. Further information is obtained through additional information from literature, catalogues, product sheets and verbal contact with the job requestor. In the thesis the two station design proposals are presented in compliance with the aim. The high voltage equipment is dimensioned and presented, and the relay protection functions are identified. In both options, the transformers are located outdoors with a station building that houses 10 kV, 20 kV switchgear, a battery room and a control room. The main difference between the alternatives is that one of the options has an outdoor air insulated 40 kV switchgear, while the second one has a more compact indoor air insulated switchgear. The total estimated cost, including operation and maintenance costs, over a 25-year period is estimated at 22.7 million Swedish kronor for the outdoor option and 22.4 million Swedish kronor for the indoor alternative. The difference in costs is expected to rise to the advantage of the indoor option if social costs during a power failure also are taken into account in the calculation. It is recommended that the substation be built according to the indoor option, since this is considered to provide the best overall economy, safety of operation and protection against unauthorized access.

Orientador: Fábio Bertequini Leão / Resumo: Com a crescente utilização de fontes renováveis de geração de energia por parte dos consumidores de energia elétrica, há a necessidade de se avaliar quais serão os impactos da conexão destes geradores no sistema de distribuição. De modo geral, um sistema onde há geradores distribuídos (GDs) conectados apresentará alteração na corrente de curtocircuito devido ao aumento do nível de tensão. A mudança na corrente de curto-circuito que passa pelos dispositivos de proteção pode leva-los a atuações indesejadas, a atuações descoordenadas e a não atuarem. Para observar com maior detalhe o que ocorre no sistema quando são inseridos GDs, desenvolveu-se neste trabalho equações que descrevem principalmente a corrente de curto-circuito de um sistema para este cenário. Com isso pode-se observar qual a relação que a corrente na saída da subestação possui com as outras variáveis do sistema (correntes das cargas, das gerações e impedância das linhas do sistema), pois o local onde a GD é inserida pode causar efeitos distintos na corrente da subestação. Considerando que o maior número de GDs conectados no sistema brasileiro é do tipo solar, geradores fotovoltaicos, este trabalho traz uma análise para este tipo de gerador conectado no sistema. Este tipo de geração é interessante também pelo fato de utilizar inversores para a sua conexão com a rede. Para observar este comportamento são utilizados três sistemas testes, o primeiro apresenta 17 barras e a análise é realizada em baixa tensão, o segun... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: With the increasing use of renewable energy sources by electricity consumers, it is necessary to evaluate the impact of the connection of these generators to the distribution system. Generally, a system where there are connected distributed generators (GDs) will show a change in the short-circuit current due to the increased voltage level. The change in the short-circuit current that passes through the protection devices can lead them to unwanted actions, uncoordinated actions and not acting. To observe in more detail what happens in the system when GDs are inserted, we have developed in this work equations that mainly describe the short-circuit current of a system for this scenario. Thus, it is possible to observe the relation that the current in the output of the substation has with the other variables of the system (loads, generators and impedances of the system lines), because the place where the GD is inserted can cause different effects in the substation current. Considering that the largest number of GDs connected in the Brazilian system is of the solar type, photovoltaic generators, this work brings an analysis for this type of generator connected in the system. This type of generation is also interesting because it uses inverters for its connection to the network. In order to observe this behavior, three test systems are used, the first presents 17 buses and the analysis is carried out at low voltage, the second is the IEEE 13 bus system, where the influence on the m... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O objetivo deste trabalho é estudar a influência dos parâmetros do processo de soldagem MAG com transferência do metal do tipo Curto-circuito Controlado (CCC) sobre a geometria do cordão de solda. Foi utilizado um dispositivo de soldagem automatizado para realização dos testes de simples deposição sobre um tubo de aço API 5L X65 diâmetro interno 204 mm e espessura 8 mm. Os parâmetros do processo analisados foram a corrente de pico de arco (Ia1), o tempo de atuação desta corrente (ta1), o tempo de atuação da corrente Ia2 (ta2), a velocidade de alimentação do arame (W) e a velocidade de soldagem (v). Tais parâmetros foram ajustados na interface homem-máquina (IHM) de uma fonte de potência microprocessada e do dispositivo de soldagem automatizado. As características geométricas do cordão de solda analisadas foram a largura, a altura do reforço e a penetração. Foi utilizado um Projeto de Experimento Composto de Segunda Ordem para obter a relação entre os parâmetros do processo e as características geométricas do cordão. Os modelos matemáticos obtidos foram considerados adequados, sendo possível determinar estatisticamente o nível de significância de cada um dos parâmetros controláveis – e de suas interações – sobre as respostas analisadas. Foram encontradas sobreposição e falta de fusão lateral em 60% dos corpos de prova avaliados, sendo levantada a hipótese de que a combinação de altos valores da corrente de pico de arco Ia1 com baixos valores do tempo de atuação deste parâmetro – ta1, aliada à utilização de gases de proteção com alta porcentagem de Ar, pode comprometer a eficiência de fusão nas laterais do cordão de solda. Os cordões de solda foram produzidos com quantidade reduzida de salpicos, representando um avanço do processo CCC quando comparado ao processo com transferência do metal por curto-circuito convencional. Os parâmetros controláveis Ia1 e ta1 produziram efeitos muito similares nas respostas de largura e penetração, quando considerados de forma isolada e também quando da interação destes com os demais parâmetros controláveis. A análise dos efeitos das interações principais revelou que Ia1 e ta1 são os parâmetros de maior influência nas respostas da geometria do cordão de solda, porém, com elevada dependência de um ajuste adequado da velocidade de alimentação do arame W para a obtenção de estabilidade do processo. / This work aims to study the influence of MAG welding process parameters with controlled short-circuit (CSC) metal transfer mode on weld bead geometry. The simple deposition weld tests were performed using a micro controlled power supply and an automatized device which enabled achievement of weld beads with standard conditions on API 5L X65 steel pipe whose inner diameter is 204 mm and thickness is 8 mm. The welding process parameters analyzed were the peak arcing current (Ia1), times (ta1) and (ta2), wire feed speed (W) and welding speed (v). Such parameters were set on Human-Machine Interface (HMI) of the micro controlled power supply and automatized welding device. The weld bead geometric features evaluated were width, reinforcement height and penetration depth. A Central Composite Face- Centred Design of Experiment was performed to obtain the relationship between the process parameters and the weld bead geometric features. Statistical analysis allowed development of mathematical models and they were found appropriate to determine the significance level of the process parameters – and their interactions – on output responses analyzed. Overlap and lack of fusion was detected on weld beads side in 60% of all specimens evaluated. The hypothesis formulated states that the origin of these discontinuities is from specific combination of parameters – high values of Ia1 and low values of ta1 together with usage of a shielding gas with high percentage of Ar – which would lead to lower fusion efficiency on weld bead side. The weld beads were produced with low spatter rates so it can be considered an improvement of the CSC process if compared with conventional short-circuit metal transfer mode. The peak arcing current Ia1 and time ta1 yielded similar effects on width and penetration depth, and it was valid when that parameters were taken both isolated and on interactions with other welding process parameters. The present study also revealed that Ia1 and ta1 are the most important parameters on influencing weld bead geometry, however, there is also strong dependence on a proper adjustment of wire feed speed W to obtain process stability.

O objetivo deste trabalho é estudar a influência dos parâmetros do processo de soldagem MAG com transferência do metal do tipo Curto-circuito Controlado (CCC) sobre a geometria do cordão de solda. Foi utilizado um dispositivo de soldagem automatizado para realização dos testes de simples deposição sobre um tubo de aço API 5L X65 diâmetro interno 204 mm e espessura 8 mm. Os parâmetros do processo analisados foram a corrente de pico de arco (Ia1), o tempo de atuação desta corrente (ta1), o tempo de atuação da corrente Ia2 (ta2), a velocidade de alimentação do arame (W) e a velocidade de soldagem (v). Tais parâmetros foram ajustados na interface homem-máquina (IHM) de uma fonte de potência microprocessada e do dispositivo de soldagem automatizado. As características geométricas do cordão de solda analisadas foram a largura, a altura do reforço e a penetração. Foi utilizado um Projeto de Experimento Composto de Segunda Ordem para obter a relação entre os parâmetros do processo e as características geométricas do cordão. Os modelos matemáticos obtidos foram considerados adequados, sendo possível determinar estatisticamente o nível de significância de cada um dos parâmetros controláveis – e de suas interações – sobre as respostas analisadas. Foram encontradas sobreposição e falta de fusão lateral em 60% dos corpos de prova avaliados, sendo levantada a hipótese de que a combinação de altos valores da corrente de pico de arco Ia1 com baixos valores do tempo de atuação deste parâmetro – ta1, aliada à utilização de gases de proteção com alta porcentagem de Ar, pode comprometer a eficiência de fusão nas laterais do cordão de solda. Os cordões de solda foram produzidos com quantidade reduzida de salpicos, representando um avanço do processo CCC quando comparado ao processo com transferência do metal por curto-circuito convencional. Os parâmetros controláveis Ia1 e ta1 produziram efeitos muito similares nas respostas de largura e penetração, quando considerados de forma isolada e também quando da interação destes com os demais parâmetros controláveis. A análise dos efeitos das interações principais revelou que Ia1 e ta1 são os parâmetros de maior influência nas respostas da geometria do cordão de solda, porém, com elevada dependência de um ajuste adequado da velocidade de alimentação do arame W para a obtenção de estabilidade do processo. / This work aims to study the influence of MAG welding process parameters with controlled short-circuit (CSC) metal transfer mode on weld bead geometry. The simple deposition weld tests were performed using a micro controlled power supply and an automatized device which enabled achievement of weld beads with standard conditions on API 5L X65 steel pipe whose inner diameter is 204 mm and thickness is 8 mm. The welding process parameters analyzed were the peak arcing current (Ia1), times (ta1) and (ta2), wire feed speed (W) and welding speed (v). Such parameters were set on Human-Machine Interface (HMI) of the micro controlled power supply and automatized welding device. The weld bead geometric features evaluated were width, reinforcement height and penetration depth. A Central Composite Face- Centred Design of Experiment was performed to obtain the relationship between the process parameters and the weld bead geometric features. Statistical analysis allowed development of mathematical models and they were found appropriate to determine the significance level of the process parameters – and their interactions – on output responses analyzed. Overlap and lack of fusion was detected on weld beads side in 60% of all specimens evaluated. The hypothesis formulated states that the origin of these discontinuities is from specific combination of parameters – high values of Ia1 and low values of ta1 together with usage of a shielding gas with high percentage of Ar – which would lead to lower fusion efficiency on weld bead side. The weld beads were produced with low spatter rates so it can be considered an improvement of the CSC process if compared with conventional short-circuit metal transfer mode. The peak arcing current Ia1 and time ta1 yielded similar effects on width and penetration depth, and it was valid when that parameters were taken both isolated and on interactions with other welding process parameters. The present study also revealed that Ia1 and ta1 are the most important parameters on influencing weld bead geometry, however, there is also strong dependence on a proper adjustment of wire feed speed W to obtain process stability.

Esta dissertação une antropologia e música para analisar processos contemporâneos de produção de discos e músicos na cidade de São Paulo. A questão central que permeia todo texto é a seguinte: por que ainda se grava discos na era da música digital compartilhada no ciberespaço através da internet? Em outras palavras, por que no mesmo período em que as vendas de discos físicos (CDs e discos de vinil) diminuíram, colocando as grandes companhias fonográficas numa crise sem precedentes, um grupo de compositores urbanos passou a produzir e lançar discos físicos de forma autônoma, contínua e intensa? Acompanhando processos criativos e produtivos de três compositores paulistas Kiko Dinucci, Rodrigo Campos e Tatá Aeroplano , o disco emergiu como agente fundamental realizando as mediações que possibilitam aos compositores se constituírem enquanto artistas, construindo uma imagem pública (e uma sonoridade), e conquistando reconhecimento coletivo. O mesmo processo de digitalização que desencadeou a pirataria musical na internet, desencadeou um curto-circuito entre arte e técnica no fazer musical, e um curto-circuito entre artista e público, reconfigurando o lugar social dos discos para esse grupo de compositores que ainda faz questão de gravar e lançar músicas próprias. No primeiro capítulo, baseado numa etnografia dentro de estúdios, acompanhei a gravação dos discos Bahia Fantástica (Rodrigo Campos), Tatá Aeroplano (Tatá Aeroplano) e Metal Metal (Kiko Dinucci). Identifiquei dinâmicas coletivas de arranjo das canções que caracterizam um processo criativo no qual as atividades de todos os envolvidos são permeáveis entre si, e em que arte e técnica se interpenetram. No segundo capítulo, realizei uma experimentação musical com a teoria da agência de Alfred Gell, para analisar como os discos agem fora dos estúdios transformando a vida dos envolvidos em sua produção. Os discos, tratados aqui como indexes musicais, se mostraram sujeitos atuantes nos processos de construção dos artistas. No terceiro e último capítulo, segui os três compositores na internet mapeando alguns usos e estratégias de ação no ciberespaço. Procurei descrever como os discos são disponibilizados no mundo digital, especialmente em redes sociais que possibilitam uma comunicação direta entre artistas e público. Os três capítulos juntos descrevem como os discos gravam os artistas, tanto quanto os artistas gravam os discos. / This dissertation connect anthropology and music to analyze contemporary process of record production and musicians in São Paulo. The central question that permeates the entire text is the following one: why does it still record albuns in the age of digital music shared on cyberspace through internet? In other words, why at the same time when the physical record sales decreased (CDs and vinyl records), placing large companies in an unprecedented crisis, a group of urban composers is recording and releasing physical records with autonomy, intensity and continuity? Following creative and productive processes of three composers from São Paulo Kiko Dinucci, Rodrigo Campos e Tatá Aeroplano , the disc has emerged as a central agent performing the mediations that enable the composers to build themselves as artists, building a public image (and a sonority), and acquiring collective recognition. The same digitalization process that has triggered musical piracy on internet, has triggered a shortcircuit between art and technique in the music making, and a short-circuit between artist and public, reconfiguring the records social position inside this group of composers that still record and release their songs. In the first chapter, based on an ethnography inside the studios, I followed the recording process of Bahia Fantástica (Rodrigo Campos), Tatá Aeroplano (Tatá Aeroplano) e Metal Metal (Kiko Dinucci). I have indentified songs collective dynamics of arrangements that characterize a creative process where the activities of all people involved are together permeable, and where art and technique intertwine. In the second chapter, I have conducted a musical experiment with Alfred Gells agency theory, to analyze how the records act outside the studios, transforming the social life from the people involved with its production. The records, treated here as musical indexes, have presented it selves as acting subjects in the process of an artist construction. In the third and last chapter, I have followed the composers, while mapping their uses and strategies of action on cyberspace. I have tried to describe how the records are available in the digital world, especially in social networks enabling a straight communication between artists and public. All the three chapters together describe how the album record the artists, as much as the artists record the albums.

O objetivo deste trabalho é estudar a influência dos parâmetros do processo de soldagem MAG com transferência do metal do tipo Curto-circuito Controlado (CCC) sobre a geometria do cordão de solda. Foi utilizado um dispositivo de soldagem automatizado para realização dos testes de simples deposição sobre um tubo de aço API 5L X65 diâmetro interno 204 mm e espessura 8 mm. Os parâmetros do processo analisados foram a corrente de pico de arco (Ia1), o tempo de atuação desta corrente (ta1), o tempo de atuação da corrente Ia2 (ta2), a velocidade de alimentação do arame (W) e a velocidade de soldagem (v). Tais parâmetros foram ajustados na interface homem-máquina (IHM) de uma fonte de potência microprocessada e do dispositivo de soldagem automatizado. As características geométricas do cordão de solda analisadas foram a largura, a altura do reforço e a penetração. Foi utilizado um Projeto de Experimento Composto de Segunda Ordem para obter a relação entre os parâmetros do processo e as características geométricas do cordão. Os modelos matemáticos obtidos foram considerados adequados, sendo possível determinar estatisticamente o nível de significância de cada um dos parâmetros controláveis – e de suas interações – sobre as respostas analisadas. Foram encontradas sobreposição e falta de fusão lateral em 60% dos corpos de prova avaliados, sendo levantada a hipótese de que a combinação de altos valores da corrente de pico de arco Ia1 com baixos valores do tempo de atuação deste parâmetro – ta1, aliada à utilização de gases de proteção com alta porcentagem de Ar, pode comprometer a eficiência de fusão nas laterais do cordão de solda. Os cordões de solda foram produzidos com quantidade reduzida de salpicos, representando um avanço do processo CCC quando comparado ao processo com transferência do metal por curto-circuito convencional. Os parâmetros controláveis Ia1 e ta1 produziram efeitos muito similares nas respostas de largura e penetração, quando considerados de forma isolada e também quando da interação destes com os demais parâmetros controláveis. A análise dos efeitos das interações principais revelou que Ia1 e ta1 são os parâmetros de maior influência nas respostas da geometria do cordão de solda, porém, com elevada dependência de um ajuste adequado da velocidade de alimentação do arame W para a obtenção de estabilidade do processo. / This work aims to study the influence of MAG welding process parameters with controlled short-circuit (CSC) metal transfer mode on weld bead geometry. The simple deposition weld tests were performed using a micro controlled power supply and an automatized device which enabled achievement of weld beads with standard conditions on API 5L X65 steel pipe whose inner diameter is 204 mm and thickness is 8 mm. The welding process parameters analyzed were the peak arcing current (Ia1), times (ta1) and (ta2), wire feed speed (W) and welding speed (v). Such parameters were set on Human-Machine Interface (HMI) of the micro controlled power supply and automatized welding device. The weld bead geometric features evaluated were width, reinforcement height and penetration depth. A Central Composite Face- Centred Design of Experiment was performed to obtain the relationship between the process parameters and the weld bead geometric features. Statistical analysis allowed development of mathematical models and they were found appropriate to determine the significance level of the process parameters – and their interactions – on output responses analyzed. Overlap and lack of fusion was detected on weld beads side in 60% of all specimens evaluated. The hypothesis formulated states that the origin of these discontinuities is from specific combination of parameters – high values of Ia1 and low values of ta1 together with usage of a shielding gas with high percentage of Ar – which would lead to lower fusion efficiency on weld bead side. The weld beads were produced with low spatter rates so it can be considered an improvement of the CSC process if compared with conventional short-circuit metal transfer mode. The peak arcing current Ia1 and time ta1 yielded similar effects on width and penetration depth, and it was valid when that parameters were taken both isolated and on interactions with other welding process parameters. The present study also revealed that Ia1 and ta1 are the most important parameters on influencing weld bead geometry, however, there is also strong dependence on a proper adjustment of wire feed speed W to obtain process stability.

The ability to withstand a short circuit is the most essential feature of a power transformer. The most important reason to design short-circuits proof transformers is to ensure the reliability of the power grid (avoiding black outs etc.) and safety (fire and explosion in case of failure). During short circuit, the most effected winding is the LV winding due to the flow high currents even during the normal working condition. So during a short circuit large forces are generated which act on the winding and these forces can reach hundreds of tons in fraction of a second, so the transformer must be properly designed in order to withstand these forces or the transformer can fail in different ways. One of the possible failure modes called “Spiraling” is discussed and analyzed in this thesis. Spiraling Occurs when the LV winding twists tangentially in the opposite direction at the ends due to radial short circuit forces. From literature study the transient forces acting on the winding during a 3-phase short circuit was determined and these transient forces were used to perform simulations on the model. The axial and radial forces applied on the model were such that it has a uniform magnitude per each turn. Various analysis was performed on the model which includes the Static, Modal and Transient Structural analysis in Ansys Workbench and each analysis involved parametric analysis where the deformations and the torsional mode shapes were determined

No description available.

Weakness analysis based on grid strength assessment is useful for identifying potential weak grid issues. However, when taking into account the impact of the interactions among Renewable Energy Sources (RESs), the weakness analysis becomes computationally challenging. Different combinations of PointsofInterconnections (POIs) of RESs may have different impacts on grid strength at each POI. Due to the combination nature, such weakness analysis may be time-consuming when identifying the weakest combination of POIs from a large number of potential candidate locations in realistic power grids. This dissertation addresses the topic of determination of the weakest RESs combinations. Based on impedance ratios as a criterion, the dissertation shows that the impacts of impedance ratios magnitudes and angles are ‘quasi-mutually exclusive’. Such a concept is then used to reduce the computational burden with a fast screening algorithm. To further understand the impact of network components on grid strength, vector-based interaction analysis is developed based on the concepts of operational transfer impedances and operational interaction operators. In particular, this dissertation shows how mathematical models of interaction of multiple RESs can be simplified by replacing them with equivalent impedances, allowing us to simplify the mathematical expressions that quantify interactions among RESs. The conclusions and concepts established based on simplified models are statistically tested for their applicability to the generalized interaction model. The result would be a more simplified mathematical representation of interaction among RESs. Finally, a new technique is presented to efficiently update the Bus Impedance Matrix (Zbus) following changes in the series impedance of a branch. Conventionally, such update requires redundant recalculations, which involve matrix inversion operations (i.e., inverting the Bus Admittance Matrix, Ybus) and thus cause high computational burden because of potential matrix ill-conditioning, especially for largescale power grids. This dissertation overcomes these shortcomings by deriving an analytical expression for changes in Zbus in terms of its old elements and the variation of the impedance of a given branch. Hence, the computation overhead is comparatively small, and no issues arise due to the new Ybus being ill-conditioned. Such contribution helps facilitate real-time applications of methods that rely on Zbus.

The diploma thesis is dedicated to modern kiosk-type transformer substations PET, that are used when modernizing distribution network. Since such substations are placed on publicly accessible places it is really important that they are safe for service staff as well as for the public. Apart from the highest characteristic values stress is put upon the safety. Right construction, functionality and safety is verified using the type-tests as stated in ČSN EN 62271-202. In the last part of the thesis there are the methods and procedures of type-testing described.