O presente projeto estudou aspectos da ecologia populacional de duas novas espécies troglomórficas de Siluriformes dos gêneros Rhamdia e Ancistrus, sintópicas em um riacho subterrâneo da área cárstica da Serra da Bodoquena, Mato Grosso do Sul. Foram investigados os tamanhos e as densidades populacionais com base em censo visual e marcação e recaptura, as taxas de sobrevivência, a taxa de crescimento individual, a frequência de comprimento-padrão, de peso e de fator de condição, e os deslocamentos. Adicionalmente, foi estudado o comportamento de Rhamdia sp. n., com foco na ritmicidade locomotora e na reação à luz. Foram realizados seis eventos de coleta entre 2010 e 2011 para tomada de dados populacionais, além de prospecções por novas localidades com ocorrência dessas espécies. O tamanho populacional estimado para Rhamdia sp. n. foi de 391 indivíduos na Gruta das Fadas e 104, na Gruta Cinco de Ouros. Com base nos resultados de densidade, a população de Ancistrus parece ser menor do que a de Rhamdia sp. n., com tamanho populacional na ordem de 100 indivíduos. A densidade populacional média estimada através do censo visual para Rhamdia sp. n. foi de 0,09 ind/ m² na Gruta das Fadas e 0,1 ind./ m² na Gruta Cinco de Ouros, valores inferiores ao calculado com base nos resultados de marcação e recaptura, 0,76 ind./ m² e 1,48 ind./m², respectivamente. Em Ancistrus sp. n., a densidade populacional média foi de 0,018 ind/ m². Foi observado que Rhamdia sp. n. se concentra mais em poções, enquanto que Ancistrus sp. n., em corredeira. A pequena variação ao longo do ano nas densidades, no peso, e no fator de condição de ambas as espécies na Gruta das Fadas, indica maior estabilidade ambiental nessa caverna em comparação com a Gruta Cinco de Ouros. Em Rhamdia sp. n., indivíduos sem olhos externamente visíveis (anoftálmicos) apresentaram maior taxa de sobrevivência quando comparados com aqueles com olhos assimétricos ou dois olhos normais. O crescimento individual de Rhamdia sp. n. foi heterogêneo, sem relação com o tamanho do indivíduos e apresentou, pelo modelo de von Bertalanffy, comprimento máximo médio de 170 mm CP e constante de crescimento (K) de 0,241 A longevidade máxima média foi de aproximadamente 15 anos. Com a maior parte das recapturas ocorridas no mesmo setor da captura anterior, indivíduos de Rhamdia sp. n. apresentam filopatria, enquanto que Ancistrus sp. n. se deslocou mais, com somente um registro de recaptura no mesmo setor da captura anterior. Quanto ao comportamento de Rhamdia sp n., os exemplares apresentaram ritmicidade circadiana significante, com diferenças intra-específicas nos valores de potência espectral. No estudo de reação à luz, observou-se variação intra-específica no grau de fotofobia relacionado com a morfologia dos olhos. Prospecções realizadas em 24 cavernas do Assentamento Campina revelam que Rhamdia sp. n. ocorre até o momento somente nas cavernas Fadas, Cinco de Ouros, Manoel Cardoso e Dona Benedita, enquanto que ncistrus sp. n. somente na Gruta das Fadas. O mosaico de variações morfológicas observado em Rhamdia sp. n. e em Ancistrus sp. n., a forte ritmicidade circadiana da atividade locomotora e o elevado grau de fotofobia observado em Rhamdia sp. n., sugere que estas espécies estão em estágio inicial de fixação de caracteres troglomórficos, indicando um isolamento recente no hábitat subterrâneo / This project studied aspects of the population ecology of two troglomorphic Siluriformes of genera Rhamdia and Ancistrus, which are syntopics in a subterranean stream of Serra da Bodoquena karst area, Mato Grosso do Sul. The research comprised the investigation of the population sizes and densities, survival rates, individual growth rate, frequency of standard length, weight and condition factor, and displacements. Adicionally, the behavior of Rhamdia sp. n. was investigated with focus on locomotor rhythmicity and reaction to light. Six collections were made between 2010 and 2011 to gather population data, based on visual census and mark-recapture, as well as search for other localities to investigate the distribution range of these species. The population size estimated to Rhamdia sp. n. was 391 individuals in Fadas Cave and 104 individuals in the Cinco de Ouros Cave. The population densities of Ancistrus sp. n. suggests a lower population size compared to Rhamdia sp. n., possibly with less than 100 individuals in the studied area. The average population density estimated through visual census to Rhamdia sp. n. was 0.09 ind / m² in the Fadas Cave and 0.1 ind. / m² in the Cinco de Ouros Cave, lower than the results estimated by mark-recapture, 0. 76 ind. / m² and 1.48 ind. / m², for each cave, respectively. To Ancistrus sp. n., the average population density was 0.018 ind / m². The low variability throughout the year in population densities, weight, and in condition factor for both species in Fadas Cave, indicate and higher environmental stability in this cave compared to Cinco de Ouros Cave. In Rhamdia sp. n., individuals without externally visible eyes (anophthalmics) showed higher survival rate compared to those with asymmetric or two normal eyes. The individual growth of Rhamdia sp. n. was heterogeneous with no relation to individuals\' size and through the von Bertalanffy model estimate the maximum length (L ∞) of 170 mm and growth constant (K) of 0.241. The median maximum longevity was 15 years. With little movement between sectors, individuals of Rhamdia sp. n. exhibited philopatry, while Ancistrus sp. n. moved around, with only one individual recaptured in the same cave sector. In relation do behavior Rhamdia sp n. showed significant circadian rhythmicity, with intra-specific differences in the spectral power values. In the study of light reduction, the intra-specific variation was observed in the degree of photophobia related to eyes morphology. Surveys conducted in 24 caves in the Campina settlement revealed that Rhamdia sp. n. occurs in the Fadas, Cinco de Ouros, Manoel Cardoso and Dona Benedita caves, while Ancistrus sp. n. occurs only in the Fadas Cave. The mosaic of morphological variations observed in Rhamdia sp. n. and Ancistrus sp. n., the strong circadian locomotor activity and the high degree of photophobia observed in Rhamdia sp. n. suggests that these species are in early stages of setting troglomorphic characters, indicating a recent isolation in subterranean environment

Neste trabalho descreve-se a implementação da técnica do pulso eletroacústico (PEA) para a determinação de perfis de carga espacial em dielétricos. O método é baseado no sinal acústico gerado pela aplicação de um pulso de tensão elétrica de curta duração na amostra. O sinal acústico gerado é detectado usando-se um transdutor piezoelétrico acoplado à amostra. São discutidos os detalhes experimentais do sistema e os procedimentos matemáticos para o tratamento do sinal elétrico medido. O tratamento matemático do sinal é baseado na técnica de desconvolução que permite determinar a função de transferência do sistema. A função de transferência permite eliminar do sinal medido as distorções introduzidas pelo circuito de medida, pelas reflexões espúrias do sinal acústico, etc.. Mostra-se também os procedimentos matemáticos para se corrigir a atenuação e dispersão do sinal acústico durante a propagação através da amostra. A técnica PEA foi utilizada para o estudo dos perfis de carga espacial injetada em amostras de polietileno sintetizados com diferentes catalisadores: Ziegler-Natta e Metallocene. O campo elétrico aplicado para polarizar as amostras e injetar cargas elétricas nas amostras foi variado de 0,05 MV/cm a 0,9 MV/cm. Nas amostras de polietileno sem aditivos a injeção de cargas elétricas na amostra é bem menor que em amostras com aditivos anti-oxidantes Mostra-se também que o campo elétrico de ruptura depende da carga injetada na amostra, sendo ele maior quando a polaridade da tensão de teste de ruptura é a mesma da tensão aplicada que provocou a injeção de cargas elétricas na amostra. / It is described the implementation of the electroacustic pulse technique, PEA, for the determination of space charge profiles in dielectrics. The method is based on the acoustic signal generated by the application of a voltage pulse with short duration on the sample. The acoustic signal generated by pulse is detected by using a piezoelectric transducer coupled to the sample. Details of the experimental system and of the mathematical procedure for the treatment of the measured electric signals are discussed. The mathematical treatment is based on the deconvolution technique which enables us to obtain the transference function of the system. The use of a transference function eliminates distortions caused by reflections that are introduced by the measurement circuit. Mathematical procedures for the correction of attenuation and dispersion of the acoustic signal during the propagation throughout the sample are also discussed. The PEA technique was used to measure the profiles of injected space charge in polyethylene synthesized using different catalysts: Ziegler-Natta and Metallocene. The electric field applied to polarize and to inject electric charges in the sample was varied form 0.05MV/cm to 0.9MV/cm. In samples of polyethylene without additives it was observed that the injection of charges is less intense than in samples containing anti oxidant additives. It is also shown that the critical electric field for the breakdown depends on the injected charge on the sample being; larger if the rupture tests were performed using the same polarity of the voltage used to pole the samples. Breakdown measurements were also performed with ozone treated samples.

The research developed search to contribute with the conservation of the groundwater hydrics resources, tends as objectives to accomplish a register of the wells of the Quarta Colônia de Imigração Italiana, Rio Grande do Sul, in the Central Area of the state, with area of 1.402 km², proceeding like this to the study of the natural vulnerability, to cartography represent the obtained information, besides relating the potential sources of contamination. The obtaining of the data felt through the consultation to the Sistema de Informações de Águas Subterrâneas (SIAGAS) and through field work. A database was elaborated with information regarding to 136 wells, of which 72 possessed the data for application of the Method "GOD" proposed by Foster and Hirata (1993) and Foster et al. (2003) for the study of the index of aquifer pollution vulnerability to the contamination of the groundwater hydric resources. The natural vulnerability and the parameters static level and potentiometric surface were cartography represented through the software Surfer 8.0. It was verified that in the area in analysis the 72 wells that possessed data on the static level possess depths of 0 more than 50 m the, divided in 4 strips in agreement with the Method "GOD", and in the strips of smaller depth the groundwater hydric resources are closer to the surface, and, for that, more vulnerable to the contamination. The main sense of the flow of the potentiometric surface of the 64 wells that possessed that registered information is towards the gutters of the Rivers Jacuí and Soturno, indicating a possible contribution of the groundwater hydric resources for the pereniall of the courses of water. Regarding the vulnerability, most of the wells are located in the negligible and low classes. In the class it exalts there are 6 wells, and in the proximities of the same ones a careful planning should be had, to avoid the installation of potential activities to the contamination. In what refers to the activities potentially pollutants investigated, it is had that the agricultural activities can come to contaminate the groundwater hydric resources in areas where the geology is formed by the Depósitos Aluvionares Atuais. The positions of distribution of fuels can alter the characteristics of the groundwater, through the drainage of the coming residues of the wash of vehicles for the sewerage system, that, for time, it contaminates the courses of water from where the pollutants can infiltrate, being excepted of that condition the municipal districts of Pinhal Grande and Silveira Martins, where the sewer receives another final destination. The cemeteries, in majority present holes cemented that don't constitute danger of contamination, saved some cases of older holes, where the burials happened directly in the soil. In the municipal districts of Ivorá and Nova Palma has probability of happening necrochorume infiltration if it happens burial directly in the soil, due to the geology. In this direction, is indispensable the adoption in new protection ways and conservation of the natural resources, and the developed research can serve as subsidy, seeking the maintainable use of the groundwater hydric resources. / A pesquisa desenvolvida busca contribuir com a conservação dos recursos hídricos subterrâneos, tendo como objetivos realizar um cadastramento dos poços da Quarta Colônia de Imigração Italiana, RS, na Região Central do Estado, com área de 1.402 km², procedendo assim ao estudo da vulnerabilidade natural, representar cartograficamente as informações obtidas, além de relacionar as fontes potenciais de contaminação. A obtenção dos dados deu-se através da consulta ao Sistema de Informações de Águas Subterrâneas (SIAGAS) e através de trabalho de campo. Elaborou-se um banco de dados com informações referentes à 136 poços, dos quais 72 possuíam os dados para aplicação do Método GOD proposto por Foster e Hirata (1993) e Foster et al. (2003) para o estudo do índice de vulnerabilidade natural á contaminação dos recursos hídricos subterrâneos. A vulnerabilidade natural e os parâmetros nível estático e superfície potenciométrica foram representados cartograficamente através do software Surfer 8.0. Constatou-se que na área em análise os 72 poços que possuíam dados sobre o nível estático possuem profundidades de 0 a mais de 50 m, dividida em 4 faixas de variação de acordo com o Método GOD , sendo que nas faixas de menor profundidade os recursos hídricos subterrâneos estão mais próximos à superfície, e, por isso, mais vulneráveis à contaminação. O sentido principal do fluxo da superfície potenciométrica dos 64 poços que possuíam essa informação cadastrada é em direção às calhas dos rios Jacuí e Soturno, indicando uma possível contribuição dos recursos hídricos subterrâneos para a perenização dos cursos d água. Com relação à vulnerabilidade, a maioria dos poços está localizada nas classes desprezível e baixa. Na classe extrema há 6 poços, sendo que nas proximidades dos mesmos deve-se ter um planejamento cuidadoso, para evitar a instalação de atividades potenciais à contaminação. No que se refere às atividades potencialmente contaminantes investigadas, tem-se que as atividades agrícolas podem vir a contaminar os recursos hídricos subterrâneos em áreas onde a geologia é formada pelos Depósitos Aluvionares Atuais. Os postos de distribuição de combustíveis podem alterar as características da água subterrânea, através do escoamento dos resíduos provenientes da lavagem de veículos para a rede de esgotos, que, por sua vez, contamina os cursos d água de onde os contaminantes podem infiltrar, excetuando-se dessa condição os municípios de Pinhal Grande e Silveira Martins, onde o esgoto recebe outra destinação final. Os cemitérios, em sua maioria apresentam covas cimentadas que não constituem perigo de contaminação, salvos alguns casos de covas mais antigas, onde os sepultamentos ocorreram diretamente no solo. Nos municípios de Ivorá e Nova Palma há probabilidade de ocorrer infiltração de necrochorume se ocorrer sepultamento diretamente no solo, devido à geologia. Nesse sentido, é imprescindível a adoção de novas formas de proteção e conservação dos recursos naturais, sendo que a pesquisa desenvolvida pode servir como subsídio, visando o uso sustentável dos recursos hídricos subterrâneos.

Neste trabalho descreve-se a implementação da técnica do pulso eletroacústico (PEA) para a determinação de perfis de carga espacial em dielétricos. O método é baseado no sinal acústico gerado pela aplicação de um pulso de tensão elétrica de curta duração na amostra. O sinal acústico gerado é detectado usando-se um transdutor piezoelétrico acoplado à amostra. São discutidos os detalhes experimentais do sistema e os procedimentos matemáticos para o tratamento do sinal elétrico medido. O tratamento matemático do sinal é baseado na técnica de desconvolução que permite determinar a função de transferência do sistema. A função de transferência permite eliminar do sinal medido as distorções introduzidas pelo circuito de medida, pelas reflexões espúrias do sinal acústico, etc.. Mostra-se também os procedimentos matemáticos para se corrigir a atenuação e dispersão do sinal acústico durante a propagação através da amostra. A técnica PEA foi utilizada para o estudo dos perfis de carga espacial injetada em amostras de polietileno sintetizados com diferentes catalisadores: Ziegler-Natta e Metallocene. O campo elétrico aplicado para polarizar as amostras e injetar cargas elétricas nas amostras foi variado de 0,05 MV/cm a 0,9 MV/cm. Nas amostras de polietileno sem aditivos a injeção de cargas elétricas na amostra é bem menor que em amostras com aditivos anti-oxidantes Mostra-se também que o campo elétrico de ruptura depende da carga injetada na amostra, sendo ele maior quando a polaridade da tensão de teste de ruptura é a mesma da tensão aplicada que provocou a injeção de cargas elétricas na amostra. / It is described the implementation of the electroacustic pulse technique, PEA, for the determination of space charge profiles in dielectrics. The method is based on the acoustic signal generated by the application of a voltage pulse with short duration on the sample. The acoustic signal generated by pulse is detected by using a piezoelectric transducer coupled to the sample. Details of the experimental system and of the mathematical procedure for the treatment of the measured electric signals are discussed. The mathematical treatment is based on the deconvolution technique which enables us to obtain the transference function of the system. The use of a transference function eliminates distortions caused by reflections that are introduced by the measurement circuit. Mathematical procedures for the correction of attenuation and dispersion of the acoustic signal during the propagation throughout the sample are also discussed. The PEA technique was used to measure the profiles of injected space charge in polyethylene synthesized using different catalysts: Ziegler-Natta and Metallocene. The electric field applied to polarize and to inject electric charges in the sample was varied form 0.05MV/cm to 0.9MV/cm. In samples of polyethylene without additives it was observed that the injection of charges is less intense than in samples containing anti oxidant additives. It is also shown that the critical electric field for the breakdown depends on the injected charge on the sample being; larger if the rupture tests were performed using the same polarity of the voltage used to pole the samples. Breakdown measurements were also performed with ozone treated samples.

O monitoramento e diagnóstico, com a consequente localização dos curtos-circuitos em Sistemas de Distribuição (SD), fazem parte de um processo complexo, exigindo esforços e agilidade das equipes técnicas de manutenção das concessionárias de energia elétrica. Quando se trata de um SD Subterrâneo (SDS), a complexidade de localização das faltas aumenta, pois não é possível realizar a inspeção visual. Por este motivo, desenvolver e aprimorar métodos para monitorar, classificar e localizar as situações de faltas em SD tem sido de relevante interesse para a comunidade técnico-científica nos últimos anos. Neste contexto, apresenta-se nesta pesquisa um método para processar as informações necessárias para classificar e localizar a ocorrência de um curto-circuito (monofásico, bifásico e/ou trifásico, com e/ou sem o envolvimento da terra) em um SDS. O processamento das informações foi realizado por meio da observação da propagação dos afundamentos de tensão, decorrentes de curtos-circuitos passíveis de ocorrência no SDS, e pela alocação de um número reduzido de medidores, permitindo a classificação e localização precisa da falta. Um dos diferenciais da metodologia proposta é que esta utiliza somente os valores eficazes das tensões trifásicas, registradas em medidores estrategicamente alocados, para indicação da área afetada e classificação das fases envolvidas. A metodologia é baseada no emprego de redes neurais artificiais. Os resultados encontrados são promissores, indicando a aplicabilidade da metodologia proposta. / The monitoring and diagnostics, with the consequent localization of short circuits in Distribution Systems (DS), are part of a complex process, requiring efforts and agility of the technical teams of maintenance of electric utilities. In the case of an underground DS (UDS), the location of faults complexity increases, because it is not possible to perform visual inspection. For this reason, develop and improve methods to monitor, sort and locate the fault situations in DS has been of relevant interest to the technical-scientific community in recent years. In this context, this study presents a method for processing the information required to classify and locate the occurrence of a short circuit (single phase, biphasic and / or phase with and / or without the involvement of the earth) on a UDS. The information processing was carried out by observing the propagation of voltage sags, caused by short circuits that may occur in the UDS, and the allocation of a few meters, allowing classification and precise location of the fault. One of the proposed methodology differentials is that it uses only the RMS values of the three-phase voltages, registered in strategically located meters, for indicating the affected area and classification of the phases involved. The methodology is based on the use of artificial neural networks. The results found are promising, indicating the applicability of the proposed methodology.

Nos sistemas de distribuição de alta e média tensão tem-se aumentado a utilização de linhas de distribuição de energia subterrâneas ou cabos subterrâneos. A ocorrência de faltas nas linhas afeta negativamente a qualidade da energia e o correto funcionamento da rede. O processo que leva a uma falta nos cabos é gradual e está caracterizado por uma série de subciclos de faltas incipientes associadas a uma tensão de arco. Estas, muitas vezes, passam despercebidas e, eventualmente, resultam em uma falta permanente. Os métodos clássicos de localização de faltas como as metodologias baseadas no cálculo da impedância aparente, as baseadas na inteligência artificial e as baseadas nas ondas viajantes são, habitualmente, aplicadas ao sistema depois de uma falta permanente acontecer e precisam de um ou mais ciclos do sinal para entregar uma resposta razoável. No entanto, as faltas nos cabos são um processo gradual, de curta duração (entre ¼ e ½ ciclo do sinal) e seria desejável localizar a falta incipiente antes de tornar-se permanente. Nesse contexto, esta pesquisa aborda o problema de localização de faltas incipientes. Assim, nesta tese propõe-se uma nova técnica de localização de faltas incipientes usando medições em um terminal, no domínio do tempo e que utiliza componentes de fase. Desta forma, são desenvolvidas duas novas formulações do modelo elétrico do sistema de distribuição com cabos subterrâneos durante uma falta incipiente. A abordagem proposta considera simultaneamente na sua formulação características da falta incipiente e dos sistemas de distribuição de energia, como a tensão de arco, o modelo Π nominal de parâmetros concentrados do cabo subterrâneo, o desequilíbrio do sistema e a condição da carga. A estimativa da distância da falta, junto com os parâmetros da falta incipiente, é obtida a partir da solução de um sistema sobredeterminado de equações lineares pela aplicação do método de mínimos quadrados ponderados não negativos. As formulações propostas permitem estimar a distância da falta em termos da reatância da linha até a falta. Além disso, é proposto um processo de compensação de corrente para estimar a corrente de falta; é aplicado um pré-processamento dos dados de entrada para suavizar o efeito do ruído que pode conter o sinal e, é aplicado um pós-processamento dos resultados para refinar e entregar a melhor estimativa obtida durante o processo de localização da falta. O desempenho da técnica proposta é avaliado mediante estudos de casos simulados em um circuito real de distribuição no Alternative Transients Program (ATP/EMTP) considerando análises de sensibilidade e comparativa. Também, o modelo da falta incipiente foi programado utilizando a ferramenta de MODELS do ATP/EMTP. Os resultados obtidos, considerando faltas incipientes simuladas que avaliam a influência da variação da magnitude de tensão de arco, do ruído aleatório inserido na tensão de arco, da distância da falta, da taxa de amostragem, do carregamento do sistema, do modelo de tensão de arco e de incertezas nas medições, indicam claramente que a abordagem proposta possui validade como técnica de localização de faltas incipientes, apresentando erros médios globais de 1,60% e 0,93%, respectivamente para cada formulação proposta. / The use of underground power distribution lines or underground cables in the high and medium voltage distribution systems has increased dramatically in recent years. The fault occurrence in the distribution lines negatively affects the power quality and the correct network operation. The process which leads to a fault in underground cables is gradual and is characterized by a series of sub-cycles of incipient faults associated with an arc voltage. These often are unnoticed and, eventually, results in a permanent fault. Classical fault localization methods such as the based-impedance, the based on artificial intelligent and the based on traveling waves are, usually, applied to the system after a permanent fault occurrence and need one or more signal cycles for providing a reasonable response. However, the faults in cables are a gradual process, with short duration (between ¼ to ½ of signal cycle) and would be desirable to locate the fault before this becomes a permanent fault. In this context, this research approaches the incipient faults location problem. Thus, in this thesis is proposed a new incipient fault location technique using single-end terminal measurement, in time-domain and employing phase components. In this way, two new formulations of the electrical model of the distribution system with underground cables during an incipient fault are developed. The proposed approach considers simultaneously in its formulation, incipient fault type and power distribution systems characteristics as arc voltage, unbalanced operation, load conditions and complete line model. The fault distance estimation, together with the incipient fault parameters, it is obtained from the solution of an overdetermined linear system of equations by the application of the non-negative weighted least squares estimator method. The proposed formulations allow estimating the fault distance in terms of the line reactance up to the fault. In addition, a load current compensation strategy is proposed to reduce its effect in the fault current estimation; an input data pre-processing is applied to smooth out the noise effect and a post-processing of the results is performed for estimation refinement and to provide the best estimate obtained during the fault location process. The proposed technique performance is evaluated through simulated cases studies in a real-life distribution network with underground cable data in the Alternative Transients Program (ATP/EMTP) considering sensitivity and comparative analyzes. Also, the fault model was programmed using the MODELS tool of ATP/EMTP. The obtained results, considering simulated incipient faults, which evaluate the influence of variations in the arc voltage magnitude, random noise percentage inserted in the arc voltage, fault distance, sampling rate, load dynamics, the arc voltage model and uncertainties in measurements, indicate clearly that the proposed approach is valid as incipient faults location technique, showing overall average errors of 1,60% and 0,93%, respectively for each proposed formulation.

O monitoramento e diagnóstico, com a consequente localização dos curtos-circuitos em Sistemas de Distribuição (SD), fazem parte de um processo complexo, exigindo esforços e agilidade das equipes técnicas de manutenção das concessionárias de energia elétrica. Quando se trata de um SD Subterrâneo (SDS), a complexidade de localização das faltas aumenta, pois não é possível realizar a inspeção visual. Por este motivo, desenvolver e aprimorar métodos para monitorar, classificar e localizar as situações de faltas em SD tem sido de relevante interesse para a comunidade técnico-científica nos últimos anos. Neste contexto, apresenta-se nesta pesquisa um método para processar as informações necessárias para classificar e localizar a ocorrência de um curto-circuito (monofásico, bifásico e/ou trifásico, com e/ou sem o envolvimento da terra) em um SDS. O processamento das informações foi realizado por meio da observação da propagação dos afundamentos de tensão, decorrentes de curtos-circuitos passíveis de ocorrência no SDS, e pela alocação de um número reduzido de medidores, permitindo a classificação e localização precisa da falta. Um dos diferenciais da metodologia proposta é que esta utiliza somente os valores eficazes das tensões trifásicas, registradas em medidores estrategicamente alocados, para indicação da área afetada e classificação das fases envolvidas. A metodologia é baseada no emprego de redes neurais artificiais. Os resultados encontrados são promissores, indicando a aplicabilidade da metodologia proposta. / The monitoring and diagnostics, with the consequent localization of short circuits in Distribution Systems (DS), are part of a complex process, requiring efforts and agility of the technical teams of maintenance of electric utilities. In the case of an underground DS (UDS), the location of faults complexity increases, because it is not possible to perform visual inspection. For this reason, develop and improve methods to monitor, sort and locate the fault situations in DS has been of relevant interest to the technical-scientific community in recent years. In this context, this study presents a method for processing the information required to classify and locate the occurrence of a short circuit (single phase, biphasic and / or phase with and / or without the involvement of the earth) on a UDS. The information processing was carried out by observing the propagation of voltage sags, caused by short circuits that may occur in the UDS, and the allocation of a few meters, allowing classification and precise location of the fault. One of the proposed methodology differentials is that it uses only the RMS values of the three-phase voltages, registered in strategically located meters, for indicating the affected area and classification of the phases involved. The methodology is based on the use of artificial neural networks. The results found are promising, indicating the applicability of the proposed methodology.

Nos sistemas de distribuição de alta e média tensão tem-se aumentado a utilização de linhas de distribuição de energia subterrâneas ou cabos subterrâneos. A ocorrência de faltas nas linhas afeta negativamente a qualidade da energia e o correto funcionamento da rede. O processo que leva a uma falta nos cabos é gradual e está caracterizado por uma série de subciclos de faltas incipientes associadas a uma tensão de arco. Estas, muitas vezes, passam despercebidas e, eventualmente, resultam em uma falta permanente. Os métodos clássicos de localização de faltas como as metodologias baseadas no cálculo da impedância aparente, as baseadas na inteligência artificial e as baseadas nas ondas viajantes são, habitualmente, aplicadas ao sistema depois de uma falta permanente acontecer e precisam de um ou mais ciclos do sinal para entregar uma resposta razoável. No entanto, as faltas nos cabos são um processo gradual, de curta duração (entre ¼ e ½ ciclo do sinal) e seria desejável localizar a falta incipiente antes de tornar-se permanente. Nesse contexto, esta pesquisa aborda o problema de localização de faltas incipientes. Assim, nesta tese propõe-se uma nova técnica de localização de faltas incipientes usando medições em um terminal, no domínio do tempo e que utiliza componentes de fase. Desta forma, são desenvolvidas duas novas formulações do modelo elétrico do sistema de distribuição com cabos subterrâneos durante uma falta incipiente. A abordagem proposta considera simultaneamente na sua formulação características da falta incipiente e dos sistemas de distribuição de energia, como a tensão de arco, o modelo Π nominal de parâmetros concentrados do cabo subterrâneo, o desequilíbrio do sistema e a condição da carga. A estimativa da distância da falta, junto com os parâmetros da falta incipiente, é obtida a partir da solução de um sistema sobredeterminado de equações lineares pela aplicação do método de mínimos quadrados ponderados não negativos. As formulações propostas permitem estimar a distância da falta em termos da reatância da linha até a falta. Além disso, é proposto um processo de compensação de corrente para estimar a corrente de falta; é aplicado um pré-processamento dos dados de entrada para suavizar o efeito do ruído que pode conter o sinal e, é aplicado um pós-processamento dos resultados para refinar e entregar a melhor estimativa obtida durante o processo de localização da falta. O desempenho da técnica proposta é avaliado mediante estudos de casos simulados em um circuito real de distribuição no Alternative Transients Program (ATP/EMTP) considerando análises de sensibilidade e comparativa. Também, o modelo da falta incipiente foi programado utilizando a ferramenta de MODELS do ATP/EMTP. Os resultados obtidos, considerando faltas incipientes simuladas que avaliam a influência da variação da magnitude de tensão de arco, do ruído aleatório inserido na tensão de arco, da distância da falta, da taxa de amostragem, do carregamento do sistema, do modelo de tensão de arco e de incertezas nas medições, indicam claramente que a abordagem proposta possui validade como técnica de localização de faltas incipientes, apresentando erros médios globais de 1,60% e 0,93%, respectivamente para cada formulação proposta. / The use of underground power distribution lines or underground cables in the high and medium voltage distribution systems has increased dramatically in recent years. The fault occurrence in the distribution lines negatively affects the power quality and the correct network operation. The process which leads to a fault in underground cables is gradual and is characterized by a series of sub-cycles of incipient faults associated with an arc voltage. These often are unnoticed and, eventually, results in a permanent fault. Classical fault localization methods such as the based-impedance, the based on artificial intelligent and the based on traveling waves are, usually, applied to the system after a permanent fault occurrence and need one or more signal cycles for providing a reasonable response. However, the faults in cables are a gradual process, with short duration (between ¼ to ½ of signal cycle) and would be desirable to locate the fault before this becomes a permanent fault. In this context, this research approaches the incipient faults location problem. Thus, in this thesis is proposed a new incipient fault location technique using single-end terminal measurement, in time-domain and employing phase components. In this way, two new formulations of the electrical model of the distribution system with underground cables during an incipient fault are developed. The proposed approach considers simultaneously in its formulation, incipient fault type and power distribution systems characteristics as arc voltage, unbalanced operation, load conditions and complete line model. The fault distance estimation, together with the incipient fault parameters, it is obtained from the solution of an overdetermined linear system of equations by the application of the non-negative weighted least squares estimator method. The proposed formulations allow estimating the fault distance in terms of the line reactance up to the fault. In addition, a load current compensation strategy is proposed to reduce its effect in the fault current estimation; an input data pre-processing is applied to smooth out the noise effect and a post-processing of the results is performed for estimation refinement and to provide the best estimate obtained during the fault location process. The proposed technique performance is evaluated through simulated cases studies in a real-life distribution network with underground cable data in the Alternative Transients Program (ATP/EMTP) considering sensitivity and comparative analyzes. Also, the fault model was programmed using the MODELS tool of ATP/EMTP. The obtained results, considering simulated incipient faults, which evaluate the influence of variations in the arc voltage magnitude, random noise percentage inserted in the arc voltage, fault distance, sampling rate, load dynamics, the arc voltage model and uncertainties in measurements, indicate clearly that the proposed approach is valid as incipient faults location technique, showing overall average errors of 1,60% and 0,93%, respectively for each proposed formulation.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-12-04Bitstream added on 2014-06-13T20:54:22Z : No. of bitstreams: 1 barbosa_sa_me_rcla_prot.pdf: 4243732 bytes, checksum: d8d48af38f82a7055a18d2daabc32e88 (MD5) / Sistemas de informações geográficas permitem a visualização, manipulação e análise de dados espaciais, que podem incorporar diversos modelos hidrológicos. Esta dissertação apresenta a aplicação de Sistemas de Informações Geográficas em Gestão de Recursos Hídricos Subterrâneos, desenvolvendo funcionalidades de análises que possibilitam consistir as coordenadas de implantação de um poço contra temas da base cartográfica da aplicação; consistir a profundidade projetada para a poço contra as espessuras das unidades hidroestratigráficas; analisar dentro de um raio de proximidade do poço projetado a existência de outros poços e as vazões outorgadas; calcular o raio de interferência do poço; calcular a vazão explorável em função do tempo de bombeamento; analisar espacialmente a sobreposição dos raios de interferências entre poços e cadastrar as análises efetuadas. Foi utilizado a software ArcGIS como plataforma de SIG. 0 banco de dados foi implementado em formato Personal Geodatabase. A documentação de desenvolvimento de software utilizada seguiu os padrões estabelecidos pelo RUP­Rational Unified Process. 0 sistema foi aplicado e testado na Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos do Pontal do Paranapanema (UGHRI-22), no estado de São Paulo, tendo sido incorporadas as unidades hidroestratigráficas dos sistemas aqüíferos Bauru e Guarani. / The geographic information systems (GIS) are capable of visualization, manipulation and analysis of georeferenced data, providing interface capability with different hydrological models. This dissertation focus on the application of geographic information systems in the context of groundwater management, proViding functionalities of analysis which allow to link and check the coordinates and the depths of a projected water well to the various thematic database. It analyzes within a range of the radius of influence of the projected well the number and total discharge of the existing wells. Furthermore, it calculates the interference radius of the well and the maximum rate of production as function of pumping time. It analyzes the overlapping of wells and records the results of the analysis. The dissertation uses the ArcGIS software system as working platform for GIS. The database was implemented in the Personal Geodatabase format. The documentation of software development followed the protocols established by RUP - Rational Unified Process. The system was applied and tested in the Water Resource Management Unit of Pontal do Paranapanema (UGHRI-22), in the state of Sao Paulo, incorporating hydrostratigraphical units of the Bauru and Guarani aquifer systems.

Petrobras / No processo de perfuração de poços de petróleo e gás o controle da pressão é uma importante tarefa. Se a pressão no interior do poço estiver abaixo da pressão de poros, um influxo da formação pode ocorrer, fenômeno denominado de kick. Se o influxo não for controlado pode ocorrer um fluxo descontrolado da formação para a superfície (blowout). As pressões de fechamento são utilizadas para calcular a pressão do reservatório, entretanto, o caráter viscoplástico do fluido de perfuração atenua as pressões medidas. No presente trabalho, é apresentada uma modelagem matemática e numérica para prever a propagação de pressão ao longo do poço durante um influxo de gás (kick). Considerou-se a compressibilidade e o comportamento viscoplástico do fluido de perfuração, modelando-o como Plástico de Bingham. O escoamento é considerado unidimensional, laminar, transiente, isotérmico e homogêneo. A solubilidade do gás no fluido de perfuração é desconsiderada e o gás é modelado como um gás real. O fluxo da formação para o interior do poço é tratado através da lei de Darcy. Os balanços de massa e de quantidade de movimento para a mistura formam um sistema de equações diferenciais parciais hiperbólicas, tendo como incógnitas a pressão e a velocidade, as quais são resolvidas pelo método das características. Consideram-se dois casos de estudo: o kick dinâmico e o kick estático. A obtenção dos campos de velocidade e pressão ao longo do poço é realizada através de um programa computacional desenvolvido em linguagem FORTRAN. Posteriormente, aferiu-se os resultados obtidos pelo modelo desenvolvido comparando-os com solução analítica e dados experimentais. Os resultados apresentam que quanto maior a tensão limite de escoamento, menor é a transmissão de pressão e que se a pressão do reservatório não for grande o suficiente, não há ganho de volume de fluido nos tanques de lama. / In the process of drilling oil and gas wells the pressure control is an important task. If the pressure inside the well is smaller than the formation pressure, an influx of the formation may occur, phenomenon denominated as kick. If the influx is not controlled there may be an uncontrolled flux from the formation to the surface (blowout). The closing pressures are used to calculate the formation pressure, however, the viscoplastic character of the drilling fluid reduces the pressures measured on the surface. This current work presents a mathematical and numerical modeling to predict the pressure propagation along the well during a gas influx (kick). The compressibility and the viscoplastic behavior of the drilling fluid were considered, modeling it as a Bingham Plastic. The flow is considered as one-dimensional, laminar, transient, isothermal and homogeneous. The solubility of the gas in the drilling fluid is disregarded and the gas is modeled as a real gas. The flux of the formation into the wellbore is treated by Darcy’s law. The balance equations of mass and momentum for the mixture result in a system of hyperbolic partial differential equations, having as unknowns the pressure and the velocity, which are solved by the method of characteristics. Two study cases were considered: the dynamic kick and the static kick. The pressure and velocity fields along the well are obtained by a computer program developed in FORTRAN language. Afterwards, the results obtained from the model developed were assessed by comparing to analytic solution and experimental data. The results present that the bigger the yield stress is, the smaller is the pressure transmission and that if the formation pressure is not high enough, there is no pit-gain in the mud tanks.