Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-07-16T03:22:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 241162.pdf: 1673629 bytes, checksum: 3146cd5567b4d6a308f5a017d8123e43 (MD5) / Os transformadores desempenham um papel importante nos sistemas elétricos. Ao longo do tempo as técnicas de construção e de aplicação dos transformadores evoluíram, revelando problemas de funcionamento e operação. Assim, dentro dos problemas causados por distúrbios de alta freqüência, cresceu o interesse das instituições acadêmicas, centros de pesquisa e de fabricantes na modelagem dos transformadores, com objetivo do estudo de transitórios elétricos no mesmo ou no sistema ao qual ele está conectado.

Apresenta-se, neste trabalho, um estudo de utiliznçno de metais amorfos, ou também chamados vidros metálicos, na construçio do circuito magnético de um pequeno transformador. As características mais importantes dos metais amorfos e relevantes para este tipo de aplicação são apresentadas, bem como as do material cristalino de ferro-silÍcio com grão orientado. Isto de. maneira a compará-los entre si. O projeto teÓrico deste transformador também é feito para que se possa estimar as vantagens e desvantagens do uso de metal runorfo e do metal cristalino citados. são mostrados os resultados experimentais obtidos do ensaio do transformador com metal amorfo, construÍdo com os dados do projeto teÓrico feito. O estudo teÓrico e os dados experimentais oferecem algumas conclusÕes interessantes e recomendaçÕes importantes para a continuidade do estudo de aplicação dos metais amorfos em dis positivos eletromagnéticos. / In this work we study the use of amorphous metals, also known as metallic glasses, for the construction of the magnetic circuit of a small transformer. The most important characteristics of the amorphous metals that are relevant for that purpose are presented as well as those of oriented-grain crystalline silicon iron so that they could be compared. The theorical design of the transformer is done to estimate the relative advantages and disadvantages of the amorphous metal as compared to the crystalline metal. Experimental results for a transforrner built with amorphous metal according to the theoretical design are shown. The theoretical design and the experimental results show some interesting conclusions and important recommendations for the continuing study of the application of amorphous metals in electromagnetic devices.

LIMA, S. S. Sistema de monitoramento de transformadores de distribuição utilizando modelos térmicos e tecnologias Java e Bluetooth. 2012. 87 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-08-08T17:57:53Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_sslima.pdf: 2877198 bytes, checksum: 4c60174d001576193edfad6098d9b6b2 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-08-08T17:58:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_sslima.pdf: 2877198 bytes, checksum: 4c60174d001576193edfad6098d9b6b2 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-08-08T17:58:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_sslima.pdf: 2877198 bytes, checksum: 4c60174d001576193edfad6098d9b6b2 (MD5) Previous issue date: 2012-12-21 / This paper presents the development and evaluation of a monitoring system with Bluetooth and Java technology to aid managing the condition of distribution transformers through thermal models. It is well known that monitor the condition of transformers has been the subject of concern in relation to avoid economic losses caused by equipment failure. It is possible, through the system management: (i) maximize the life time of the monitored equipment, (ii) improve the reliability of the electrical grid and (iii) reduce its maintenance costs. Through a bibliographical survey of transformer condition monitoring systems and study of thermal models applied to transformers, was developed a system for data acquisition and an interface for data analysis. This work brings a contribution to the development of these systems, proposing the use of mobile devices as a viable strategy to collect data of distribution transformers and using data collected by those devices for generating thermal models (to estimate top-oil and hotspot temperature) that will let us: (i) establish maximum load for the equipment, and (ii) estimate the loss of life. The information provided by the condition monitoring system proposed should serve as support to electric utility company to implement action plans to help possible exchange of equipment, do a more balanced load in their distribution transformers and help prioritizing, in case of any necessary actuation of the system protection / Este trabalho apresenta o desenvolvimento e avaliação de um sistema de monitoramento com tecnologia Java e Bluetooth para o auxilio no gerenciamento da condição de transformadores de distribuição a partir de modelos térmicos. Sabe-se que monitorar a condição dos transformadores tem sido objeto de preocupação no que diz respeito a evitar as perdas econômicas causadas por falhas no equipamento e a consequente descontinuidade do serviço. É possível, através da gestão do sistema: maximizar a vida útil dos equipamentos monitorados; melhorar a confiabilidade da rede; reduzir os custos de manutenção. Através do levantamento bibliográfico de sistemas de monitoramento atuais, de suas funcionalidades, em função de recentes tecnologias de software e hardware, e do estudo de modelos térmicos aplicados a transformadores, foi desenvolvido um sistema de coleta de dados e uma interface para análise de dados. Este trabalho traz uma contribuição para o desenvolvimento desses sistemas, propondo o uso de dispositivos móveis como uma estratégia economicamente viável para coletar dados de transformadores de distribuição, e a utilização dos dados coletados por estes dispositivos para gerar modelos térmicos (das temperaturas do topo do óleo e do ponto quente) que permitam: (i) estabelecer limites máximos de carga para o equipamento, e (ii) estimar sua perda de vida útil. Estas informações fornecidas pelo sistema de monitoramento proposto devem servir como suporte à implementação de planos de ação da concessionária de energia elétrica para: (i) a eventual substituição de equipamentos, (ii) a adequação na distribuição das cargas, (iii) a priorização no caso de necessidade de atuação do sistema de proteção

Este projeto tem como objetivo o desenvolvimento e a validação de um algoritmo computacional para modelar o regime térmico-operativo de transformadores de potência a partir dos dados obtidos por sistemas supervisores online. Utilizando procedimentos de modelagem por regressão linear a múltiplas variáveis, tendo como grandezas de observação a potência aparente, a temperatura do ambiente externo e a temperatura crítica do fluido isolanterefrigerante ou a temperatura crítica do enrolamento, a construção do simulador e modelador é realizada com o software MATLAB versão 6.5. A partir de grandes bases de dados de medições dessas grandezas, efetuadas em períodos de operação sob condições climáticas e carregamentos diferenciados, os diversos experimentos de validação realizados permitem concluir que a modelagem com esta metodologia apresenta alta confiabilidade. Essa condição é observada especialmente naqueles casos em que os equipamentos operam sob condições de cargas próximas aos limites da potência aparente nominal e temperaturas externas elevadas. Tal circunstância confere relevância aos resultados obtidos, na medida em que estas condições operativas são aquelas que mais demandam decisões que envolvem o gerenciamento ou a transferência de grandes blocos de carga. Com uma futura qualificação dos aplicativos desenvolvidos na forma de interfaces de fácil utilização pelos usuários, a obtenção de modelos individualizados para cada equipamento com esta metodologia pode vir a tornar-se um importante sistema para apoio à decisão e gerenciamento de sistemas elétricos de potência, na medida em que uma estimativa confiável das temperaturas de operação sob as mais diversas condições de carregamento e temperatura ambiente deve contribuir decisivamente para o estabelecimento de regimes que permitam um desempenho eficaz e seguro da operação das subestações. Finalmente, o projeto sugere a adaptação dos atuais sistemas de supervisão online para que as grandezas referentes às vibrações e os ruídos nos transformadores possam ser medidas, possibilitando o desenvolvimento de aplicativos de modelagem com a mesma metodologia e correlação matemática com outras grandezas elétricas já monitoradas nas subestações. / The aim of this project is to develop and to validate a computational algorithm to model the thermal-operative conditions of power transformers. The construction of the simulator and model system is made using the software MATLAB version 6.5 by modeling procedures from linear regression to multiple variables observing the apparent power, the outside temperature and the critical temperature of the insulating-refrigeration fluid, in some cases, the critical temperature point of the cores. From large databases of measurements made in periods of operation under climatic conditions and differentiated load gradient, the various experiments of validation lead us to conclude that the modeling from this methodology is trustful. This condition is observed especially in those cases where the equipment operates close to the limits of nominal apparent power and high external temperatures. This situation assures the obtained results once these operative conditions are those that determine the decisions that involve the management or the transference of great load blocks. From future qualification of the system developed as easy using interfaces, the attainment of individual models for each equipment with this methodology can become an important system to support and manage the electrical power systems, because the estimate of the operating temperatures under the most diverse conditions of shipment and ambient temperature must contribute decisively for the establishment of regimes that they allow to the best performance technique and insurance of the substations conditions of operation. Finally, the adaptation of the present online supervision so that the vibrations and noises in the power transformers can be measured making possible to build similar model applications, using the same methodology and mathematical correlation between the other electrical greatness already monitored in the substations during the research process.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-02-28Bitstream added on 2014-06-13T19:08:16Z : No. of bitstreams: 1 leo_m_me_ilha.pdf: 1184828 bytes, checksum: 14a6351ec76d68058a4cfbd217488172 (MD5) / O recente aparecimento das ligas de metal amorfo permitiu a construção de transformadores de potência e de distribuição com perdas em vazio da ordem de 10 a 25% das perdas dos transformadores com núcleos de aço silício. Devido a quantidade destes dispositivos nos sistemas elétricos de potência, a redução das perdas possibilita liberação de potência sem novos investimentos. Esta performance do núcleo de metal amorfo torna viável a fabricação de transformadores para operar em sistemas de potência fechados de alta freqüência - até 1 kHz - com boa eficiência operacional e apresentando uma redução significativa de peso, espaço e quantidade de material utilizado. Este estudo é uma contribuição para o conhecimento do metal amorfo, a influência da freqüência no volume dos equipamentos e a aplicação dos transformadores com núcleo de metal amorfo em sistemas elétricos de potência de alta freqüência. / The recent emergence of amorphous metal alloys allowed the construction of power and distribution transformers with core losses from the order from of 10 to 25% of the losses of transformers made with silicon iron cores. Due to the amount of these devices in the power electric systems, the losses reduction enables the release of power without new investments. This performance of the amorphous metal core makes viable the production of transformers to operate in closed high frequency power systems - up to 1 kHz - with good operational efficiency and presenting a significant reduction of weight, space and amount of used material. This study is a contribution for the knowledge of the amorphous metal, the influence of the frequency in the volume of equipments and the application of the transformers with amorphous metal core in high frequency power electric systems.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000346965-Texto+Completo-0.pdf: 3297110 bytes, checksum: 9c9cf105ab610a8e39728bcab8f989d5 (MD5) Previous issue date: 2006 / Energy, in its diverse forms, is essential for the survival of the human civilization. The possibility of energy exhaustion or scarcity is a major limitation for economic progress. Because of this, the search for rational and efficient use of energy resources is of capital importance, either on the supply and the demand side. Taking into account that the actions of demand side management may cause modifications of the load curves, this study was done to verify the impact that such measures brings about in electric systems with emphasis on the power transformers. The Associação Brasileira de Normas Técnicas by mean of NBR 5416 Load Application of Power Transformers July 1997, established procedures for the calculation of the load value which does not limit anymore in their nominal plate value, but in the limit values of de hottest point of the windings and of the oil, however only applicable in power transformers that present a daily unique load peak. This study presents a proposal of adaptation called Level Method, that allows to determine load limit values to transformers with any number of daily cycle load peaks. The methodology divides the load cycle in levels of increase or reduction of the load value, which causes an increase or decrease of the temperature of the hottest point of the windings. It s possible to determine the maximum load values for each level and optimize the capacity of the equipment. Likewise, it is possible to establish the real load limits, in order to avoid an early aging of the cellulose insulation or additional losses in useful life when the figures of merit of Valley Filling, Load Shifting and Strategic Load Growth are applied. It is also possible to quantify the useful life time gain of the transformer or expansion deferred originated by the figures of merit of Peak Clipping, Strategic Conservation and Sazonallity Reduction. Moreover, that analysis allows choose of the most adequate peak schedule in the load cycle profile of the energy distribution company under transformer emphasis. / A energia, nas suas mais diversas formas de utilização é indispensável à sobrevivência da espécie humana e a possibilidade de redução de sua disponibilidade é um forte limitante para o progresso econômico. Desta forma, devem ser consideradas medidas que busquem o uso racional e eficiente dos recursos energéticos, tanto pelo lado da Oferta como pelo lado da Demanda. Tendo em vista que as ações de Gerenciamento pelo Lado da Demanda provocam modificações no perfil das curvas de carga, este estudo voltou-se para verificar o impacto que tais medidas causam sobre o sistema elétrico, com ênfase nos transformadores das subestações. A Associação Brasileira de Normas Técnicas através da NBR 5416 - Aplicação de cargas em transformadores de potência - Jul. 1997, estabelece procedimentos para o cálculo do valor máximo de carregamento de transformadores, não mais limitado ao seu valor nominal de placa e sim a valores limites de temperatura do ponto mais quente do enrolamento e do óleo, somente aplicável, no entanto, para transformadores que apresentam um único pico de carga diário. Esta dissertação apresenta uma proposta de adaptações nesta metodologia, denominada Método dos Patamares que permite determinar valores limites de carregamento para qualquer número de picos de carga no ciclo diário dos transformadores.A metodologia utilizada divide o ciclo de carga em patamares de aumento ou redução do valor de carregamento, que ocasionam o aumento ou diminuição da temperatura do ponto mais quente do enrolamento. Pode-se então determinar os valores máximos de carregamento por patamar e otimizar a capacidade deste equipamento. Assim é possível estabelecer os reais limites de carregamento para que, ao se aplicar as figura de mérito de Preenchimento de Vales, Deslocamento da Ponta de Carga e de Crescimento Gerenciado, não se incorra em envelhecimento acelerado da celulose ou perda de vida adicional. Torna-se também possível quantificar o ganho de tempo de vida útil do transformador ou de postergação de obras originado pela aplicação das figuras de mérito de Rebaixamento de Pico, Conservação de Energia e de Redução de Sazonalidade. Além disso, permite escolher o horário de ponta mais adequado, sob o enfoque do transformador, dentro do perfil da curva de carga da concessionária.

Apresenta-se, neste trabalho, um estudo de utiliznçno de metais amorfos, ou também chamados vidros metálicos, na construçio do circuito magnético de um pequeno transformador. As características mais importantes dos metais amorfos e relevantes para este tipo de aplicação são apresentadas, bem como as do material cristalino de ferro-silÍcio com grão orientado. Isto de. maneira a compará-los entre si. O projeto teÓrico deste transformador também é feito para que se possa estimar as vantagens e desvantagens do uso de metal runorfo e do metal cristalino citados. são mostrados os resultados experimentais obtidos do ensaio do transformador com metal amorfo, construÍdo com os dados do projeto teÓrico feito. O estudo teÓrico e os dados experimentais oferecem algumas conclusÕes interessantes e recomendaçÕes importantes para a continuidade do estudo de aplicação dos metais amorfos em dis positivos eletromagnéticos. / In this work we study the use of amorphous metals, also known as metallic glasses, for the construction of the magnetic circuit of a small transformer. The most important characteristics of the amorphous metals that are relevant for that purpose are presented as well as those of oriented-grain crystalline silicon iron so that they could be compared. The theorical design of the transformer is done to estimate the relative advantages and disadvantages of the amorphous metal as compared to the crystalline metal. Experimental results for a transforrner built with amorphous metal according to the theoretical design are shown. The theoretical design and the experimental results show some interesting conclusions and important recommendations for the continuing study of the application of amorphous metals in electromagnetic devices.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2009. / Submitted by Larissa Ferreira dos Angelos (ferreirangelos@gmail.com) on 2010-05-03T18:31:41Z No. of bitstreams: 1 2009_JoseCarlosdeMoraes.pdf: 1504366 bytes, checksum: a150b758c51a98bf078819d76f8199cc (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-05-07T21:00:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_JoseCarlosdeMoraes.pdf: 1504366 bytes, checksum: a150b758c51a98bf078819d76f8199cc (MD5) / Made available in DSpace on 2010-05-07T21:00:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_JoseCarlosdeMoraes.pdf: 1504366 bytes, checksum: a150b758c51a98bf078819d76f8199cc (MD5) Previous issue date: 2009-02-13 / A aplicação da bobina de Petersen ao neutro dos transformadores dos sistemas de distribuição de energia elétrica tem sido uma técnica adotada por várias concessionárias, em diferentes países, com o objetivo de reduzir as correntes de falta à terra, possibilitando uma diminuição de desligamentos devidos a faltas intermitentes e assim melhorar os índices de qualidade de energia elétrica. Esta dissertação tem como objetivo investigar o efeito da inserção e ajuste de bobina de Petersen no neutro de um transformador de distribuição. A finalidade é a limitação da intensidade da corrente de falta fase-terra no alimentador servido pelo transformador. A bobina é ajustada de tal forma que o ponto de ressonância entre a indutância da bobina e as capacitâncias fase-terra do sistema é alcançado à frequência industrial. Ao atingir a ressonância, tem-se a redução da corrente de falta à terra e a auto-extinção do arco. São características desejáveis que possibilitam a continuidade do suprimento no sistema de distribuição. Por meio da utilização do Programa Computacional ATP, são realizados testes em um vii sistema equivalente do IEEE, no qual foram estudados os comportamentos das correntes e tensões para várias condições do neutro do transformador e da resistência de falta. Simulações realizadas em alimentadores com elevadas capacitâncias, utilizando-se os softwares ATP e Matlab, evidenciaram a eficácia do método proposto. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The Petersen coil insertion on the neutral of the electrical distribution power system transformers has been a technical strategy adopted for several electrical utilities, in many countries with the purpose to reduce the earth-fault current intensities, enabling circuit disconnect decrease for intermittent faults and so to improve the electrical power quality. The aim of this dissertation is to verify the effects of insertion and adjust of the Petersen coil in the neutral of a power transformer. The purpose is to limit the feeder fault phaseearth current. The coil is adjusted in such way that its inductance reaches a resonant point with the phase-earth capacitances of the system on power frequency industry. At this point, the level of the line-to-earth fault current is reduced and the voltage arc is selfextinguished. This procedure contributes with electrical service interruptions decrease. Tests are accomplished with the ATP Computational Program on IEEE equivalent system. The currents and voltage variation are studied for several neutral transformers and fault resistance values. Tests are carried out on feeders with high capacitances employing Matlab and ATP softwares clarify the efficacy of the methodology presented.

Apresenta-se, neste trabalho, um estudo de utiliznçno de metais amorfos, ou também chamados vidros metálicos, na construçio do circuito magnético de um pequeno transformador. As características mais importantes dos metais amorfos e relevantes para este tipo de aplicação são apresentadas, bem como as do material cristalino de ferro-silÍcio com grão orientado. Isto de. maneira a compará-los entre si. O projeto teÓrico deste transformador também é feito para que se possa estimar as vantagens e desvantagens do uso de metal runorfo e do metal cristalino citados. são mostrados os resultados experimentais obtidos do ensaio do transformador com metal amorfo, construÍdo com os dados do projeto teÓrico feito. O estudo teÓrico e os dados experimentais oferecem algumas conclusÕes interessantes e recomendaçÕes importantes para a continuidade do estudo de aplicação dos metais amorfos em dis positivos eletromagnéticos. / In this work we study the use of amorphous metals, also known as metallic glasses, for the construction of the magnetic circuit of a small transformer. The most important characteristics of the amorphous metals that are relevant for that purpose are presented as well as those of oriented-grain crystalline silicon iron so that they could be compared. The theorical design of the transformer is done to estimate the relative advantages and disadvantages of the amorphous metal as compared to the crystalline metal. Experimental results for a transforrner built with amorphous metal according to the theoretical design are shown. The theoretical design and the experimental results show some interesting conclusions and important recommendations for the continuing study of the application of amorphous metals in electromagnetic devices.

Este projeto tem como objetivo o desenvolvimento e a validação de um algoritmo computacional para modelar o regime térmico-operativo de transformadores de potência a partir dos dados obtidos por sistemas supervisores online. Utilizando procedimentos de modelagem por regressão linear a múltiplas variáveis, tendo como grandezas de observação a potência aparente, a temperatura do ambiente externo e a temperatura crítica do fluido isolanterefrigerante ou a temperatura crítica do enrolamento, a construção do simulador e modelador é realizada com o software MATLAB versão 6.5. A partir de grandes bases de dados de medições dessas grandezas, efetuadas em períodos de operação sob condições climáticas e carregamentos diferenciados, os diversos experimentos de validação realizados permitem concluir que a modelagem com esta metodologia apresenta alta confiabilidade. Essa condição é observada especialmente naqueles casos em que os equipamentos operam sob condições de cargas próximas aos limites da potência aparente nominal e temperaturas externas elevadas. Tal circunstância confere relevância aos resultados obtidos, na medida em que estas condições operativas são aquelas que mais demandam decisões que envolvem o gerenciamento ou a transferência de grandes blocos de carga. Com uma futura qualificação dos aplicativos desenvolvidos na forma de interfaces de fácil utilização pelos usuários, a obtenção de modelos individualizados para cada equipamento com esta metodologia pode vir a tornar-se um importante sistema para apoio à decisão e gerenciamento de sistemas elétricos de potência, na medida em que uma estimativa confiável das temperaturas de operação sob as mais diversas condições de carregamento e temperatura ambiente deve contribuir decisivamente para o estabelecimento de regimes que permitam um desempenho eficaz e seguro da operação das subestações. Finalmente, o projeto sugere a adaptação dos atuais sistemas de supervisão online para que as grandezas referentes às vibrações e os ruídos nos transformadores possam ser medidas, possibilitando o desenvolvimento de aplicativos de modelagem com a mesma metodologia e correlação matemática com outras grandezas elétricas já monitoradas nas subestações. / The aim of this project is to develop and to validate a computational algorithm to model the thermal-operative conditions of power transformers. The construction of the simulator and model system is made using the software MATLAB version 6.5 by modeling procedures from linear regression to multiple variables observing the apparent power, the outside temperature and the critical temperature of the insulating-refrigeration fluid, in some cases, the critical temperature point of the cores. From large databases of measurements made in periods of operation under climatic conditions and differentiated load gradient, the various experiments of validation lead us to conclude that the modeling from this methodology is trustful. This condition is observed especially in those cases where the equipment operates close to the limits of nominal apparent power and high external temperatures. This situation assures the obtained results once these operative conditions are those that determine the decisions that involve the management or the transference of great load blocks. From future qualification of the system developed as easy using interfaces, the attainment of individual models for each equipment with this methodology can become an important system to support and manage the electrical power systems, because the estimate of the operating temperatures under the most diverse conditions of shipment and ambient temperature must contribute decisively for the establishment of regimes that they allow to the best performance technique and insurance of the substations conditions of operation. Finally, the adaptation of the present online supervision so that the vibrations and noises in the power transformers can be measured making possible to build similar model applications, using the same methodology and mathematical correlation between the other electrical greatness already monitored in the substations during the research process.