Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:53:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 326660.pdf: 7483181 bytes, checksum: daa90a83e5028a2df160133d5b29ad96 (MD5) Previous issue date: 2014 / Sistemas de Medição Fasorial Sincronizada constituem uma ferramenta que permite o monitoramento em tempo real da dinâmica dos sistemas elétricos de potência. Aplicações que fazem uso de sincrofasores podem ser sensíveis aos erros de medição. Desta maneira, as normas aplicáveis à medição fasorial exigem elevados requisitos de exatidão e desempenho por parte dos equipamentos de medição. Entretanto, o erro fasorial total em uma instalação de medição de fasores é consequência não só da unidade de medição, mas de toda a cadeia de instrumentos, denominada Canais de Instrumentação, cuja finalidade é adequar os sinais de tensão e corrente para patamares mensuráveis, e transportar esses sinais até os instrumentos de medição. Neste trabalho é investigada a influência produzida pelos Canais de Instrumentação nos erros de medição, do ponto de vista da tecnologia de medição fasorial sincronizada. Para tanto são discutidos os aspectos de exatidão que abrangem todos os equipamentos que compõem um Canal de Instrumentação típico, incluindo a própria unidade de medição fasorial. É realizada a correlação dos conceitos adotados pelas normas, e proposto um índice de avaliação do erro fasorial global, que incorpora a contribuição de todos os equipamentos. Em seguida é feita a modelagem dos equipamentos do Canal de Instrumentação. Através desta modelagem são realizadas diversas simulações computacionais, com o intuito de verificar a magnitude dos erros fasoriais, presentes em uma instalação de medição fasorial. Estas simulações são realizadas nas condições nominais de operação dos equipamentos, nas condições de testes de regime permanente e regime dinâmico exigidas pela norma de medição fasorial, e durante eventos reais observados no sistema elétrico brasileiro. Os resultados obtidos mostram que as atuais normas aplicadas a CI permitem erros fasoriais muito superiores aos exigidos pela norma de medição fasorial. Além disso, os resultados de simulação mostram que os CI podem provocar erros fasoriais elevados, principalmente quando submetidos a condições onde os parâmetros do sinal de entrada (tensão e corrente) estão fora dos seus valores nominais.<br> / Abstract : Synchronized Phasor Measurement Systems represent a useful tool on real time monitoring of power systems dynamics. Applications that use synchrophasors may be sensitive to measurement errors. Thus, the phasor measurement standards require high accuracy levels from measurement equipments. However, the total phasor error on a phasor measurement installation is not caused only by the measurement unit, but by the entire instruments network, called Instrumentation Channel. The Instrumentation Channel function consists in adjusting the voltage and current signals to measurable levels, and transport these signals to the measurement instruments. In this work, the influence of Instrumentation Channels on measurement errors is investigated, from the point of view of synchronized phasor measurement technology. For that purpose, the accuracy aspects that cover all the equipaments which compose a typical Instrumentation Channel are analyzed, including the phasor measurement unit itself. The concepts used by the standards are correlated and then an evaluation index for the global phasor error, that incorporates all equipment contribution, is proposed. After that, the modelling of Instrumentation Channel equipments is developed. Through this modelling, many computational simulations are performed, in order to verify the magnitude of phasor errors, present in a phasor measurement installation. These simulations are performed on nominal operation conditions, on test conditions of steady state and transient required by phasor measurement standard, and during real events observed on the Brazilian Interconnected Power System. The results show that the current standards, applied to Instrumentation Channels, allow phasor errors much higher than those required by the phasor measurement standard. Furthermore, the simulation results show that the instrumentation channels may produce high phasor errors, especially when facing conditions where the parameters of the input signal (voltage and current) are different from their nominal values.

El objetivo de esta investigación es determinar el diseño de la variación del circuito de alimentación de las protecciones de control del transformador de 4160/480 VAC, que alimenta el MCC (sala de control de motores). Empleando el método descriptivo, llegamos a una serie de conclusiones. Partiendo de la hipótesis dada al inicio de este trabajo de investigación. Planteamos dos posibles soluciones al problema planteado, de la cual analizando las distintas posibilidades, hallaremos la solución más factible y realizable. También la solución que adoptaremos tendrá que satisfacer las hipótesis secundarias las cuales son las siguientes: se podrá garantizar el suministro continuo de energía eléctrica a las protecciones del transformador 4160/480 VAC, la propuesta elegida debe ser la adecuada de modo que el suministro de energía al sistema de protecciones del transformador cumpla con los requisitos y estándares fijados y se espera garantizar que el transformador no sufra fallas originadas por el cambio de alimentación a las protecciones del transformador. No hay una población y muestra definida en nuestro estudio del problema a desarrollar solo tenemos una unidad de estudio las cuales son: el suministro de energía eléctrica a los sistemas de protecciones del transformador de SSAA, y las posibles soluciones existentes. De acuerdo a la solución elegida previo, análisis y estudio de cada una de ellas nuestra hipótesis será respondida en toda su totalidad.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2013-06-25T22:57:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 309422.pdf: 3775318 bytes, checksum: c2a0acbe6cfdd333a46dd08eeeabf541 (MD5) / Este trabalho apresenta como proposta principal o desenvolvimento de uma bancada para ensaio de transformadores de corrente de alta tensão em frequências distintas da industrial. Também são propostas metodologias para o desenvolvimento e análise de ensaios. Para a operação da bancada foram desenvolvidos dois instrumentos virtuais: um destinado à geração da referência com forma de onda senoidal na frequência desejada à obtenção da forma de onda da tensão e corrente de excitação, e um que realiza tratamento dos dados dos ensaios para a análise dos transformadores de corrente. / This work presents as main purpose the development of an equipment capable of testing current transformers of high voltage at frequencies other than the commercial power system, as well as some proposals for testing. For the operation, two virtual instruments were developed. A first one to sinusoidal waveform generation, at the desired frequency, to obtain the waveform of the excitation current and voltage. The other virtual instrument performs the tests data processing for the analyses of current transformers.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-07-16T00:05:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 221027.pdf: 7462608 bytes, checksum: bc0799a9312cca50d35a1c00705b7c30 (MD5) / As perdas no núcleo e enrolamentos de transformadores levam a um aumento nas temperaturas internas destes equipamentos. Este aquecimento deve ser monitorado, a fim de evitar envelhecimento precoce no isolamento de papel

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:45:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 339521.pdf: 3599755 bytes, checksum: e4fbd355b008b5513a8ca178dff59050 (MD5) Previous issue date: 2015 / As perdas no núcleo e enrolamentos de transformadoreslevam a um aumento nas temperaturas internas nestes equipamentos.Este aquecimento deve ser monitorado a fim de evitar envelhecimentoprecoce no isolamento de papel impregnado e, conseqüentemente, perdade vida útil do transformador. O presente trabalho de tese aborda odesenvolvimento e implementação de um modelo térmico para análisedas temperaturas internas em transformadores de potência, considerandoa dificuldade e custos da obtenção destas temperaturas diretamente. Aestimação das temperaturas no óleo e enrolamento em diversos pontosdo transformador é realizada considerando características térmicas dosmateriais envolvidos e aspectos construtivos do transformador. Para avalidação do modelo proposto são realizadas comparações com asmedições realizadas no transformador simulado. Os resultados aindaforam comparados com os valores de temperaturas obtidos para osmesmos pontos, com a utilização da recomendação técnica IEEE C57.91(1995).<br> / Abstract: The losses in the core and windings of transformers lead to an increase of the internal temperatures in these equipments. This heating should be monitored, in order to avoid early ageing of the insulation of impregnated paper and, consequently, the transformer's loss of life. This research work describes the development and implementation of a thermal model aiming to calculate the internal temperatures in power transformers, considering the difficulties and costs for obtaining these temperatures by direct measurement. The approach uses parameters such as the thermal characteristics of the materials involved and the transformer constructive aspects, to estimate the oil and windings temperatures in several points in the transformer. In order to validate the proposed procedure a comparison with direct measurement in the power transformer is performed. The supplied results are compared with the values provided by the application of the IEEE transformer loading guide C57.91 (1995).

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:49:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338904.pdf: 15905021 bytes, checksum: ba12b4d273168e764008021204b3e07e (MD5) Previous issue date: 2015 / Esta tese apresenta uma modelagem de transformadores que,estando operando em condições nominais, sejam submetidos a surtos. Foram utilizados para a modelagem dados de respostas em frequências e de ensaios sob condições nominais. O modelo proposto representa respostas em frequência de impedâncias de transformadores sem carga e que estejam operando sob condições nominais. Ainda, foi proposto um modelo que, além de descrever respostas em frequência de impedâncias em aberto e sob condições nominais, representa, também, o comportamento de respostas em frequências de relações de tensão. Os modelos e as metodologias utilizados para a determinação de valores de parâmetros propostos foram validados através de transformadores com diferentes níveis de tensão e potência. As validações foram realizadas no domínio da frequência e do tempo. Apresentam-se exemplos de aplicações dos modelos, por meio de simulações numéricas.<br> / Abstract : The thesis presents a modeling of transformers, which operatingin steady state and submitted to surges. In the modeling useddata from frequency response and from tests under nominal conditionswere taken. The proposed model represents the frequencyresponse of a transformer at no load and under nominal conditions.Furthermore, it is also proposed a model that representsthe voltage frequency responses between transformer terminals.The models and the methodologies to determining the parametervalues were validated through transformers with different voltagelevels and power. Validations of the models are carried out inthe frequency and time domains. Examples of applications of themodels are shown by numerical simulations.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial / Made available in DSpace on 2012-10-21T18:31:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 213360.pdf: 1141040 bytes, checksum: 96689a1febad1fff73a965e2ccf50d9a (MD5) / A manutenção industrial é caracterizada cada vez mais pela necessidade do conhecimento real do estado de equipamentos e sistemas de integração industrial. Para tal, é de suma importância à necessidade de otimização de métodos e processos, reduzindo-se cada vez mais os custos, bem como melhorar o desempenho dos sistemas e a qualidade dos serviços. Atualmente, a análise do desempenho dos transformadores é estabelecida em função do nível de contaminação do óleo mineral isolante. A monitoração do teor de gases combustíveis dissolvidos no óleo isolante é a forma clássica de se verificar se um dado transformador encontra-se em boas condições e confiabilidade de operação. A determinação das concentrações de gases dissolvidos em óleos isolante é feita por cromatografia gasosa, que é um método largamente utilizado nas concessionárias de energia elétrica. Porém, há no mercado sistemas de medição que podem ser instalados nos transformadores capazes de monitorar a concentração dos gases dissolvidos no óleo isolante. Entretanto, estes equipamentos são caros e requerem a instalação de um sistema para cada transformador. Este trabalho apresenta uma análise metrológica de um sistema de medição capaz de monitorar remotamente a concentração dos gases dissolvidos no óleo isolante, através da utilização de um único sistema, aplicado em vários transformadores, o que implicará em uma economia considerável para as concessionárias de energia elétrica.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2016. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2017-01-25T13:46:03Z No. of bitstreams: 1 2016_IvoSilveiradosSantosFilho.pdf: 4860494 bytes, checksum: 701691a41b43a4fb44c64498adb91839 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-03-14T18:48:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_IvoSilveiradosSantosFilho.pdf: 4860494 bytes, checksum: 701691a41b43a4fb44c64498adb91839 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-14T18:48:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_IvoSilveiradosSantosFilho.pdf: 4860494 bytes, checksum: 701691a41b43a4fb44c64498adb91839 (MD5) / Apresentam-se nessa dissertação os resultados da primeira implementação em hardware dos algoritmos de proteção diferencial de transformadores pesquisados no âmbito do Laboratório de Proteção de Sistemas Elétricos – LAPSE da Universidade de Brasília. Foram desenvolvidos dois dispositivos: um hardware microprocessado e um SOC (System on a Chip) em FPGA (Field Programmable Gate Array). Por intermédio de casos simulados no software ATP (Alternative Transient Program), foram testados os comportamentos das funções diferenciais de fase (87T), de sequência negativa (87Q) e de falta à terra restrita (87REF), bem como o bloqueio por harmônicos capaz de detectar correntes de inrush. Os resultados obtidos indicam desempenho satisfatório no que concerne à velocidade e robustez verificados em dispositivos disponíveis no mercado. Além disso, o trabalho desenvolvido apresenta metodologia de desenvolvimento de hardware que pode ser aplicada a outros algoritmos de proteção de sistemas de potência desenvolvidos no LAPSE, além da proteção diferencial de transformadores, permitindo a verificação de suas eficácias frente a situações reais ou simuladas. / The results of the first hardware implementation of the transformer differential protection algorithms researched in the scope of the Electrical Systems Protection Laboratory - LAPSE of the University of Brasilia are presented in this dissertation. Two devices were developed: a microprocessor-based hardware and a FPGA (Field Programmable Gate Array) SOC (System on a Chip). Through simulated cases in software ATP (Alternative Transient Program), the behavior of the phase differential function (87T), the negative sequence (87Q) and restricted earth fault (87REF) have been tested, as well as a blocking harmonic module able to detect inrush currents. The results indicate satisfactory performance with regard to the speed and robustness verified in devices available in the market. In addition, the developed work presents methodology of hardware development that can be applied to other algorithms of protection of power systems developed in the LAPSE, besides the differential protection of transformers, allowing the verification of their efficacies through real or simulated situations.

Submitted by Bruna Rodrigues (bruna92rodrigues@yahoo.com.br) on 2016-09-22T13:44:16Z No. of bitstreams: 1 DissWAS.pdf: 2629604 bytes, checksum: c63cb2f3eca6f8313a2ce1352052ed4c (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-04T17:58:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissWAS.pdf: 2629604 bytes, checksum: c63cb2f3eca6f8313a2ce1352052ed4c (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-04T17:58:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissWAS.pdf: 2629604 bytes, checksum: c63cb2f3eca6f8313a2ce1352052ed4c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-04T17:58:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissWAS.pdf: 2629604 bytes, checksum: c63cb2f3eca6f8313a2ce1352052ed4c (MD5) Previous issue date: 2015-04-28 / Não recebi financiamento / In order to reduce the mass of eletrical transformers and generators in aircrafts, many manufacturers have adopted 400 Hz as the operation of these devices. However this frequency causes increased core losses which were disregarded due to the small involved powers and non continuous basis operations. By considering similar sizes, newer aircraft models are more electricity dependent and the generated power increased from 240 kVA to 1000 kVA. In this new scenario losses cannot be neglected and other options for increased efficiency should be considered. Iron-based amorphous transformer cores AEFture reduction by up to 70% loss while operating in 50- 60 Hz. However smaller magnetic saturation induction values result in higher weight than similar cores made of crystalline Fe-Si, therefore, undesirable in aircraft. This work discusses that, when particularities of aeronautical transformers are considered, one can design a power transformer with an amorphous core with smaller mass and losses than a similar with a Fe-Si crystalline based core. For this purpose, a hand-made amorphous core transformer was built to operate at 400 Hz, which has been thermo-magnetically treated to enhance its electromagnetic properties. Through electrical test, equivalent circuits of transformer were obtained for both core conditions: unannealed and annealed. Comparisons of masses and losses between an aircraft transformer with crystalline core and the hand-made amorphous one show that the latter has lower losses and that, when obeyed the particularities for aeronautical transformers, they may have smaller masses. Details and explanations about the thermomagnetic treatment, evidencing by X-ray diffraction of no-crystallization, after core heat-treatment and hand-made transformer evaluation through simulation are also included in this work. / Para redução de massa dos transformadores e geradores elétricos aeronáuticos, muitos fabricantes adotaram a frequência de 400 Hz para operação destes dispositivos, entretanto o aumento da frequência causa também aumento de perdas em seus núcleos, as quais foram desprezadas devido às pequenas potências envolvidas e por não operarem em regime contínuo. Com o desenvolvimento tecnológico nas aeronaves mais recentes, estas se tornaram mais dependentes de eletricidade e considerando-se o mesmo porte, os valores gerados aumentaram de 240 kVA para 1000 kVA. Neste cenário, perdas não podem ser desprezadas e outras opções para aumento da eficiência devem ser consideradas. Núcleos de transformadores feitos de ligas amorfas à base de Fe apresentam redução em até 70% nas perdas quando operados em 50-60 Hz. Entretanto os menores valores de saturação na indução magnética resultam em núcleos de maior massa que seus similares feitos em Fe-Si cristalino, sendo assim indesejável em aeronaves. Este trabalho discute que, quando consideradas as particularidades dos transformadores aeronáuticos, pode-se projetar um transformador feito com liga amorfa com menores massa e perdas que um similar de mesma potência feito com Fe-Si cristalino. Para tal construiu-se artesanalmente um transformador com núcleo de liga amorfa para operação em 400 Hz, que foi tratado termomagneticamente para melhorar as suas propriedades eletromagnéticas. Através de ensaios elétricos, se obteve circuitos equivalentes do transformador com núcleo sem e com tratamentos termomagnéticos. Comparações de massas e perdas entre um transformador para aeronaves feito de material cristalino e o transformador construído artesanalmente mostram que o último possui menores perdas, e que quando seguidas todas as particularidades dos transformadores aeronáuticos, estes podem ter menores massas. Detalhes e explicações sobre o tratamento termomagnético, constatação da não cristalização do núcleo por difração de raios X após tratamento e avaliação através de simulação do transformador construído artesanalmente também estão incluídos neste trabalho.

Orientadores: Luis Carlos Origa de Oliveira, Francisca Aparecida de Camargo Pires / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-22T12:37:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rossi_JoseCarlos_D.pdf: 9223954 bytes, checksum: 0079e52b84cfe87c02042ca2a4334487 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: O interesse pelo estudo dos efeitos das componentes contínuas de corrente em dispositivos projetados para operar, essencialmente, com sinais alternados tem aumentado consideravelmente nos últimos anos. Isto se deve fundamentalmente à crescente utilização de equipamentos tiristorizados nos sistemas de potência. Tais dispositivos, embora o projetados para não apresentarem valores médios nas suas correntes de alimentação, podem estar sujeitos a estas ocorrências devido a desequilíbrios entre os disparos dos tiristores. Este trabalho tem como objetivo apresentar estudos sobre o comportamento da corrente de excitação de transformadores trifásicos do tipo banco de monofásicos e do tipo trifásico de núcleo envolvido, quando submetidos a uma dupla excitação c.a. / c.c. simultaneamente. Inicialmente são apresentados aspectos relacionados ao fenômeno da magnetização assimétrica, analisando o comportamento das correntes de excitação e seus efeitos. Em seguida são desenvolvidos estudos sobre o comportamento em regime permanente e transitório dos transformadores de potência. A estrutura seguida por este trabalho apresenta modelagens matemáticas para análises do comportamento dos transformadores trifásicos. Nesta modelagem, é utilizada uma função contínua para representar a não linearidade magnética do núcleo dos transformadores. São realizadas simulações em computador digital, possibilitando análises sobre o comportamento das correntes de excitação, seus conteúdos harmônicos, bem como a distribuição seqüencial das componentes harmônicas. Um extenso estudo experimental foi desenvolvido utilizando-se um sistema digital de aquisição de dados. Os resultados teóricos provenientes da simulação são comparados com os obtidos experimentalmente onde comprova-se a validade dos modelos estabelecidos. Neste trabalho, todo o desenvolvimento é direcionado, principalmente, no comportamento da corrente de excitação do transformador quando o mesmo opera a vazio / Abstract: Not informed. / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica