Tese de mestrado integrado. Engenharia do Ambiente (Gestão). Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2011

BARBOSA, F. R. Monitoramento on-line e diagnóstico inteligente da qualidade dielétrica do isolamento líquido de transformadores de potência. 2008. 139 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-10-18T18:30:02Z No. of bitstreams: 1 2008_dis_frbarbosa.pdf: 10425280 bytes, checksum: 104fd35dd6a548f442ba6333f17c2839 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-10-18T18:41:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_dis_frbarbosa.pdf: 10425280 bytes, checksum: 104fd35dd6a548f442ba6333f17c2839 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-10-18T18:41:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_dis_frbarbosa.pdf: 10425280 bytes, checksum: 104fd35dd6a548f442ba6333f17c2839 (MD5) Previous issue date: 2008-03-13 / The monitoring and diagnosis of incipient fault in power transformers immerses in oil are directly related to the assessment of the isolation system conditions. In this research, it is established the concept of monitoring and diagnosis, after that, on-line monitoring techniques are discussed. A pre-diagnosis system is elaborated based on use of a monitoring on-line device, Hydran® GE, to classify the situation gravity of the detected fault. Once detected a fault situation, intelligent modules of incipient fault diagnosis, by neural networks, can be used to identification of internal fault of the equipment. To complete the checking of the dielectric quality of the isolate liquid, it is also described an intelligent algorithm, based on neural networks, to diagnosis of the oil estate through physical-chemical attribute. The relation between physical-chemical attributes and chromatographic ones regarding to mineral oil were also verified. It was developed, then, the dissolved gases esteem through physicalchemical characteristics. The on-line monitoring modules, diagnosis of oil estate and incipient fault, besides dissolved gases esteem, constitute a computation aid system to operation and maintenance. The implemented system presents satisfied results in a thermoelectric power plant. / O monitoramento e o diagnóstico de falhas incipientes em transformadores de potência imersos em óleo estão diretamente relacionados à avaliação das condições do sistema de isolamento. Neste estudo, estabelece-se o conceito de monitoramento e diagnóstico, e em seguida técnicas de monitoramento on-line são discutidas. Um sistema de pré-diagnóstico é elaborado baseado na utilização de um dispositivo on-line de monitoramento, Hydran® da GE, para classificar a gravidade da situação de falha detectada. Uma vez detectada uma situação de falha, módulos inteligentes de diagnóstico de falhas incipientes, via redes neurais, podem ser utilizados para identificação da falha interna do equipamento. Para completar a verificação da qualidade dielétrica do líquido isolante, também é descrito um algoritmo inteligente, baseado em redes neurais, para diagnóstico do estado do óleo através das grandezas físico-químicas. A relação entre os atributos físico-químicos e as grandezas cromatográficas referente ao óleo mineral também foram averiguadas. Foi desenvolvida, então, a estimação dos gases dissolvidos através das características físico-químicas. Os módulos de monitoramento on-line, diagnósticos do estado do óleo e de falhas incipientes, além da estimação dos gases dissolvidos, perfazem um sistema computacional de auxílio à operação e manutenção. O sistema implementado apresenta resultados satisfatórios na implantação em uma planta de usina termelétrica.

BARBOSA, F. R. Diagnóstico de falhas incipientes a partir das propriedades físico-químicas do óleo isolante em transformadores de potência como método alternativo à análise de gases dissolvidos. 2013. 131 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-03-07T17:44:55Z No. of bitstreams: 1 2013_tese_frbarbosa.pdf: 13013873 bytes, checksum: 3f9ca2b6b60cc46a405bce6c6ce290b6 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-03-12T18:45:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_tese_frbarbosa.pdf: 13013873 bytes, checksum: 3f9ca2b6b60cc46a405bce6c6ce290b6 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-12T18:45:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_tese_frbarbosa.pdf: 13013873 bytes, checksum: 3f9ca2b6b60cc46a405bce6c6ce290b6 (MD5) Previous issue date: 2013-01-15 / The diagnosis of incipient fault in power transformers immerses in oil are directly related to the assessment of the isolation system conditions. This search is about the relationship between dissolved gases and the quality of the insulating mineral oil used in power transformers. Artificial Neural Networks are used to approach operational conditions assessment issue of the insulating oil in power transformers, which is characterized by a nonlinear dynamic behavior. The operation conditions and integrity of a power transformer can be inferred by analysis of physicochemical and chromatographic (DGA – Dissolved Gas Analysis) profiles of the isolating oil. This tests allow establishing procedures for operating and maintaining the equipment and usually are performed simultaneously. This work proposes a method that can be used to extract chromatographic information using physicochemical analysis through Artificial Neural Networks. The present analysis of physicochemical properties only provide a diagnostic tool for the oil quality, which does not allow the diagnosis of incipient faults. It´s believed that, the power utilities could improve reliability in the prediction of incipient failures at a lower cost with this method, since only one test is required. The results show this strategy might be promising with an average accuracy for diagnosis of faults greater than 72%. The purpose of this work is the direct implementation of the diagnosis of incipient faults through the use of physicochemical properties without the need to make an oil chromatography. / O diagnóstico de falhas incipientes em transformadores de potência imersos em óleo está diretamente relacionado à avaliação das condições do sistema de isolamento. Este estudo aborda a relação entre os gases dissolvidos no óleo e a qualidade do óleo mineral isolante utilizado em transformadores de potência. As redes neurais artificiais são utilizadas na abordagem da avaliação das condições operacionais do óleo isolante em transformadores de potência, que é caracterizada por um comportamento dinâmico não-linear. As condições de operação e a integridade do sistema de isolamento de um transformador de potência podem ser inferidas através das análises físico-químicas e cromatográficas (Análise de Gás Dissolvido). Estes ensaios permitem estabelecer procedimentos de operação e manutenção do equipamento e normalmente são realizados simultaneamente. Esta tese de doutorado propõe um método que pode ser usado para extrair informações cromatográficas usando as análises físico-químicas através de redes neurais artificiais. As análises atuais das propriedades físico-químicas fornecem apenas diagnóstico do estado do óleo, o que não permite o diagnóstico de falhas incipientes. Acredita-se que, as concessionárias de energia podem melhorar a confiabilidade na previsão de falhas incipientes a um custo menor com este método, uma vez que apenas um ensaio é necessário. Os resultados mostraram que esta estratégia é promissora com média de acertos em diagnósticos de falhas maiores que 72%. O objetivo deste trabalho é a aplicação direta do diagnóstico de falhas incipientes através da utilização de propriedades físico-químicas, sem a necessidade de fazer uma cromatografia do óleo.

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 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.

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

Orientadores: Mauro Sergio Miskulin, Luciano Martins Neto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-27T14:44:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bispo_Decio_D.pdf: 3324995 bytes, checksum: 4a5345ec8a99272ab9ea5a6014658984 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: No estudo das máquinas elétricas muitas vezes é necessário verificar o comportamento das máquinas, considerando o efeito da saturação magnética. A representação deste efeito no modelo matemático desenvolvido, é obtido através da não linearidade da curva de magnetização, que associado aos parâmetros físicos, e em conjunto com as equações diferenciais da máquina, soluciona-se através de um processo de integração numérica, o modelo proposto. Este trabalho apresenta um modelo matemático considerando a saturação magnética no transformador e na máquina de indução trifásica. Utilizando-se de simulações computacionais, e testes experimentais, comprova-se a validade dos modelos / Abstract: The effect of magnetic saturation is an important aspect to be taken into account when studying the behaviour of electrical machines. In the mathematical model developed throughout this work, the representation of that effect was based on the non-linearity of the magnetization curve, along with the physical parameters and the differential equations of the machine. That method, based on a process of numeric integration, was used to solve the proposed model in so doing, this work shows a mathematical model, which takes into account the effect of magnetic saturation for a transformer and for a tri-phasic induction machine. The model was validated through computer simulations and comparisons with experimental results / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:05:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 339516.pdf: 6119992 bytes, checksum: 8007ad4ec9af69631d2cb691661d47cc (MD5) Previous issue date: 2016 / Transformadores de potência são elementos muito importantes nos sistemas de energia. Ao longo de sua vida útil, normalmente, eles estão submetidos a uma variedade de transientes que podem danificá-los e também prejudicar outros equipamentos ligados ao transformador. Esquemas de proteção são de grande importância para evitar danos no transformador e maximizar a continuidade do serviço. A simulação por computador do transformador em situações normais e sob falta interna e externa atualmente é uma ferramenta importante para aprimorar a confiabilidade do relé de proteção do transformador. Para uma simulação eficaz é essencial que se modele o transformador adequadamente. Os resultados destas simulações apoiam o engenheiro na definição dos ajustes da proteção. Faltas entre espiras são uma causa comum de defeito no transformador e sua modelagem detalhada para avaliação da proteção diferencial, torna se fundamental. Neste trabalho são utilizados três modelos de transformador sugeridos na literatura, HYBRID, BCTRAN e SATURA, implementados com arranjos no EMTP/ATP. Estes modelos permitem simular faltas internas entre espiras em um transformador. Os modelos usam duas fontes de informação: 1) dados de relatório de ensaios e 2) dados de dimensões internas. Neste trabalho o modelo do transformador é ligado ao modelo de um sistema real e são simuladas faltas externas, faltas internas na zona do diferencial, energização e faltas entre espiras. Os resultados das simulações no EMTP/ATP são convertidos para o formato COMTRADE e usados para avaliar um relé de proteção diferencial de transformador, neste caso o SEL 387E. Um resultado interessante a partir dos testes no laboratório foi o aprimoramento da sensibilidade do relé com o uso de uma função implementada com os Relay Word Bits, utilizando os valores das correntes de sequência negativa calculados no relé. A combinação dessa função com a proteção diferencial tradicional, fez com que faltas entre espiras com 1% até 5% de enrolamento em curto circuito, sejam identificadas. Estas faltas consideradas de baixo nível, normalmente não são detectadas pelo relé de proteção diferencial tradicional.<br> / Abstract: Power transformers are very important elements in power systems. Throughout their life, usually, they are subjected to a variety of transients which can affect them or damage other equipment connected to the transformer. Protection schemes are of great importance to avoid transformer damage and maximize the continuity of service. In order to simulate a transformer condition during normal operation and internal and external faults, programs such as EMTP/ATP are important to improve the reliability of its protection relays. With the objective of obtaining useful results from the simulations, the transformer model must be adequate. The simulations support the engineer in the definition of relay settings. Short circuits between turns are a common cause of transformer failure and its detailed modeling for evaluation the differential protection becomes essential. This work used three transformer models proposed in the literature, HYBRID, BCTRAN and SATURA, implemented with arrangements in the EMTP/ATP, which allows the simulation of internal faults between turns on a transformer. The models use two sources of information: 1) test report data and 2) data of internal dimensions. The transformer model is connected to a real system model, and external faults, internal faults in the differential zone, energization, and faults between turns are simulated. Simulation results in the EMTP/ATP are converted to COMTRADE format and used to evaluate the differential protection relay transformer SEL 387E. An interesting result from the laboratory test was the improvement of the relay sensitivity using a function developed with Relay Word Bits. The negative sequence currents are calculated in the relay. The combination of this function with traditional differential protection, detected faults between turns with 1% to 5% short circuited winding. These faults considered low level, are not typically detected by traditional differential protection relay.

Orientador: Sérgio Henrique Lopes Cabral. / Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Ciências Tecnológicas, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau,