Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5324_1.pdf: 2318614 bytes, checksum: 84daadb3f28e139c9a4ac472eda5697c (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Este trabalho apresenta um estudo do comportamento de sistemas de aterramento submetidos a fenômenos transitórios. Busca apresentar contribuições para o desenvolvimento de uma metodologia capaz de avaliar grandes sistemas de aterramento empregando o método TLM (Transmission-Line Modeling) tridimensional para simulação. Com o objetivo de determinar a influência de parâmetros geométricos no comportamento de sistemas de aterramento várias configurações são simuladas. São apresentados os conceitos de Área Sensível e Zona de Influência que constituem uma importante contribuição para análise de sistemas de aterramento em alta freqüência. Um Fluxograma de ações para avaliação destes sistemas é apresentado. É realizado um estudo de caso aplicando a metodologia proposta em uma malha de terra de uma subestação de 230 kV da Chesf onde soluções mitigadoras para os problemas de sobretensões são estudadas e propostas. Entre as soluções estudadas a escolha do ponto de conexão mais adequado para um elemento à malha de terra constitui um importante fator a ser observado

Estudos de transitórios eletromagnéticos são importantes fontes de informação para que os transformadores sejam dimensionados de maneira correta. No entanto, para que tais estudos sejam bem sucedidos, os modelos utilizados devem refletir com fidelidade o comportamento do equipamento. Este trabalho mostra como os elementos do modelo de um transformador são influenciados pelas dimensões geométricas de sua parte ativa. Também introduz uma formulação alternativa, para o transformador saturável (STC) do ATP, desenvolvida dentro do programa MATLAB. Os ramos RL foram representados usando o Método de Integração Trapezoidal e a magnetização foi equacionada pelo Método da Compensação. Uma das contribuições que esta dissertação oferece é a possibilidade de identificar erros numéricos que ocorrem em simulações do ATP, bem como permitir a interpretação de resultados que apresentem oscilações numéricas. / Electromagnetic transient studies are an important source of information to develop transformer dimensioning. But, for the success of that purpose, it is important the models which are being used reflect with fidelity the behavior of the machine. This lecture presents how the transformer model elements are influenced by the active part geometrical dimensions. It also introduces an alternative formulation for the ATP saturable transformer (STC), written inside the MATLAB program. The RL branches are represented using the Trapezoidal Rule and the magnetization by the Compensation Method. One of the contributions of this dissertation is the possibility to identify numerical errors that occur in ATP simulations, and also permit numerical oscillatory results interpretation.

Estudos de transitórios eletromagnéticos são importantes fontes de informação para que os transformadores sejam dimensionados de maneira correta. No entanto, para que tais estudos sejam bem sucedidos, os modelos utilizados devem refletir com fidelidade o comportamento do equipamento. Este trabalho mostra como os elementos do modelo de um transformador são influenciados pelas dimensões geométricas de sua parte ativa. Também introduz uma formulação alternativa, para o transformador saturável (STC) do ATP, desenvolvida dentro do programa MATLAB. Os ramos RL foram representados usando o Método de Integração Trapezoidal e a magnetização foi equacionada pelo Método da Compensação. Uma das contribuições que esta dissertação oferece é a possibilidade de identificar erros numéricos que ocorrem em simulações do ATP, bem como permitir a interpretação de resultados que apresentem oscilações numéricas. / Electromagnetic transient studies are an important source of information to develop transformer dimensioning. But, for the success of that purpose, it is important the models which are being used reflect with fidelity the behavior of the machine. This lecture presents how the transformer model elements are influenced by the active part geometrical dimensions. It also introduces an alternative formulation for the ATP saturable transformer (STC), written inside the MATLAB program. The RL branches are represented using the Trapezoidal Rule and the magnetization by the Compensation Method. One of the contributions of this dissertation is the possibility to identify numerical errors that occur in ATP simulations, and also permit numerical oscillatory results interpretation.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:38:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6858_1.pdf: 6691710 bytes, checksum: f00645af07bcace9e7fe9ab89b57813c (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Companhia Hidro Elétrica do São Francisco / O presente trabalho tem por objetivo principal apresentar uma análise do desempenho das principais técnicas de controle de conversores trifásicos, tipo fonte de tensão, conectados a redes elétricas durante transitórios em sistemas elétricos. Portanto, em todas as simulações realizadas neste trabalho o conversor foi conectado ao sub-sistema Leste da CHESF, representado no ATP por dezesseis barras interligadas através de linhas de transmissão modeladas a parâmetros distribuídos, transformadores de potência com suas curvas de magnetização implementadas, além de compensadores síncronos. Tudo isso visa reproduzir com maior fidelidade fenômenos transitórios comuns à rotina diária dos sistemas elétricos de potência. Todas as técnicas foram modeladas em linguagem MODELS, a fim de serem integradas ao ATP durante a simulação, e duas delas, baseadas em controle por modos deslizantes, são propostas com o objetivo de garantir robustez a variações paramétricas, característica desejável, mas ainda não presente nas técnicas atuais

Orientador: Sérgio Kurokawa / Resumo: Esta dissertação apresenta um estudo realizado sobre o método de recapacitação de linhas de transmissão por injeção de tensão de terceira harmônica (TTH). O método foi publicado em 2017 por Alaei e Khajehoddin como uma proposta mais economicamente viável de elevar a tensão de transmissão sem a necessidade de alterações nas estruturas das linhas de transmissão. A injeção de TTH em linhas convencionais tem como objetivo provocar um achatamento na forma de onda das tensões de fase, causando uma redução em seu valor de pico. O método se mostra vantajoso pelo fato de que a largura das faixas de servidão e as distâncias entre cabos condutores e solo são especificadas com base no valor de pico das tensões de fase. Logo, a redução da tensão de pico não somente permitiria às estruturas existentes transmitirem maior potência como também possibilitaria a construção de novas torres de transmissão com tamanho reduzido e faixas de servidão mais estreitas, tornando uma proposta economicamente atrativa para as companhias de transmissão de energia elétrica. No artigo em que o método de recapacitação em questão foi proposto, os autores realizam análises de tensões e correntes apenas nos terminais das LTs. A contribuição deste trabalho para os estudos do método de recapacitação por injeção de TTH, consiste nas análises feitas através de um modelo de linha de transmissão a parâmetros distribuídos, que permitiu o monitoramento das tensões de fase ao longo da extensão de linhas com diferentes comp... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work presents a study concerning the transmission line uprating method by injection of third harmonic voltage (THV). The method was published in 2017 by Alaei and Khajehoddin as a more economically feasible proposal to raise the transmission voltage level without the requirement for changes in the structural elements of overhead lines. The THV injection in conventional overhead lines aims to flatten the waveform of the phase voltages, resulting in a reduction in its peak values. This represents a significant advantage, since the specification of right-of-way (ROW) width and ground clearance bases on the peak value of the phase voltages. Therefore, a reduction in the peak voltage would not only allow the existing structures to transmit electricity at higher voltages but also the construction of new transmission towers with reduced size and narrower ROW, making it an economically attractive proposal for electric power transmission companies. In the article in which the referred uprating method was proposed, the authors perform voltage and current analyzes only at the TL ends. The contribution of this work to the studies of the uprating method by THV injection consists in the analyzes made through a distributed parameter transmission line model, which allowed the monitoring of the phase voltages along the extension of lines with different lengths, both at steady-state and during the system switching. The results showed that THV injection causes overvoltage along the extent ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Sérgio Kurokawa / Resumo: Este trabalho apresenta uma proposta de modelagem de torres de transmissão convencionais e gigantes diretamente no domínio do tempo cujas admitâncias dessas torres são representadas por elementos discretos de circuito. A partir dessa representação, pode-se cálcular as tensões provocadas por descargas atmosféricas incidentes no topo de cada torre de transmissão. Nessa proposta, as tensões produzidas nas estruturas de cada torre de transmissão são obtidas diretamente no domínio do tempo com a utilização de programas convencionais de análise eletromagnética, evitando-se assim transformações inversas Laplace ou Fourier. Essa modelagem consiste inicialmente em calcular a admitância de qualquer torre de transmissão, no domínio da frequência, empregando o Método dos Momentos (MoM), levando em consideração os aspectos geométricos das torres, as resistividades do solo e o sistema de aterramento. Uma vez obtidas as admitâncias das torres de transmissão convencionais e gigantes, essas curvas são representadas por funções racionais obtidas pela técnica do Vector Fitting e em seguida, um circuito elétrico discreto equivalente é sintetizado para gerar a respectiva admitância calculada numericamente. Uma vez sintetizado, esses circuitos serão analisados em softwares de simulação de transitórios eletromagnéticos e as tensões induzidas em cada torre são estimadas. Nessa proposta, são consideradas a inclusão das treliças das torres, do sistema de aterramentos em distintas resistividades do sol... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work presents a proposal for modeling conventional and giant transmission towers directly in the time domain whose admittances of these structures are represented by lumped circuit elements. From this representation, one can calculate voltages caused by lightning striking at the top of each transmission tower. In this proposal, voltages produced in each transmission tower are obtained directly in the time domain using electromagnetic analysis programs, which does not require inverse Laplace or Fourier transformations. This modeling initially consists of calculating the admittance of any transmission tower in the frequency domain using the Moment Method (MoM), taking into account the tower geometry, soil resistivities and tower-footing grounding impedance. Once the admittances of the conventional and giant transmission towers are obtained, these curves are represented by rational functions obtained by the Vector Fitting technique and then an equivalent lumped electric circuit is proposed for each curve calculated numerically. These circuits will be analyzed in electromagnetic transient software and the voltages due lightning strikes in each tower are estimated. In this proposal, the inclusion of the tower trusses, homogenous soils and grounding electrodes are considered, and the responses are more precisely obtained. A comparison between the voltages obtained by the proposed modeling and the conventional models is also presented. In these comparisons, it can be seen that ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by Felipe Vasconcellos (felipe.vasconcellos@ufba.br) on 2017-07-22T11:41:08Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO FELIPE MENDES DE VASCONCELLOS.pdf: 2905482 bytes, checksum: 58b22675f48f126a124d6445ff5b32e2 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-07-26T13:31:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO FELIPE MENDES DE VASCONCELLOS.pdf: 2905482 bytes, checksum: 58b22675f48f126a124d6445ff5b32e2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-26T13:31:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO FELIPE MENDES DE VASCONCELLOS.pdf: 2905482 bytes, checksum: 58b22675f48f126a124d6445ff5b32e2 (MD5) / As descargas atmosféricas são responsáveis pelas principais solicitações dos sistemas de aterramento e pela maior parte dos desligamentos não programados das linhas de transmissão. O conhecimento aprofundado do comportamento eletromagnético transitório do aterramento sob essas condições tem importância vital na determinação de práticas eficazes de proteção de sistemas elétricos contra as descargas atmosféricas. Tal comportamento pode ser estimado por meio de simulações computacionais compostas por modelos matemáticos que representem de forma consistente a resposta física do aterramento. Este trabalho discorre sobre a modelagem de linhas de transmissão para análises e simulações no domínio do tempo de transitórios eletromagnéticos resultantes de descargas atmosféricas incidentes. São apreciados e apresentados os principais mecanismos associados à formação das descargas atmosféricas, os aspectos relevantes à incidência de descargas em linhas de transmissão e os seus mecanismos de propagação em relação ao ponto de incidência. Em seguida, são apresentados e analisados modelos da corrente de descarga atmosférica, torres de transmissão, linhas de transmissão e dos sistemas de aterramento disponíveis para uso no programa computacional Alternative Transients Program (ATP). A partir destes modelos, foram concebidas simulações computacionais que reproduzem o fenômeno eletromagnético em questão. A sua aplicação a configurações básicas de aterramento permitiu análises diversas. Nestas análises, avalia-se a eficiência dos sistemas de aterramento sob algumas condições, que incluem diferentes configurações, valores de resistividade do solo e onda de corrente injetada. A ferramenta desenvolvida pode auxiliar valorosamente no estudo, análise e projeto de sistemas de aterramento, especialmente quando é apreciado o desempenho e comportamento dos mesmos frente a descargas atmosféricas. Para todos os testes realizados, a resposta do modelo esteve de acordo com o comportamento esperado.

The following work presents a graphical pre-processor software as an alternative version of the Electromagnetic Transients Program (ATP-EMTP). It was developed to aid in the analysis of electromagnetic transients in power substations. The software has been developed using Java programming language and it was named Alternative Transients Program Substation Analysis (ATP-SA). Amongst its functionalities, it can be highlighted the representation of precursory events of electromagnetic transients in the ATP-EMTP standard, data predefinition for the modeling of these events, simulation configuration with compatible values in reference to the transient phenomena to be studied and management simulation through a databank. The transients to be considered are: occurrence and clearance of faults, transformer inrush, Transient Recovery Voltage (TRV) in circuit-breakers, circuit-breaker switching and lightning surges. The software aids in the simulation of transients occurred by these events in both deterministic and stochastic ways. In addition, to show its potentialities, examples of application are presented in a real power system simulations. Hence, with the use of the mentioned software, it is expected to support in subsidies and safety with respect of operations in substations, as well to aid in defect prevention, loss of equipment and potential shutdowns. This work is the main theme of a Research and Development (R&D) project developed by the Laboratory of Analysis and Protection of Power Systems, in the Power System and Energy Research Center, in a partnership along with the State Company of Generation and Transmission of Electric Energy of the Rio Grande do Sul State. / Este trabalho apresenta a implementação de um software pré-processador gráfico para a versão alternativa do ElectroMagnetic Transient Program (ATP-EMTP), desenvolvido para auxiliar a análise de transitórios eletromagnéticos em subestações de potência. Este software, concebido em linguagem de programação Java, recebeu a denominação de Alternative Transients Program Substation Analysis (ATP-SA). Dentre suas funcionalidades, está a representação de eventos precursores de transitórios eletromagnéticos no padrão ATP-EMTP, predefinição de dados para modelagem destes eventos, parametrização da simulação com valores compatíveis com o fenômeno analisado e gerenciamento de simulações através de um banco de dados. Os eventos contemplados pelo software compreendem: ocorrência e eliminação de curtos-circuitos, energização de transformador, Tensão de Restabelecimento Transitória (TRT) em disjuntores, manobras de abertura e fechamento de disjuntores e descargas atmosféricas. O software fornece suporte a simulação de transitórios provocados por estes eventos de forma determinística ou estocástica. Para demonstrar estas potencialidades, abordam-se exemplos aplicados sobre um sistema elétrico real. Com a utilização do software desenvolvido, espera-se fornecer subsídio e segurança para a realização de operações em subestações, bem como auxiliar a prevenção de falhas, perda de equipamentos e desligamentos. O presente trabalho é parte integrante de um projeto de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D), desenvolvido pelo Laboratório de Análise e Proteção de Sistemas Elétricos do Centro de Estudos em Energia e Sistemas de Potência (LAPES-CEESP) da UFSM, em parceria com a Companhia Estadual de Geração e Transmissão de Energia Elétrica (CEEE-GT) do Rio Grande do Sul.

This work presents the development of a methodology that uses the resource foreign model , offered by the Electromagnetic Transient Program (ATP-EMTP), in order to realize electromagnetic transient stochastic simulations with emphasis in power substation applications. Due to their stochastic nature, the simulations are performed by employing the Monte Carlo Method to reproduce the randomness and uncertainties that are inherent to the precursory events of some electromagnetic transients. The method is applied in the simulation in order to model the type of study to be analyzed, corresponding to the most frequent and significant transients that are found in substations. These events comprehend: occurrence and clearance of faults, transformer inrush, circuit-breaker switchings and lightning strokes. The suggested methodology allows the use of these resources through the graphical pre-processor software ATPDraw, and it does not need the use of any other external computational tool. Hence, in order to demonstrate the methodology potentialities, this work also presents some examples of applications through ATP-EMTP simulations, employed in a real power system. Throughout this study, it seeks to aid in simulations involving stochastic events in electromagnetic transients by adding new resources to the ATP-EMTP. In addition, this work is a part of a research and development project in a partnership between the Laboratório de Análise e Proteção de Sistemas Elétricos of the Centro de Estudos em Energia e Sistemas de Potência (LAPES-CEESP), located at UFSM, and the Companhia Estadual de Geração e Transmissão de Energia Elétrica (CEEE-GT) of the Rio Grande do Sul state. / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma metodologia que utiliza o recurso foreign model oferecido pelo ElectroMagnetic Transient Program (ATP-EMTP), que visa realizar simulações estocásticas de transitórios eletromagnéticos, com enfoque para aplicações em subestações de potência. Devido estas simulações contemplarem processos estocásticos, emprega-se o método de Monte Carlo para reproduzir aleatoriedades e incertezas inerentes aos eventos precursores de transitórios eletromagnéticos. Mais especificamente, este método é aplicado para modelar de estudos dos transitórios mais significativos e frequentes em subestações. Estes eventos compreendem: ocorrência e eliminação de curtos-circuitos, energização de transformadores, manobras de abertura e fechamento de disjuntores e descargas atmosféricas. A metodologia sugerida, permite que estes recursos sejam acessados através do pré-processador gráfico ATPDraw, de modo que não seja necessário a utilização de ferramentas externas para a realização destas simulações. Enfim, para demonstrar suas potencialidades, abordam-se exemplos aplicados em um sistema elétrico real. A partir dos estudos realizados, espera-se fornecer subsídios para simulações de eventos estocásticos de transitórios eletromagnéticos, agregando novos recursos ao ATP-EMTP. O presente trabalho é parte integrante de um projeto de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D), desenvolvido pelo Laboratório de Análise e Proteção de Sistemas Elétricos do Centro de Estudos em Energia e Sistemas de Potência (LAPES-CEESP) da UFSM, em parceria com a Companhia Estadual de Geração e Transmissão de Energia Elétrica (CEEE-GT) do Rio Grande do Sul.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:53:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernando Henrique Costa Pinheiro.pdf: 2854886 bytes, checksum: a56fe59d5aabb7763901adeb614ad703 (MD5) Previous issue date: 2008-10-17 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work depicts transmission line modeling for lightning strike time domain simulation. It is studied and presented the main mechanisms associated to lightning formation and striking high-voltage transmission lines and wave propagation theory concerned to the hit point. Following, it is presented and analyzed transmission lines, shield wires and tower models available in the used ATPDraw computer program. Finally, a complete model is constructed taking into account a real utility transmission branch (ELETRONORTE-Ma), including transmission lines, respective towers and shield wires, through computational models available in the ATPDraw computer program. Computer simulations are carried out and the final model is tested for different scenarios: a standard lightning striking a transmission tower; a standard lightning striking a transmission tower with lower tower foot resistance; lightning striking transmission tower for different soil conditions (dry and humid); insulation strength analysis taking into account different hit points (middle of a shield wire and at the top of a transmission tower). The results show that the model behaved as expected. / Este trabalho aborda a modelagem de linhas de transmissão para análises e simulações no domínio do tempo de transitórios eletromagnéticos resultantes de descargas atmosféricas incidentes. É estudado e apresentado os principais mecanismos associados à formação das descargas atmosféricas, os aspectos relevantes à incidência de descargas em linhas de transmissão e os seus mecanismos de propagação em relação ao ponto de incidência. Em seguida é apresentado e analisado modelos de linhas de transmissão, cabos pára-raios e de torres disponíveis para uso no programa computacional ATPDraw. Por fim, é elaborado um modelo de um trecho real da ELETRONORTE MA incluindo linha de transmissão, suas torres e seus cabos pára-raios, através de modelos disponíveis na versão usada do programa ATPDraw. São realizadas simulações computacionais, onde o modelo é testado para vários cenários: surto atmosférico na forma de onda padrão incidindo sobre uma torre; surto atmosférico na forma de onda padrão incidindo sobre uma torre com resistência de dispersão reduzida; surtos atmosféricos incidentes sobre torres nos cenários de solos secos e úmidos; e impactos nos isolamentos no meio do vão e em uma torre de um surto atmosférico incidente nos cabos pára-raios. Para todos os testes realizados, a resposta do modelo esteve de acordo com o comportamento esperado.