This paper presents a proposed the modeling of power transformers for high-frequency electromagnetic transients. The application of this model allows the evaluation of the windings behavior against the voltage surges imposed by the electric power system. Besides the model, the required calculations to determine the concentrated and distributed parameters which define the representative circuit are detailed. The calculations were performed for a 25 MVA power transformer, using the data obtained from a technical audit between both client and manufacturer, known as design review. The representation of the equipment for the simulation is realized through a descriptive language, known as netlist. The impossibility of measuring the voltage along the power transformer windings subjected to voltage surges has motivated the development of the proposed model and computer simulation. Aiming to evaluate the potentialities of the developed model, the simulations for the power transformer were performed focusing on the determination of the lightning impulse transient voltage distribution along the windings and fully evaluating the obtained results. Alterations of the studied transformer s project were also addressed, considering the windings traditionally used by the manufacturers. A qualitative comparison between the responses of both power transformers is also presented. / Este trabalho apresenta uma proposta de modelagem de um transformador de potência para transitórios eletromagnéticos em altas frequências. O emprego deste modelo possibilita avaliar o comportamento dos enrolamentos frente aos surtos de tensão resultantes de transitórios no sistema elétrico de potência. Além do modelo, são detalhados os cálculos necessários para a determinação dos parâmetros distribuídos e concentrados que definirão o circuito representativo do modelo. Os cálculos foram realizados para um transformador de potência de 25 MVA, a partir dos dados obtidos de uma auditoria técnica entre cliente e fabricante, também conhecida como design review. A representação do modelo do equipamento para a simulação é realizada através de uma linguagem descritiva, netlist. A impossibilidade de medições de tensão ao longo dos enrolamentos do transformador, submetidos a surtos de tensão, motivaram o desenvolvimento do modelo proposto e a sua validação via simulação computacional. Com o objetivo de avaliar as potencialidades do modelo desenvolvido realizaram-se simulações enfatizando a determinação da distribuição das tensões transitórias de impulso atmosférico ao longo dos enrolamentos do transformador, sendo estes resultados avaliados detalhadamente. Também foram abordadas alterações no projeto do transformador estudado, considerando enrolamentos tradicionalmente utilizados pelos fabricantes. É apresentada uma comparação qualitativa entre a resposta do transformador projetado e os estudos de modificação de projeto.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-10-03T19:27:05Z No. of bitstreams: 1 GEORGE ROSSANY SOARES DE LIRA - DISSERTAÇÃO PPGEE 2008..pdf: 11715881 bytes, checksum: f5c4cfbc8945b506fbbbd6de0fb62705 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-03T19:27:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GEORGE ROSSANY SOARES DE LIRA - DISSERTAÇÃO PPGEE 2008..pdf: 11715881 bytes, checksum: f5c4cfbc8945b506fbbbd6de0fb62705 (MD5) Previous issue date: 2008-03-14 / CNPq / Neste trabalho é apresentada uma técnica de estimação de parâmetros para um modelo dinâmico de pára-raios de óxido de zinco (ZnO). Esta técnica baseia-se no ajuste das formas de onda da tensão residual fornecida pelo modelo de pára-raios de ZnO e aquela medida em laboratório, para um impulso de corrente atmosférico (forma de onda 8/20 /xs) de 10 kA. Os resultados fornecidos pelo modelo ajustado demonstraram boa concordância com os dados medidos. Avaliou-se também, o comportamento do modelo de pára-raios, com os parâmetros ajustados, diante impulsos de alta corrente (forma de onda 4/10 /us), os quais são transitórios mais severos do que aqueles utilizados para estimar os parâmetros do modelo. Os resultados obtidos neste estudo apresentaram boa precisão. Por fim, é apresentado um estudo comparativo dos resultados fornecidos pelo modelo de pára-raios, ajustado através da técnica de estimação de parâmetros, com aqueles fornecidos por modelos e procedimentos de ajuste comumente empregados na literatura. Os resultados fornecidos pela técnica de estimação proposta foram mais precisos que todos os demais, além de apresentar as vantagens de dispensar o conhecimento das características físicas dos pára-raios de ZnO e o uso de procedimentos manuais que visam o ajuste dos parâmetros do modelo através de tentativas e erros. / In this work is shown a parameter identification technique for a dynamic metal-oxide surge arrester model. This technique was based on the fitting of the residual voltages measured and obtained from the surge arrester model, from the 10 kA lighting current impulse (waveshape 8/20 //s). The results obtained from the fitted surge arrester model presented a very good accuracy. It was also evaluated, the behavior of the fitted arrester model under high current impulse (waveshape 4/10 (is), which are most severe transients than those used to estimate the arrester model parameters. The results obtained in that study presented good agreement compared to the measured data. At last, it was presented a comparative study of the results provided by the fitted surge arrester model with those provided by models e adjust procedures usually made in the literature. The results provided by the proposed parameter identification technique were more accuratc than the results obtained from the other procedures. Besides, the technique has the advantages of no need to know the metal oxide surge arresters physical characteristics and no use manual procedures, based on try and error, to adjust the arrester model parameters.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-05-07T20:46:33Z No. of bitstreams: 1 WELLINSÍLVIO COSTA DOS SANTOS – TESE (PPGEE) 2016.pdf: 10591682 bytes, checksum: 97299060f7fb8f9c7f837b25352da777 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-07T20:46:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 WELLINSÍLVIO COSTA DOS SANTOS – TESE (PPGEE) 2016.pdf: 10591682 bytes, checksum: 97299060f7fb8f9c7f837b25352da777 (MD5) Previous issue date: 2016-08-15 / Capes / Uma técnica baseada em análise de transitórios eletromagnéticos é proposta para identificar faltas de alta impedância (FAI) em redes de distribuição. O algoritmo dispensa conhecimento dos parâmetros dos alimentadores e faz uso da transformada wavelet discreta (TWD) para monitorizar fenômenos transitórios associados a distúrbios no sistema de distribuição. A metodologia proposta é avaliada através de simulações em um programa de transitórios eletromagnéticos (EMTP) em um sistema de 13,8 kV, que foi modelado a partir de dados de uma rede de distribuição brasileira real. Além de FAI, foram simulados outros tipos de distúrbios, tais como faltas de baixa impedância, chaveamentos de novas linhas e bancos de capacitores. Os resultados obtidos demonstraram que o método é capaz de detectar a perturbação logo após o seu início e distingui-la de outros distúrbios, além de proporcionar uma redução significativa da região de localização da FAI. / An electromagnetic transient analysis-based technique is proposed to identify high impedance faults (HIF) in distribution networks. The algorithm dispenses knowledge of the feeder parameters and makes use of discrete wavelet transform (TWD) to monitor transient phenomena associated with disturbances in the distribution system. The proposed methodology is evaluated through simulations in an electromagnetic transient program (EMTP) in a 13.8 kV system, which was modeled from actual Brazilian distribution network data. Besides HIF, other types of disturbances were simulated, such as low impedance fault, and switching of lines and capacitor banks. Obtained results have shown that the method is able to detect the disturbance soon after its inception and distinguish it from other disorders, as well as providing a significant reduction in the region of its location for maintenance crews.

Orientador: Sérgio Kurokawa / Resumo: Sabe-se que existe um modelo de linha bifásica a parâmetros discretos e constantes, desenvolvido diretamente no domínio do tempo. Porém, o fato de considerar os parâmetros longitudinais para uma frequência fixa, faz com que as respostas de corrente e de tensão apresentem um comportamento aproximado. Para melhorar a qualidade das formas de onda, deve-se levar em consideração o efeito da frequência sobre os parâmetros longitudinais. Nesta dissertação foi densenvolvido um modelo de linha de transmissão bifásica a parâmetros discretos, diretamente no domínio do tempo, que leva em consideração o efeito da frequência. A sintetização do mesmo, tanto para as fases quanto para o acoplamento magnético, é representada por meio de uma associação série e paralela de resistores e indutores, onde a quantidade de blocos RL deve ser a necessária para obter o melhor ajuste da resposta em frequência dos parâmetros longitudinais próprios e mútuos. No modelo proposto, as quedas de tensão nas fases produzidas pelo acoplamento magnético, foram calculadas por meio de uma extensão do modelo de Schulze. As equações de corrente e de tensão ao longo da cascata de circuitos π da linha bifásica foram escritas na forma de equação de estado. Tal equação é resolvida utilizando o método de Heun. No processo de validação do modelo proposto, o modelo clássico modal foi utilizado como modelo de referência, tanto para linhas bifásicas que possuem plano de simetria vertical quanto para linhas bifásicas que não pos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: It is know that exist a lumped and constant parameters two-phase line model, desenveloped directly in time domain. However, the fact to considerer the longitudinal parameters for a fixed frequency, it does what current and voltage responses present an approximated behavior. To improve the quality of the waveforms must be taked into consideration the frequency effect on the longitudinal parameters. In this dissertation was desenveloped a lumped parameters two-phase transmission line model, directly in time domain, that takes into consideration the frequency effect. The synthesis of the same, both for the phases and for the magnetic coupling, is represented by a series and parallel association of resistors and inductors, where the quantity of RL-blocks must be the necessary to obtain the best adjustment of the frequency response of the own and mutual longitudinal parameters. In the proposed model, the voltage drops in the phases produced by the magnetic coupling, were calculated by an extension of Schulze’s Model. Current and voltage equations along the cascade of π-circuits of the two-phase line were written in the form of state equation. Such equation is solutioned using Heun’s Method. In the validation process of the proposed model, the classical modal model was used as reference model, both for two-phase lines that possess vertical symmetry plane and for two-phase lines that do not possess vertical symmetry plane. / Mestre

Submitted by MIGUEL ANGEL ESPINOZA CRUZ null (maecuni2006i@gmail.com) on 2018-02-25T13:46:23Z No. of bitstreams: 1 Dissertação.pdf: 5516624 bytes, checksum: a926e8b18f63107cea2ad701b1023b13 (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-02-26T13:14:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 espinozacruz_ma_me_ilha.pdf: 5516624 bytes, checksum: a926e8b18f63107cea2ad701b1023b13 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-26T13:14:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 espinozacruz_ma_me_ilha.pdf: 5516624 bytes, checksum: a926e8b18f63107cea2ad701b1023b13 (MD5) Previous issue date: 2018-02-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Sabe-se que existe um modelo de linha bifásica a parâmetros discretos e constantes, desenvolvido diretamente no domínio do tempo. Porém, o fato de considerar os parâmetros longitudinais para uma frequência fixa, faz com que as respostas de corrente e de tensão apresentem um comportamento aproximado. Para melhorar a qualidade das formas de onda, deve-se levar em consideração o efeito da frequência sobre os parâmetros longitudinais. Nesta dissertação foi densenvolvido um modelo de linha de transmissão bifásica a parâmetros discretos, diretamente no domínio do tempo, que leva em consideração o efeito da frequência. A sintetização do mesmo, tanto para as fases quanto para o acoplamento magnético, é representada por meio de uma associação série e paralela de resistores e indutores, onde a quantidade de blocos RL deve ser a necessária para obter o melhor ajuste da resposta em frequência dos parâmetros longitudinais próprios e mútuos. No modelo proposto, as quedas de tensão nas fases produzidas pelo acoplamento magnético, foram calculadas por meio de uma extensão do modelo de Schulze. As equações de corrente e de tensão ao longo da cascata de circuitos π da linha bifásica foram escritas na forma de equação de estado. Tal equação é resolvida utilizando o método de Heun. No processo de validação do modelo proposto, o modelo clássico modal foi utilizado como modelo de referência, tanto para linhas bifásicas que possuem plano de simetria vertical quanto para linhas bifásicas que não possuem plano de simetria vertical. / It is know that exist a lumped and constant parameters two-phase line model, desenveloped directly in time domain. However, the fact to considerer the longitudinal parameters for a fixed frequency, it does what current and voltage responses present an approximated behavior. To improve the quality of the waveforms must be taked into consideration the frequency effect on the longitudinal parameters. In this dissertation was desenveloped a lumped parameters two-phase transmission line model, directly in time domain, that takes into consideration the frequency effect. The synthesis of the same, both for the phases and for the magnetic coupling, is represented by a series and parallel association of resistors and inductors, where the quantity of RL-blocks must be the necessary to obtain the best adjustment of the frequency response of the own and mutual longitudinal parameters. In the proposed model, the voltage drops in the phases produced by the magnetic coupling, were calculated by an extension of Schulze’s Model. Current and voltage equations along the cascade of π-circuits of the two-phase line were written in the form of state equation. Such equation is solutioned using Heun’s Method. In the validation process of the proposed model, the classical modal model was used as reference model, both for two-phase lines that possess vertical symmetry plane and for two-phase lines that do not possess vertical symmetry plane.