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1

Método híbrido para o cálculo dos custos de interrupções em processos eletro-eletrônicos causados por faltas em sistemas de distribuição de energia elétrica

Amasifen, Juan Carlos Cebrian; Kagan, Nelson
2009-09-01

Resumo em português Neste trabalho é apresentado um método híbrido para análise de riscos de interrupções em processos sensíveis provocadas por faltas nos sistemas de distribuição de energia elétrica. Com a utilização deste método, são avaliados índices relativos às interrupções de longa duração e às variações de tensão de curta duração (afundamentos e elevações) em cada consumidor da rede de distribuição de energia elétrica. O método permite, de forma inovado (mais) ra, a obtenção, para cada ocorrência na rede, dos valores de magnitude da tensão e da duração do evento. Em cada barra do sistema, as freqüências de ocorrências de cada índice são obtidas e classificadas por faixas de magnitude e duração. O método parte de um conjunto de informações de configuração, de parâmetros da rede e dos dispositivos de proteção e, através de um conjunto de simulações aleatórias de curto-circuito, é possível mapear as áreas de risco relativas aos fenômenos de interrupção e variações de tensão de curta duração (VTCDs). Dispondo ainda do conjunto de curvas de sensibilidade dos processos industriais, avaliam-se as freqüências de disrupções de processos, esperadas por ano no ponto analisado, isto é, o número de vezes que um processo é interrompido pelos eventos de curta duração considerados, para então serem avaliados os custos anuais associados. Resumo em inglês This paper shows a new hybrid method for risk assessment regarding interruptions in sensitive processes due to faults in electric power distribution systems. This method determines indices related to long duration interruptions and short duration voltage variations, such as voltage sags and swells in each customer supplied by the distribution network. Frequency of such occurrences and their impact on customer processes are determined for each bus and classified according (mais) to their corresponding magnitude and duration. The method bases on information regarding network configuration, system parameters and protective devices and randomly generates a number of fault scenarios to assess risk areas regarding long duration interruptions and voltage sags and swells. Based on process sensitivity curves, the method determines frequency indices regarding disruption in customer processes that represent possible process interruptions due to the considered short duration events to eventually determine the associated annual costs.

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Redução de perdas em redes de distribuição de energia elétrica através de sistemas classificadores

Lyra Filho, Christiano; Vargas, Patrícia Amâncio; Von Zuben, Fernando José
2003-09-01

Resumo em português O problema de minimização de perdas técnicas em redes de distribuição de energia elétrica corresponde à definição da melhor configuração da rede, através do controle do estado das chaves seccionadoras do sistema. Usando uma terminologia de grafos, resulta um problema de otimização combinatória cuja solução requer a definição de uma árvore geradora de custo mínimo para a rede. Com o propósito de tratar o caso de perfis de demanda variantes no tempo, e (mais) ste trabalho apresenta os primeiros resultados obtidos com o uso do conceito de sistemas classificadores, uma abordagem de computação evolutiva, para encontrar configurações de rede próximas às de perdas mínimas. Seu principal atrativo é a possibilidade de aplicação à supervisão de redes em tempo real, propondo configurações que levem à redução de perdas sempre que forem identificadas variações significativas de demanda. Resumo em inglês The problem of minimising the technical energy losses in electric power distribution systems corresponds to the definition of the best network configuration, through the manipulation of sectionalising switches. Using a graph terminology, we have a combinatorial optimisation problem, whose solution asks for the definition of the minimum spanning tree for the network. With the purpose of treating the case of time-varying profiles of energy requirements, this paper presents (mais) the first results obtained with the application of learning classifier systems, an evolutionary computation approach to find network configurations close to the one associated with minimum energy losses. Its uttermost feature is the possibility of application to on-line network supervision, proposing new configurations that will reduce the level of energy losses when significant demand variations are detected.

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Potencial de redução do consumo de energia elétrica pela utilização de aquecedores solares no Estado de Goiás/ Reduction potential on electric power consumption using solar heaters at State of Goiás, Brazil

Oliveira, Luiz F. C. de; Ferreira, Regis de C.; Almeida, Rogério de A.; Lobato, Engler J. V.; Medeiros, Antônio M. de M.
2008-09-01

Resumo em português O presente trabalho analisa a viabilidade técnica da redução do uso de energia elétrica pela substituição dos chuveiros elétricos por aquecedores solares e apresenta uma análise da redução do custo mensal de energia elétrica para os diferentes municípios de Goiás. Por meio do processamento de dados climatológicos e com o auxílio do aplicativo de informações geográficas SPRING®, foram calculados os valores de irradiâncias (MJ m-2 anual-1) e do número d (mais) e horas anuais de brilho solar sobre a superfície da Terra e no topo da atmosfera, respectivamente, para os municípios do Estado de Goiás. Com base em dados censitários, calcularam-se o consumo médio de energia elétrica mensal por domicílio (kWh mês-1) e o total anual (kWh ano-1). Analisou-se a redução do custo mensal de energia elétrica por domicílio pela substituição de chuveiros elétricos com diferentes potências comerciais por aquecedores solares. Analisaram-se, ainda, a redução da vazão que passa na turbina (m³ s-1) da principal usina hidrelétrica de Goiás e a relação entre a redução da potência total anual (kW) e a potência gerada por essa usina (kW). Procedeu-se, finalmente, à análise econômica, avaliando-se a relação custo/benefício da substituição proposta. Os resultados mostraram redução média mensal da conta de energia de R$ 36,92 e média de 13 meses para o retorno do capital investido. Pôde-se concluir pela viabilidade técnica, econômica e ambiental da substituição dos chuveiros elétricos pelos sistemas aquecedores/reservatórios térmicos. Resumo em inglês A technical viability analysis on reduction of the electric power consumption by the substitution of electric showers by the adoption of solar heaters and analysis of monthly savings costs for the municipalities of State of Goiás (Brazil) were performed. Using processing of local weather data, aided by the geographical information applicative SPRING, irradiancy values (MJ m-2 year-1) and the number of annual hours of solar shine on earth surface and on the top of the atm (mais) osphere, were calculated. Based on census data, the average monthly electric power consumption per household (kWh month-1) and the total one per year (kWh year-1), and the reduction on the monthly cost per household were estimated. Analyzed is also the reduction of flow that passes in turbine (m³ s-1) from the main hydroelectric power plant of State of Goiás and on the relationship between the total annual power (kW) and that one generated by same plant (kW) were predicted. At last, economic analysis of the results for the proposed substitution showed an average monthly diminution of about R$ 36.92 (US$ 17.00) on the energy bill, per household and an average term of 13 months for the return of the invested capital. One concluded by the technical, economical and environmental viability for the substitution of electric showers by thermal heaters/reservoirs systems.

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Descargas atmosféricas e interrupções de energia elétrica na área da CHESF: relação com variáveis atmosféricas em anos de El Niño e La Niña/ Breaks in electric power supply due to atmospheric discharges in CHESF management area

Farias, Wendell Rondinelli Gomes; Correia, Magaly de Fátima
2008-09-01

Resumo em português Condições climáticas e ambientais influenciam diretamente no desenvolvimento e intensificação de tempestades seguidas de descargas atmosféricas, e são responsáveis por interrupções no fornecimento de energia elétrica no Nordeste do Brasil. Este estudo tem como objetivo estabelecer relações entre variáveis meteorológicas, que permitam equacionar a influência de condições ambientais na intensificação de atividade convectiva responsável por interrupçõe (mais) s no fornecimento de energia elétrica por descargas atmosféricas em anos de El Niño e La Nina. As análises são restritas à área de atuação da CHESF (Companhia Hidro Elétrica do São Francisco), a qual tem grande parte das Linhas de Transmissão de energia instaladas no semi-árido do Nordeste do Brasil. O método de componentes principais escolhido como principal ferramenta de análise permitiu isolar padrões significativos de umidade, vento e temperatura no domínio analisado. Vórtices ciclônicos em altos níveis (VCAN), foram os principais responsáveis pelo desenvolvimento de sistemas precipitantes intensos e ocorrências de falhas transitórias no sistema de transmissão da CHESF. Resumo em inglês Climatic and environmental conditions directly influence the development and the intensification of storms followed by atmospheric discharges and they are responsible for interruptions in the electric energy supply in the Northeast of Brazil. This study has as objective to establish relations between meteorological variables that allow formulating the influence of environmental conditions to the intensification of convective activity responsible for interruptions of the e (mais) lectric energy supply during years of El Niño and La Nina. The analyses are restricted to the CHESF (Companhia Hidro Elétrica do São Francisco) activity areas having most of its energy Transmission Lines installed in the semi-arid of Northeastern Brazil. The method of principal component analysis chosen as main analysis tool, allowed isolating significant atmospheric patters of moisture, wind and air temperature over the analyzed domain. Upper Tropospheric Cyclonic Vortices (UTCV) had been responsible for the development of intense precipitation systems and occurrences of transient failures in the CHESF transmission system.

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Alocação otimizada de dispositivos de controle e proteção em redes de distribuição/ Optimized allocation of control and protective devices in electric distribution systems

Silva, Luis Gustavo W. da; Pereira, Rodrigo A. F.; Mantovani, José R. Sanches
2010-06-01

Resumo em português A Alocação e/ou realocação otimizada de dispositivos de controle e proteção em redes de distribuição de energia elétrica melhora a qualidade do serviço de fornecimento de energia e os índices de confiabilidade do sistema. Neste trabalho apresenta-se um modelo de programação não linear binário (PNLB) para o problema de alocação e/ou realocação de chaves seccionadoras e dispositivos de proteção em alimentadores radiais aéreos de distribuição. As rest (mais) rições consideradas no modelo refletem limitações técnicas e econômicas, tais como problemas de coordenação de dispositivos de proteção em série, número de equipamentos disponíveis, importância do alimentador sob análise, topologia do circuito, qualidade do fornecimento de energia e limitações físicas do sistema. Para solução desse problema propõe-se um algoritmo de Busca Tabu Reativo (RTS). São apresentados os resultados obtidos através de testes realizados com a implementação computacional da metodologia proposta, utilizando-se um alimentador de distribuição radial real com 134 barras. Resumo em inglês Optimized allocation and/or re-allocation of control and protective devices in distribution networks allows for a better operation and improvement of the reliability indices of the system. Control devices (used to reconfigure the feeders) are allocated in distribution networks to obtain an optimal operation strategy to facilitate power supply restoration in the case of a contingency. Protective devices (used to isolate faults) are allocated in distribution systems to impr (mais) ove the reliability and continuity of the power supply. It significantly reduces the impacts of faults in terms of customers' outages, and the time needed for fault location and system restoration. In this work, a binary non-linear programming model (BNLP) for the sectionalizing switches and protection devices allocation and/or re-allocation problem is presented. Constraints considered for the problem reflect technical and economical limitations, such as in-series protective devices coordination, number of available equipments, importance of the analyzed feeder, circuit topology, quality of power supply and physical limitations of the system. A dedicated Reactive Tabu Search Algorithm (RTS) is proposed for solving this problem. Results and optimized strategies for allocating or re-allocating protection devices and switches considering a real-life network restoration are presented.

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Simulação de composição ferroviária acionada por motores de indução e inversores de tensão

Pires, Cassiano Lobo; Nabeta, Silvio Ikuyo; Cardoso, José Roberto
2005-03-01

Resumo em português O presente trabalho traz o estudo da simulação do desempenho (simulação de marcha) de uma composição ferroviária acionada através de inversores de tensão e motores de indução e alimentada em corrente contínua, um tipo de material rodante recentemente introduzido no Brasil. Tal fato faz com que seja necessário o desenvolvimento de métodos de análise das características deste tipo de material, objetivo maior deste trabalho. A metodologia de análise aqui des (mais) envolvida tem como base a teoria da tração elétrica para o equacionamento da dinâmica do movimento, a teoria do controle do motor de indução e a teoria do funcionamento do próprio motor de indução para a obtenção da corrente captada por esta composição, o principal resultado obtido. A aplicação desta metodologia é dada através da simulação de uma composição em um trecho ferroviário. Uma análise posterior dos resultados estudados traz a possibilidade de uma simplificação do método de obtenção da corrente captada. Tal possibilidade é apresentada e comparada com os dados anteriormente obtidos validando-a. Resumo em inglês This paper presents a study of train performance simulation for inverter-controlled asynchronous drives in DC railways. This type of equipment is new in Brazilian railway and subway systems and the need to model and to simulate became an important issue and the aim of this paper. The development of the model is based on electric railway traction theory for train dynamics, on inverter-fed induction machine control and induction machine theory to calculate the input line cu (mais) rrent from power supply, the most important result. As an example, a modeling and simulation of one train is shown. The analysis of the results shows that the input line current from power supply may be obtained by a simplified model. This hypothesis is studied, the results are compared and the simplified model is then validated.

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Redes neurais artificiais recorrentes aplicadas na correção de sinais distorcidos pela saturação de transformadores de corrente

Segatto, Ê. C.; Coury, D. V.
2006-12-01

Resumo em português Este trabalho apresenta uma técnica alternativa para a correção de ondas distorcidas provenientes da saturação dos transformadores de corrente (TCs) através de ferramentas inteligentes baseadas em Redes Neurais Artificiais (RNAs) recorrentes. Os TCs estão presentes em Sistemas Elétricos de Potência com a finalidade de proteção e medição, sendo altamente susceptíveis à saturação. O programa EMTP-ATP (Electromagnetic Transients Program) foi escolhido como f (mais) erramenta computacional para a simulação de um sistema elétrico utilizado na geração de dados de treinamento e testes para as RNAs. Muitas arquiteturas de redes neurais artificiais foram treinadas e testadas. Resultados promissores relativos ao novo método são apresentados. Resumo em inglês This paper presents an alternative approach to the correction of distorted waveforms caused by the current transformer (CT) saturation. This method uses the Artificial Neural Networks (ANNs) recurrent algorithms. Current transformers are present in the electric power systems for protection and measurements and they are highly susceptible to the saturation phenomenon. The EMTP-ATP software has been chosen as the computational tool to simulate the electrical system in order (mais) to generate data to train and test the ANNs. Many ANN architectures were trained and tested. Encouraging results related to the application of the new method are presented.

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Racionalização energética de uma estação de pressurização de um perímetro irrigado/ Energy management of pumping station in an irrigated perimeter

Oliveira Filho, Delly; Teixeira, Carlos A.; Ribeiro, Marcos C.
2004-04-01

Resumo em português Dentre as formas de se diminuir os custos de energia elétrica dos irrigantes e seus custos de produção, listam-se: (i) a adequação do bombeamento de água; (ii) a adequação de força motriz, e (iii) o gerenciamento do uso da água. O experimento foi realizado no Perímetro Irrigado de Mirorós, localizado no município de Ibipeba, Bahia. O estudo foi feito para a estação de pressurização 1 e analisados dois, de seus quatro conjuntos de motobombas. O processo de (mais) otimização do uso de energia adotado envolveu a adequação da bomba, do motor elétrico e a avaliação do conjunto motobomba. O potencial de economia de energia global, com a adequação do conjunto motobomba 1, foi de cerca de 8,75% e, para o conjunto 2, de 31,6%. Observou-se também que, quanto maior for o índice de carregamento, menor será o valor cobrado da água e, para tal, é necessário gerenciar o número de lotes em que se usa a irrigação simultaneamente. Resumo em inglês In order to decrease the production costs of small farmers - the participants of irrigation district, the possibilities to save electrical energy are: (i) sizing the water pumping systems; (ii) adopt the electric motive power, and (iii) management of the water use. The experiment was conducted in the Miroros Irrigated Perimeter, located in Ibipeba, Bahia, Brazil. The study was done on the pressurization station 1, where two out of four motor pump sets were analyzed. The p (mais) rocess of energy optimization used includes the pump and electric motor dimensioning and the evaluation of the pump-motor set. The global savings potential with the motor pump Set1 was around 8.75% and for the Set 2 was around 31.6%. It was observed as well, that the greater the load index (ratio between the actual load and the rated power) smaller would be the water charges. In order to achieve the desired savings in the water use management, measures are to be implemented to stimulate simultaneous water use by the farmers.

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Método da continuação aplicado na análise de contingência de linhas de transmissão

Matarucco, R. R.; Alves, D.A.; Canossa, J. H.; Silva, L.C.P. da; Castro, C. A.
2006-06-01

Resumo em português Este trabalho apresenta um método para a análise estática de contingências em Sistemas Elétricos de Potência utilizando o Método da Continuação. A margem de carregamento pós-contingência é obtida a partir do ponto de máximo carregamento do caso base. A magnitude de tensão de uma barra qualquer é usada como parâmetro na etapa de parametrização do fluxo de carga continuado. O ramo selecionado para avaliação da contingência é parametrizado por um fator (mais) de escalonamento que possibilita a remoção gradual do ramo e assegura a convergência nos casos em que o método diverge para a retirada total da linha de transmissão. Em geral, para a maioria das contingências analisadas são necessárias poucas iterações para a determinação do ponto de máximo carregamento pós-contingência. Mostra-se que o método pode ser usado como uma técnica alternativa para a averiguação e até mesmo para a obtenção da lista de contingências críticas fornecida pela função de análise de segurança de sistemas elétricos. Resumo em inglês This work presents a new methodology for static contingency analysis of electric power systems by using Continuation Methods. The post-contingency loading margin is obtained from the base case maximum loading point. The voltage magnitude of any bus can be used as a parameter in the parameterization step of the proposed continuation power flow. The branch selected for contingency evaluation is parameterized by a scaling factor which allows its the gradual removal and assur (mais) es the continuation power flow convergence for the cases where the method would diverge for the complete transmission line removal. In general, for most of the analyzed contingencies little iterations are necessary for the determination of the post-contingency maximum loading point. It is shown that the method can be used as an alternative technique to verify and even to obtain the list of critical contingencies supplied by the electric power systems security analysis function.

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Melhora da estabilidade dinâmica de sistemas elétricos de potência multimáquinas usando o dispositivo facts "thyristor-controlled series capacitor - TCSC"

Furini, Marcos Amorielle; Araujo, Percival Bueno de
2008-06-01

Resumo em português O principal objetivo deste trabalho é analisar o desempenho dinâmico de um sistema elétrico de potência multimáquinas com a consideração do dispositivo FACTS TCSC (do inglês, "Thyristor Controlled Series Capacitor"). Para tanto será utilizado o Modelo de Sensibilidade de Potência para o sistema elétrico e será definido um modelo dinâmico para o TCSC. Através de simulações de um sistema teste serão obtidas informações a respeito da estabilidade do sistema elétrico de potência frente a pequenas perturbações. Resumo em inglês The main objective of this work is to analyze the dynamic performance of a multimachine power system with consideration of FACTS device TCSC ("Thyristor-Controlled Series Capacitor"). The Power Sensitivity Model for electric systems will be used and will be defined a dynamic model for the TCSC. Simulation tests were effectuated to obtain information about the stability of the electric power system when subjected to small disturbances.

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Investigação das alterações osteo-metabólicas e cardio-respiratórias ocorridas após o treinamento de marcha sob estimulação elétrica neuromuscular em pacientes tetraplégicos/ Investigation of osteometabolic and cardio-respiratory changes occurring after gait training under neuromuscular electric stimulation in quadriplegic patients

Carvalho, Daniela Cristina Leite de; Cliquet Jr, Alberto
2006-01-01

Resumo em português Este trabalho objetivou avaliar o efeito do treinamento de marcha, com estimulação elétrica neuromuscular (EENM), nos sistemas esquelético e cardio-respiratório de tetraplégicos (C4-C8) completos. Consumo de oxigênio (VO2), produção de dióxido de carbono (VCO2), ventilação minuto (VE), freqüência cardíaca (FC), pressão arterial (PA), gasto energético, análise de marcadores ósseos (osteocalcina, fosfatase alcalina óssea, piridinolina e deoxipiridinolina (mais) ) e densitometria óssea (DEXA) do colo femoral e fêmur total foram realizados no início e após seis meses. Onze pacientes realizaram marcha sobre esteira ergométrica, com EENM e descarga entre 60-70% do peso corporal, durante seis meses, duas vezes semanais, vinte minutos diários. Dez pacientes não realizaram marcha. No grupo de marcha, 81,8% apresentaram aumentos significativos nos marcadores de formação, dos quais 72,7% também apresentaram diminuição da reabsorção óssea. No grupo controle, 20% apresentaram aumento na formação óssea. Os resultados da DEXA foram, em geral, opostos àqueles dos marcadores ósseos. Os testes cardio-respiratórios mostraram um aumento significativo para VO2 l/min (36%), VCO2 (42,97%), VE (30,48%), PAS mmHg (4,8%) e gasto energético kcal/min (37,68%). No grupo controle, apenas o VO2 l/min aumentou significativamente (26,29%). O treinamento de marcha com EENM foi mais eficiente para aumentar a taxa de formação óssea e a capacidade aeróbica dos tetraplégicos. Resumo em inglês This study was aimed to evaluate the effects of gait training with neuromuscular electric stimulation (NMES) on skeletal and cardio-respiratory systems of full quadriplegic patients (C4-C8). Aerobic power (VO2), carbon dioxide production (VCO2), minute ventilation (VE), heart rate (HR), blood pressure (BP), energy consumption, bone markers analysis (osteocalcin, bone alkaline phosphatase, pyridinoline, and deoxypyridinoline) and bone densitometry (DEXA) of the femoral nec (mais) k and total femur were performed at baseline and six months later. Eleven patients walked on ergometric wake, with NMES and discharge of 60 - 70% of body weight, during six months, twice a week, 20 minutes daily. Ten patients did not perform the gait. Within the gait group, 81.8% showed significant increases of formation markers, of which 72.7% also presented with reduced bone resorption. Within the control group, 20% showed increased bone formation. DEXA results were, in general, opposite to those of bone markers. Cardio-respiratory tests showed a significant increase for VO2 l/min (36%), VCO2 (42.97%), VE (30.48%), SBP mmHg (4.8%) and energy consumption kcal/min (37.68%). In the control group, only VO2 l/min showed a significant increase (26.29%). Gait training with NMES was more efficient in increasing bone formation rates and aerobic power in quadriplegic patients.

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Estudo de relaxações dielétricas e dinâmico-mecânicas da borracha natural por meio das técnicas de DMTA E TSC/ Study of dielectric and dynamic mechanical relaxations of the natural rubber through DMTA and TSC spectroscopy

Gomes, D.M.; Kowalski, E. L.; Munaro, M.; Robert, E.R.
2009-01-01

Resumo em português A borracha natural (BN) é amplamente utilizada para aplicações em isolamento elétrico. No setor elétrico, BN é usada principalmente na fabricação de equipamentos de segurança como luvas, mangas e lençóis isolantes e ferramentas aplicadas em serviços com a rede energizada. Este trabalho faz parte de uma pesquisa sobre propriedades elétricas e mecânicas da BN. Foram obtidos resultados por meio das técnicas de corrente termicamente estimulada - TSC (thermally (mais) stimulated current), uma importante técnica de caracterização de armazenamento de carga em BN, análise termodinâmico-mecânica - DMTA (dynamic mechanical thermal analysis). Duas formulações foram estudadas, uma contendo enxofre como agente de vulcanização (cura) e a outra, peróxido de dicumila. A reorientação de dipolos elétricos detectados por TSC para as amostras de borracha natural, novas e envelhecidas de ambas as formulações, estão relacionados aos movimentos de segmentos, grupos laterais, e partes de terminações de cadeias, detectados por DMTA. Além disso, a degradação das amostras de borracha natural mostrou-se divida em dois estágios: no primeiro, a reação de reticulação é predominante e, no segundo, predominam a cisão de cadeias e a reação de oxidação de terminações, ramificações e pontos de cisão. Resumo em inglês Natural Rubber (NR) is widely used in applications where electric insulation is required. In power systems utilities, NR is used mainly to manufacture live line security equipments - rubber insulating gloves, sleeves, matting and electric isolation tools. This work is part of a research about the electric and mechanicals properties of NR. Results from thermally stimulated current - TSC spectroscopy, an important characterization method of charge storage in NR, and dynamic (mais) mechanical thermal analysis - DMTA are presented. Two compositions of NR have been studied, one contain sulfur as vulcanization (cure) agent, and the other with dicumile peroxide. The redirection of electric dipoles detected by TSC for new and aging natural rubber samples, of the two formulations are related to movements of segments, side groups, and parts of terminations of chains, detected by DMTA. Furthermore, the degradation of natural rubber samples proved to be divided into two stages: firstly, the cross-linking reaction is predominant and in the second, the predominant chain scission and oxidation reaction of endings, branches and scission points.

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Estabilizador neural não-linear para sistemas de potência treinado por rede de controladores lineares

Barreiros, José A. L.; Ferreira, André M. D.; Barra Jr., Walter; Tavares-da-Costa Jr., Carlos; Bayma, Rafael Suzuki
2006-06-01

Resumo em português A utilização de Estabilizadores de Sistemas de Potência (ESP), para amortecer oscilações eletromecânicas de pequena magnitude e baixa freqüência, é cada vez mais importante na operação dos modernos sistemas elétricos. Estabilizadores convencionais, com estrutura e parâmetros fixos, têm sido utilizados com essa finalidade há algumas décadas, porém existem regiões de operação do sistema nas quais esses estabilizadores lineares não são tão eficientes, (mais) especialmente quando comparados com estabilizadores projetados através de modernas técnicas de controle. Um ESP Neural, treinado a partir de um conjunto de controladores lineares locais, é utilizado para investigar em quais regiões de operação do sistema elétrico o desempenho do estabilizador a parâmetros fixos é deteriorada. O melhor desempenho do ESP Neural nessas regiões de operação, quando comparado com o ESP convencional, é demonstrado através de simulações digitais não-lineares de um sistema do tipo máquina síncrona conectada a um barramento infinito e de um sistema com quatro geradores. Resumo em inglês Power System Stabilizers (PSS) have been applied as the most common solution to damp small magnitude and low frequency oscillations in modern electric power systems. Conventional Stabilizers, with fixed structure and parameters, have been used with this objective for several decades, but there are some system operation conditions where the performance of these linear stabilizers may deteriorate, especially when compared with that of stabilizers designed using modern contr (mais) ol techniques. A Neural PSS, trained with a set of local linear controllers, is applied to establish the regions where a Conventional PSS shows low performance. Using non-linear digital simulations of a synchronous machine connected to an infinite-bus system and a multi-machine power system the Neural PSS is assessed showing superiority in those regions.

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Eletrodissolução de ligas de latão empregando sistemas de análise em fluxo para a determinação de cobre, zinco e chumbo por ICP-AES/ Electrodissolution of brasses alloys employing flow systems for determination of copper, zinc and lead by ICP-AES

Gervasio, Ana Paula G.; Luca, Gilmara Caseri de; Menegário, Amauri Antonio; Bergamin Filho, Henrique; Reis, Boaventura Freire dos; Souza, Ivan Gonçalves de
1999-09-01

Resumo em inglês An on-line electrodissolution procedure implemented in a flow injection system for determination of copper, zinc and lead in brasses alloys by ICP-AES is described. Sample dissolution procedure was carried out by using a PTFE chamber and a DC power supply with constant current. Solid sample was attached to chamber as anode and a gold tubing coupled in the chamber was used as cathode. An electrolytic solution flowing through the gold tubing closed the electric circuit with (mais) sample, in order to provide condition for electric dissolution when the DC power supply was switched on. The best results were achieved by using a 1.5 mol l-1 nitric acid solution as electrolyte and a 2.5 A current intensity. The procedure presented a good performance characterized by a relative standard deviation better than < 5% (n=5) and a sample throughput of 180 determinations per hour for Cu, Zn and Pb. Results were in agreement with those obtained by conventional acid dissolution (99% confidence level).

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Cálculo do fluxo de harmônicos em sistemas de potência trifásicos utilizando o método de injeção de correntes com solução iterativa

Variz, Abilio Manuel; Carneiro Jr., Sandoval; Pereira, José Luiz R; Barbosa, Pedro G.
2008-06-01

Resumo em português Este trabalho apresenta uma metodologia, baseada nas equações de injeção de correntes (MICT), para o cálculo do fluxo de potência harmônico trifásico em sistemas elétricos equilibrados e desequilibrados (MICTH). A metodologia desenvolvida emprega o método iterativo de Newton-Raphson para obter a solução do sistema de equações não-lineares, onde o sistema matricial é formado por blocos relativos às freqüências harmônicas investigadas. Dessa maneira é p (mais) ossível representar as interações entre as componentes harmônicas de diferentes freqüências. Em paralelo foram desenvolvidos modelos dos principais dispositivos lineares e não-lineares conectados aos sistemas elétricos de potência. O MICTH (Método de Injeção de Correntes Trifásicas Harmônicas) e os modelos de componentes foram implementados em C++, com programação orientada a objetos, e utilizando técnicas de programação esparsa. Os resultados das simulações, no domínio da freqüência, obtidos com o programa MICTH foram validados a partir de comparações com resultados de simulações, no domínio do tempo, obtidos com o programa ATP/EMTP (Alternative Transients Program of Electromagnetic Transients Program). Resumo em inglês This work presents a methodology, based on the current injection equations (MICT), for the calculus of the harmonic power flow in three-phase, balanced and unbalanced, electric power systems (MICTH). The developed methodology uses the Newton-Raphson method to obtain the solution of a set of non-linear equations, where the matrix system is built in a blocked form for each harmonic frequency. This mathematical approach permits to represent the interaction between harmonic c (mais) omponents of different frequencies. It was also developed models for the main linear and non-linear devices connected to the electric power systems. The MICTH (Three-Phase Harmonic Current Injection Method) and the devices models were implemented in C++ using object-oriented and sparse-matrix programming techniques. The simulation results of the MICTH, obtained in the frequency domain, were validated with simulation results of the ATP/EMTP (Alternative Transients Program of Electromagnetic Transients Program), obtained in the time domain.

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Controle Fuzzy aplicado à melhoria da estabilidade dinâmica em sistemas elétricos de potência

Barra Junior, Walter; Barreiros, José Augusto Lima; Costa Júnior, Carlos Tavares da; Ferreira, André Maurício Damasceno
2005-06-01

Resumo em português Este trabalho propõe uma estratégia fuzzy, do tipo Rede de Controladores Locais, aplicável à melhoria da estabilidade dinâmica em sistemas elétricos de potência, visando compensar possíveis perdas de sintonia devido à ocorrência de variações nas condições operacionais da planta. A adaptação dos ganhos do controlador fuzzy é efetuada on-line, interpolando-se os ganhos de um conjunto finito de controladores locais fixos. Ao ocorrer variações nas condiçõ (mais) es operacionais da planta, os ganhos da lei de controle são ajustados automaticamente de modo a manter satisfatório o desempenho do sistema de controle. O desempenho do controle foi avaliado através de estudos de simulação, utilizando-se um modelo dinâmico não-linear, do tipo máquina barra infinita. Os resultados mostram que o emprego da estratégia proposta permite obter melhorias no desempenho dinâmico do sistema. Resumo em inglês This work presents a fuzzy control strategy which can be applied to improve the dynamic stability of electric power systems. The gains of fuzzy controller are smoothly adjusted by using interpolation among the gains of a set of previously designed local controllers, according to the current plant operating condition. In this way, the parameters of the fuzzy controller are automatically adjusted on-line, in order to cope with changes in the power system operating condition (mais) s. The performance of the fuzzy strategy was assessed by simulation studies, using a nonlinear machine infinite bus bar dynamic model. The results show that it is possible to improve the power system dynamic performance under time-variable operating conditions.in english. Please notice that the abstract in english comes first.

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Controle de frequência híbrido em sistemas elétricos com incidência de geração distribuída/ Hybrid control of frequency in power systems with distribuited generation

Portolann, César A.; Campagnolo, Jorge M.
2010-10-01

Resumo em português As mudanças estruturais ocorridas nos mercados de eletricidade, fizeram a economia ser tão importante quanto à segurança em sistemas elétricos. Assim, os investimentos são mais seletivos, geralmente não acompanhando o crescimento da demanda. Como resultado, os sistemas tendem a operar com a sua máxima utilização. Ao mesmo tempo, há um incentivo para o uso da geração distribuída, particularmente a geração eólica, que se por um lado melhora a capacidade de (mais) geração, por outro dificulta o controle da freqüência. Para utilizar a geração eólica, mantendo uma boa qualidade de freqüência, alguns recursos podem ser utilizados, tais como o aumento da reserva operativa, limitação da taxa de penetração da geração eólica, utilização de turbinas com controle do ângulo de pás, interfaces eletrônicas e armazenagem de potência ativa, porém, são soluções geralmente onerosas ou pouco eficientes. Assim, propõe-se a avaliação de uma solução híbrida, onde um alívio de carga modificado ajuda o controle convencional na regulação de freqüência. Este alívio de carga é visto como uma ferramenta operacional, que atua também em regime permanente e não somente como medida de emergência. Isto permite usufruir dos benefícios da geração eólica, contornando as suas implicações na freqüência, e ainda com custo compatível. Resumo em inglês The structural changes that occurred in the market of electricity made the economy have the same importance as the safety in electric systems. Consequently, the investments are more pondered, usually not following the growth of the demand. As a result, the systems tend to operate at their maximum use. At the same time, there is an encouragement regarding the use of wind power, which on the one hand improves the generation capacity but on the other harms the frequency. To (mais) use the wind power, maintaining good frequency quality, some resources could be used, such as an increase in the spinning reserve, the limitation on the penetration level of the wind power, the use of turbines with blade pitch control, electronic interfaces and storage of active power, however they are onerous and partial solutions. Considering these issues, the evaluation of a hybrid solution is proposed, where a modified load shedding helps the conventional control in the frequency regulation. This load shedding is seen as an operational tool, which also operates in a steady state and not only as an emergency measure. This may allow obtaining the advantages of the wind power while its implications in the frequency stay soften, with compatible cost.

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Controlador robusto multiobjetivo para o amortecimento de oscilações eletromecânicas em sistemas elétricos de potência

Oliveira, Ricardo Vasques de; Ramos, Rodrigo Andrade; Bretas, Newton Geraldo
2005-09-01

Resumo em português O presente trabalho propõe a aplicação de técnicas de controle robusto para o desenvolvimento de uma metodologia sistemática de projeto de controladores multiobjetivo para o amortecimento de oscilações eletromecânicas em sistemas elétricos de potência. A técnica de controle adotada considera as incertezas referentes às variações das condições de operação do sistema elétrico de potência. A imposição de um limite superior para a energia da saída do si (mais) stema em malha fechada e o posicionamento regional de pólos são utilizados como objetivos de projeto na metodologia proposta. O limite superior para a energia da saída é proposto como índice de desempenho no projeto de controlador de amortecimento para sistemas de potência. A metodologia de projeto é estruturada de forma a gerar controladores que atendam a vários requisitos práticos do problema de oscilações eletromecânicas em sistemas elétricos de potência. Os resultados obtidos demonstram a eficiência dos controladores projetados pela metodologia proposta. Resumo em inglês The present paper proposes the application of robust control techniques for the development of a systematic design methodology of multiobjective controllers to damp low-frequency electromechanical oscillations in electric power systems. The control technique adopted considers the uncertainties regarding to the variations of the electric power system operating conditions. The imposition of an upper bound for the output energy of the closed loop system and the regional pole (mais) placement are used as design objectives in the proposed methodology. The upper bound for the output energy is proposed as a performance index in the design of damping controllers for power systems. The design methodology is structured to provide controllers that fulfill various practical requirements of the electromechanical oscillations problem in electric power systems. The presented results demonstrate the effectiveness of the designed controllers.

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CONSUMO DE ENERGIA E EFICIÊNCIA DAS ESTAÇÕES DE BOMBEAMENTO DE LAVOURAS DE ARROZ IRRIGADO/ ENERGY CONSUMPTION AND EFFICIENCY Of WATER PUMPING STATIONS TO IRRIGATE RICE CROP FIELDS

Marcolin, Elio; Robaina, Adroaldo Dias
2002-04-01

Resumo em português Este trabalho teve como objetivo avaliar o consumo de energia e a eficiência das estações de bombeamento de lavouras de arroz irrigado, na localidade de Arroio Grande, município de Santa Maria, RS. Das 95 estações de bombeamento visitadas, 21 foram avaliadas quanto ao rendimento e consumo de energia. Os resultados evidenciaram que 67% das bombas operavam com rendimentos abaixo de 75%. Houve uma grande amplitude na relação CV ha-1 entre as fontes de potência, vari (mais) ando de 0,93CV ha-1 (conjuntos motobombas elétricos) a 6,30CV ha-1 (acionados por tratores a diesel). Constatou-se que as potências nominais instaladas estavam de 200% a 4250% acima das necessárias e que há desperdício de energia na irrigação de lavouras de arroz. Verificou-se, também que, adequando-se as estações de bombeamento, é possível economizar 29% da energia elétrica com a redução das perdas de carga e 41%, com a redução das perdas de carga e a substituição das atuais motobombas por outras com rendimentos mínimos de 75%. Resumo em inglês The objective of this work was to evaluate the energy consumption and the efficiency of the water pumping stations to irrigate rice crop fields at Arroio Grande, Santa Maria county, RS, Brazil,. 95 water pumping stations were visited, but only 21 were avaluated considering yield. Results showed that 67% of the water pumping stations were under 75% of it is operational efficiency. The ratio CV ha-1 showed great amplitude between the different power sources. For electrical (mais) power stations the ratio was 0.93CV ha-1 and for water pumping systems moved by tractors the ratio was 6,30CV ha-1. It was noticed that all power stations operated between 200% and 4250% over what would be normally necessary to irrigate the rice cultivated area. It was also observed that, under safe conditions electric energy could be saved up to 29% by re-evaluating head losses and, 41% if included a substitution of the current equipments pumping systems, for others minimum efficiency of 75%.

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Análise de decisão multicritério na localização de usinas termoelétricas utilizando SIG

Zambon, Kátia Lívia; Carneiro, Adriano Alber de França M.; Silva, Antônio Nélson Rodrigues da; Negri, Jean Cesari
2005-08-01

Resumo em português A integração de sistemas de informação geográfica (SIGs) e de métodos de decisão multicritério vêm proporcionando inúmeros benefícios para a resolução de problemas de planejamento e gerenciamento do mundo real. Sob esta ótica, este trabalho se propõe a avaliar as alternativas geradas em ambiente SIG para a localização de usinas termoelétricas (UTEs), aplicando técnicas de análise multicritério no processo de decisão. O modelo desenvolvido contribui p (mais) ara a difícil e complexa tarefa de analisar locais com potencial para a instalação de uma UTE e os diversos critérios envolvidos no problema, sejam eles de ordem econômica e/ou ambiental. A visualização dos resultados, através de mapas no SIG, mostra a aplicabilidade das técnicas de análise multicritério para o planejamento da expansão do setor elétrico. Além disso, os resultados, aplicados em um estudo de caso real, mostram cenários com situações de risco mínimo, médio (trade-off total) e máximo para uma tecnologia selecionada para a instalação da UTE. Resumo em inglês The combination of Geographic Information Systems (GIS) and Multicriteria Decision Analysis (MCDA) methods can bring several benefits for the solution of real-world planning and management problems. Under that view, this work aims to evaluate alternatives for the location of Thermoelectric Power Plants (TPP) produced in a GIS environment using a MCDA technique for supporting the decision-making process. The proposed model is a contribution for the TPP site selection proce (mais) ss, which is a difficult and complex task due to the several economic and environmental criteria it involves. The visualization of the analysis outcome in GIS maps helps to demonstrate the suitability of MCDA techniques for planning the expansion of the electric supply system. In addition, the selection of a specific technology for the installation of the TPP in the real case application is used to show scenarios with different risk levels, which range from minimum to maximum risk conditions, also including the intermediate case of total trade-off.

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Algoritmos genéticos e variantes na solução de problemas de configuração de redes de distribuição

Bento, E. P.; Kagan, N.
2008-09-01

Resumo em português Este artigo apresenta uma metodologia para resolução de problemas de configuração de redes de distribuição, com aplicação à minimização de perdas elétricas. O método utiliza um Algoritmo Genético (AG) básico e algumas de suas variantes para seus operadores genéticos: Seleção, Cruzamento e Mutação. O emprego do AG possibilita a análise de redes reais, sem necessidade de simplificações ou aproximações, o que permite a obtenção de soluções otimiz (mais) adas em tempos de execução compatíveis para aplicações em atividades de planejamento da expansão e da operação. As variantes do AG permitem melhorar a robustez dos resultados e reduzir os tempos de execução, compatíveis com a aplicação em redes de distribuição. A metodologia proposta é aplicada, inicialmente, a uma rede de distribuição hipotética, onde é conhecida a configuração de perdas mínimas. Diversas alternativas de parametrizações do AG são efetuadas, o que permite a comparação do desempenho de cada alternativa. As melhores alternativas são aplicadas na resolução de uma rede real, mostrando o grande potencial do modelo. Resumo em inglês This paper presents a methodology to evaluate the optimal configuration of radial electric power distribution systems. Network loss minimization is set as the main objective to demonstrate the potential in solving real problems. The proposed framework is based on genetic algorithms (GA), which makes possible the analysis of real sized networks. This allows for attaining optimized solutions in an affordable computation time, especially for expansion and operation planning (mais) applications. The method requires neither simplifications nor approximations to the original problem formulation, thus improving the quality of the obtained results. Basic (or canonical) GA and some variants are presented, highlighting main functional characteristics of each alternative and respective parameterization. The proposed methodology is first applied to a hypothetical network, in which the minimum losses configuration is known in advance. Several simulations make possible comparing the performance of each GA parameter. Finally, the best parameter settings are applied to a real sized network, illustrating the promising potential of this methodology.

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