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Análise da utilização do método AHP no processo de avaliação e priorização de riscos ocupacionais em um laboratório de ensino e pesquisa de uma instituição federal de ensino superior
Get PDFThe activities carried out in laboratories of Federal Institutions of Higher Education (IFES)
cover several areas of knowledge, being essential for the development of scientific research,
teaching activities and university extension. However, the laboratory environment exposes
individuals to various occupational risks that are inherent in carrying out activities. In view of
this, risk management at IFES becomes fundamental in these environments, as it reduces the
risk of accidents, promotes the health and satisfaction of workers, in addition to improving
operational results and the institution's image. This research presented an analysis and
proposal for the use of the Analytic Hierarchy Process (AHP) technique in the risk assessment
process of risk management, based on the ISO 31000:2018 Standard, which applied methods
of identification, analysis, evaluation and control of occupational risks in an academic
laboratory of an IFES in southern Brazil, in order to assist the specialists in occupational
health and safety of that institution in prioritizing risks, making the actions of elaboration and
implementation of prevention programs in occupational safety and health more assertive . For
this, the Preliminary Risk Analysis method was used to identify the risks, the Risk Index
method for the analysis of the severity and probability of these risks and in the evaluation
stage, to prioritize the environmental risks and assist in the specialists' decision making, the
final development of the research indicated the order of importance of environmental risks
through the AHP. The results indicated that the environmental risks of the laboratory with the
highest priority and importance for the implementation of control measures analyzed by the
specialists were the Accident Risks (39.28%) and the Chemical (34.08%), followed by the
Physical Risk (14 .46%) and Ergonomic (12.17%).As atividades realizadas em laboratórios de Instituições Federais de Ensino Superior (IFES)
abrangem diversas áreas de conhecimento, sendo essenciais para o desenvolvimento de
pesquisas científicas, atividades de ensino e extensão universitária. Porém, o ambiente
laboratorial expõe os indivíduos a diversos riscos ocupacionais que são inerentes da execução
das atividades. Diante disso a gestão de risco nas IFES se torna fundamental nestes ambientes
pois reduz riscos de acidentes, promove a saúde e a satisfação dos trabalhadores, além de
melhorar os resultados operacionais e a imagem da Instituição. Esta pesquisa apresentou uma
análise e proposta de utilização da técnica Analytic Hierarchy Process (AHP) no processo de
avaliação de riscos de gestão de riscos, baseada na Norma ISO 31000:2018, que aplicou
métodos de identificação, análise, avaliação e controle dos riscos ocupacionais em um
laboratório acadêmico de uma IFES do Sul do Brasil, de modo a auxiliar os especialistas em
saúde e segurança do trabalho dessa instituição na priorização dos riscos, tornando as ações de
elaboração e implementação de programas de prevenção em segurança e saúde do trabalho
mais assertivas. Para isso, foi utilizado método de Análise Preliminar de Riscos na
indentificação dos riscos, o método Índice de risco para a análise da gravidade e probabilidade
destes riscos e na etapa de avaliação, para priorizar os riscos ambientais e auxiliar na tomada
de decisão dos especialistas, o desenvolvimento final da pesquisa indicou a ordem de
importância dos riscos ambientais através do AHP. Os resultados sinalizaram que os riscos
ambientais do laboratório com maior prioridade e importância para implementação de
medidas de controle analisados pelos especialistas foram os Riscos de Acidente (39,28%) e o
Químico (34,08%), seguidos pelo Risco Físico (14,46%) e Ergonômico (12,17%)
Distribuição ótima entre potências de compra e auto geração no paralelismo consumidor-concessionária
Get PDFNão constaNão const
Consideração dos efeitos de potência reativa na análise de perdas elétricas em sistemas de potência
Get PDFThis work discusses the problem of active power loss reduction in power systems by
means of reactive power redispatch. The circulation of reactive power in the network
causes active power loss in the system. Then, a reduction in active power loss can be
achieved with a proper adjustment of reactive sources in the system.
When it comes to generators reactive power redispatch, the physical location
of these generators in the system must be taken into account, because of the local
nature of the reactive power. So, depending on system configuration, the
minimization of the active power loss cannot be achieved by means of the generators
redispatch. This can also occur through incorrect choice of generators to participate
in the redispatching.
Therefore, this work proposes a simple method based on sensitivity analysis
to determine the generator most likely to participate in the reactive power redispatch,
aiming at reducing active power loss in the system or in an area of interest. The use
of the tangent vector is also presented for this purpose.
The problem of generators reactive power redispatch is solved by
incorporating a constraint in a modified Jacobian power flow, whose solution is
obtained by using the Newton-Raphson method. The considered constraint is the
active power loss in the area of interest. . In this work, the area of interest is the
critical area, since the system security is closely related to active power loss at
system’s critical area.
Since the loss reduction problem in power systems is usually approached
through optimization techniques, a comparison between the solution of
redispatching method and the solution obtained by means an Optimal Power Flow
program is also performed. One advantage of the methodology presented in relation
to the Optimal Power Flow is the ease of implementation in any program of power
flow.
A computer program for power flow that implements the methodology for
identifying and redispatching generators was developed in Matlab®. The results are
presented through two systems: an academic system and a real Brazilian system.Esta dissertação discute o problema de redução de perda de potência ativa em
sistemas de potência através do redespacho de potência reativa em geradores. A
circulação de potência reativa na rede causa perda ativa no sistema. Então uma
redução na perda ativa pode ser alcançada com um adequado ajuste das fontes de
potência reativa do sistema.
O problema de redespacho de potência reativa em geradores deve levar em
consideração a posição física destes geradores no sistema, já que a potência reativa
tem característica local. Então dependendo da configuração do sistema, a
minimização da perda ativa pode não ser alcançada através do redespacho de
geradores. Isto também pode ocorrer pela escolha incorreta dos geradores para
participarem do redespacho.
Diante disso, é proposto um método simples baseado em análise de
sensibilidade para a determinação dos geradores mais indicados a participar do
repespacho de potência reativa, visando à redução de perda ativa no sistema ou em
uma área de interesse. O emprego do vetor tangente também é apresentado para este
propósito.
O problema do redespacho de potência reativa nos geradores é resolvido
através da incorporação de uma restrição em uma matriz Jacobiana modificada do
Fluxo de Potência, cuja solução é obtida pelo método de Newton-Raphson. A
restrição considerada é a perda ativa em uma área de interesse. Neste trabalho, a área
de interesse é a área crítica, pois a segurança do sistema está fortemente ligada à
perda de potência ativa nesta área.
Uma vez que o problema de redução de perdas em sistemas de potência é,
geralmente, abordado através de técnicas de otimização, uma comparação da
solução do método de redespacho apresentado e a solução de um programa de Fluxo
de Potência Ótimo também é realizada. Uma vantagem da metodologia apresentada,
com relação ao Fluxo de Potência Ótimo é a facilidade de implementação em
qualquer programa de fluxo de potência.
vii
Um programa computacional de Fluxo de Potência que considera a
metodologia de identificação e redespacho de geradores foi desenvolvido em
Matlab®. Os resultados são apresentados através de dois sistemas: um sistema teste
e um sistema real brasileiro
Planejamentos fatoriais fracionados para análise de sensibilidade de modelos de simulação de eventos discretos
Get PDFThe manufacturing system modeling through simulation is used since the early 60’s
and became one of the most popular and powerful tools for analyzing complex manufacturing
systems. Through system modeling is possible perform its optimization. However, the
integration between optimization and simulation did not happen fast. In fact, until the end of
last millennium, optimization and simulation were kept well separated but this situation has
changed and, nowadays, optimization software is a component of almost every simulation
package.
Optimization via simulation demands a considerable computational effort since to
locate the optimum solution it is necessary to verify several parameter value settings. One
way to accelerate the optimization is reducing the search space by selecting the variables
which comprises it, once not all variables have the same importance with respect of their
effect over the model output.
This research has studied the use of fractional factorial design statistic techniques to
identify the more important variables from two discrete-event simulation models aiming to
reduce the optimization’s space search in order to accelerate that phase. This is an applied
quantitative experimental research, with explanatory objective. The tool to perform the
experiments is the discrete-event simulation.
The research methodology was to optimize each model by two distinct procedures.
The first procedure performs a variable sensitivity analysis of the model using fractional
factorial designs. After identifying the more important variables, the model’s optimization is
performed using this reduced search space. The second procedure performs a straightforward
model’s optimization. No study was done in this approach to determine if all model’s
variables impact the same effect to the output. Finally, for each model, the amount of runs of
each procedure was compared.
The result of the first application appointed a 59% reduction for the amount of runs
between the planned optimization and the straightforward one. The second application did not
present such reduction. The main reason for this bad result in the last application is the way
the system was modeled, showing the importance of planning the system’s model correctly.A modelagem de sistemas de manufatura através da simulação é utilizada desde
primórdios da década de 1960 e tornou-se uma das mais populares e poderosas ferramentas
empregadas para analisar complexos sistemas de manufatura. Através da modelagem dos
sistemas é possível realizar sua otimização. Entretanto, a integração entre otimização e
simulação não ocorreu rapidamente, na prática, até o fim do último milênio otimização e
simulação estiveram bem separadas, mas esse quadro tem mudado e, atualmente, programas
de otimização são parte integrantes na maioria dos pacotes de simulação.
A otimização via simulação exige um considerável esforço computacional, pois para
se localizar a solução ótima é necessário verificar diversas configurações de valores dos
parâmetros. Uma forma de acelerar a otimização é reduzir o seu espaço de busca limitando o
número de variáveis que o comporão, uma vez que nem todas as variáveis são igualmente
importantes com respeito ao seu efeito sobre a resposta do modelo.
A presente pesquisa estudou o emprego das técnicas estatísticas de planejamento
fatorial fracionado na identificação das variáveis mais importantes de dois modelos de
simulação de eventos discretos objetivando a redução do espaço de busca da otimização de
modo a acelerar esta fase. Esta pesquisa classifica-se como experimental quantitativa de
natureza aplicada com objetivo explicativo. A ferramenta utilizada para a realização dos
experimentos é a simulação de eventos discretos.
O procedimento experimental seguido foi otimizar cada modelo de duas formas
distintas. Na primeira forma, inicialmente, realizou-se a análise de sensibilidade das variáveis
do modelo utilizando planejamentos fatoriais fracionados. Após a identificação das variáveis
mais significativas, realizou-se a otimização do modelo utilizando esse espaço de busca
reduzido. A segunda forma consistia na otimização pura e simples do modelo. Nenhum estudo
foi feito nesta abordagem para determinar se todas as variáveis do modelo têm o mesmo efeito
no resultado final. Por fim, comparou-se o número de execuções de cada uma das formas.
O resultado da primeira aplicação indicou uma redução de 59% no número de
execuções entre a otimização planejada e a otimização não planejada. Para a segunda
aplicação, não houve vantagem no planejamento preliminar da otimização. A principal razão
para o resultado desfavorável desta última aplicação deveu-se a sua forma de modelagem
mostrando a importância da construção do modelo
A aplicação de uma sequência didática de modo a otimizar a aprendizagem do conteúdo de fusão nuclear utilizando como tema gerador a evolução estelar.
Get PDFO objetivo deste trabalho é verificar os resultados da aplicação de uma Sequência Didática (SD) para o ensino do conteúdo de fusão nuclear a partir da utilização do tema gerador evolução estelar. Este trabalho foi desenvolvido na disciplina AST 001: Conceitos de Astronomia do curso de Licenciatura em Física de uma universidade federal, durante o mês de julho de 2022, num total de 16 aulas, cada uma de 50 minutos. Como instrumento de coleta de dados foram utilizados questionários, gravações das aulas em áudio, diário de bordo e atividades avaliativas elaboradas no decorrer do desenvolvimento da sequência didática. Todas as atividades desenvolvidas foram estruturadas a partir dos Três Momentos pedagógicos de Delizoicv: problematização inicial, organização do conhecimento e aplicação do conhecimento. Foram aplicados dois questionários, o primeiro (pré-SD) no início e o outro no fim (pós-SD) da aplicação do trabalho, e cinco atividades avaliativas. Os dados do questionário pré-SD serviram para identificar o “perfil” do aluno ingressante no curso de Licenciatura em Física, assim como verificar quais conhecimentos em relação temática foram estudadas por eles no ensino médio. O segundo questionário foi utilizado para verificar se a proposta de ensinar fusão nuclear a partir da evolução estelar foi bem-sucedida, isso é, para verificar a aprendizagem dos alunos em relação aos conteúdos abordados durante a aplicação da SD. As atividades avaliativas versaram sobre o tema evolução estelar e sua relação com o contudo fusão nuclear. Apesar de apenas 7 alunos terem participado de todas as atividades desenvolvidas na SD, foi possível perceber que os estudantes se envolveram nas aulas e que os resultados encontrados mostraram que o trabalho foi bem-sucedido e que as respostas fornecidas pelos estudantes nas questões do questionário pós-SD foram bem mais elaboradas do que as fornecidas para as questões do questionário da pré-SD
Um sistema de software para execução de estudos de coordenação e seletividade em sistemas de distribuição
Get PDFThis work presents the development and application of a software system for
coordination and selectivity protection studies in overhead distribution power systems.
It is emphasized that this software was developed as part of a R&D project under the
financial support of a utility company, CEMAR – Companhia Energética do Maranhão.
The motivation for this work comes from utility companies needs and lacking of
facilities in other current software such as, for example:
• considering overheating in line-fuses due to recloser operations;
• considering the speeding up and breaking of electromechanical protection relays
due to recloser operations;
• checking for the attendance of the preset protection coordination and selectivity
criteria;
• checking for the attendance of the protective devices specifications and settings
criteria;
• the creation of a matrix with the operation time of the sensitized protective
device.
The software system developed allows the realization of protection studies in actual
power systems as well as in new power systems still in the project phase. Therefore, it
permits the automation and standardization in power protection adjustments, thus
reducing engineering studies time and also improving the power system reliability
indices in the energy supply.
Finally, case studies were carried through to evaluate and validate this software and also
to show its applicability for utility companies.Esta dissertação apresenta o desenvolvimento e aplicação de um sistema de software
destinado à execução de estudos de coordenação e seletividade da proteção em sistemas
aéreos de distribuição de energia elétrica. Vale destacar que este software foi
desenvolvido no âmbito de um projeto de P&D financiado pela Companhia Energética
do Maranhão – CEMAR.
A proposta de desenvolvimento de um software para tal finalidade vem de encontro à
necessidade premente de algumas empresas suprir certas lacunas identificadas nos
softwares estudados, destacando-se:
• a consideração do sobreaquecimento dos elos-fusíveis quando da operação de
religadores;
• a consideração do avanço e do recuo dos relés de proteção eletromecânicos
quando da operação de religadores;
• a verificação se os critérios de coordenação e seletividade pré-estabelecidos
foram atendidos;
• a verificação se os critérios de especificação e ajuste dos dispositivos de
proteção foram atendidos;
• a geração de uma matriz contendo os tempos de atuação dos dispositivos de
proteção sensibilizados.
O sistema de software desenvolvido permite que estudos de proteção sejam realizados
tanto em sistemas elétricos em operação como em sistemas que ainda se encontram em
fase de projeto. Dessa forma, permite automatismo e padronização no estabelecimento
de ajustes do sistema de proteção, reduzindo drasticamente as horas de engenharia
dedicadas à elaboração dos estudos e propiciando, para os sistemas em operação, uma
melhoria nos indicadores de continuidade de fornecimento de energia elétrica.
Finalmente, estudos de casos foram realizados com o objetivo de avaliar e validar o
sistema de software desenvolvido e também demonstrar sua aplicabilidade em
concessionárias de energia elétrica
Conversor buck-boost bidirecional híbrido a capacitor chaveado ressonante para processamento diferencial de potência em sistemas fotovoltaicos
Get PDFIn most practical applications, photovoltaic (PV) modules should be connected in
series to reach a desired voltage level for a specific application. An important problem
that frequently affects this type of connection is mismatch among the modules. It can be
caused by several factors that can be classified into permanent or temporary. To mitigate
this problem, bypass diodes are the most widely used technique owing to its simple
implementation. However, this technique is only appropriate for temporary mismatch. In
permanent mismatch, more sophisticated mitigation techniques are required. In this
context, the concept of differential power processing (DPP) has emerged as a prominent
solution for permanent mismatch owing to its low cost, simple implementation, and high
performance. For this purpose, DC-DC converters, named DPP converter, are connected
between the adjacent PV modules. The way these DPP converters are connected along
the PV series originates four main architectures: PV-PV, PV-Bus, hybrid, and ladder. In
this way, the aim of this study is to develop and implement a novel topology named BBBReSC.
It consists of a hybrid architecture that incorporates elements from both BBB and
SC converters. Notably, it tackles key challenges that impact the PV-to-PV and PV-tovi
Bus architectures. Specifically, it addresses issues like the diverted current accumulation
in the PV-to-PV architecture and high voltage stresses associated with the PV-to-Bus
architecture. Another important issue is that the hard-switching operation of
semiconductors in SC converters may lead to high switching losses and poor efficiency.
In turn, the introduced solution referred to as ReSC converter provides operation under
soft-switching conditions while mitigating such undesirable losses. To demonstrate the
effectiveness of the BBB-ReSC topology, tests using PV strings composed of four, six, and,
eight FV modules were conducted. These tests were performed through simulations in
MATLAB/Simulink® environment, as well as with the use of an experimental prototype.
The experimental results have shown an improvement in harvested energy of up to 50%
for the PV string consisting of four modules and 33% for the PV string with six modules.Na maioria das aplicações práticas, os módulos fotovoltaicos (FV) devem ser
conectados em série para alcançar determinado nível tensão desejado para uma dada
aplicação. Um problema que frequentemente acomete esse tipo de conexão é o
descasamento entre os módulos. Este pode ser causado por vários fatores, que podem ser
classificados como permanentes ou temporários. Para mitigar esse problema, os diodos
de desvio são a técnica mais amplamente utilizada devido à sua fácil implementação. No
entanto, essa técnica é adequada apenas para descasamentos temporários. Para
descasamentos permanentes, técnicas mais sofisticadas de mitigação são necessárias.
Nesse contexto, o conceito de processamento diferencial da potência (DPP) tem surgido
como uma boa solução para lidar com esse tipo de problema. Isso é decorrente do seu
baixo custo, facilidade de implementação e alto desempenho. Para isso, conversores CCCC,
denominado conversores DPP, são conectados entre os módulos PV adjacentes. A
forma como esses conversores DPP são conectados ao longo da série de PV origina quatro
arquiteturas principais: FV-FV, FV-Bus, híbrida e em progressão. Dessa forma, o
iv
objetivo deste estudo é desenvolver e implementar uma nova topologia denominado
BBB-ReSC. A mesma consiste em uma arquitetura híbrida que incorpora elementos tanto
dos conversores buck-boost bidirecional quanto do conversor a capacitor chaveado.
Notavelmente, a topologia proposta atenua problemas importantes que afetam tanto a
arquiteturas PV-PV quanto a PV-Bus. Especificamente, há uma atenuação do problema
do acúmulo de corrente desviada presente nas arquiteturas PV-PV e uma atenuação dos
elevados esforções de tensão inerentes das arquiteturas PV-Bus. Outra questão importante
é que a operação com comutação dissipativa nos semicondutores dos conversores SC
pode levar a altas perdas de comutação e baixa eficiência. Por sua vez, a solução
introduzida, consiste na substituição do conversor a capacitor chaveado pela sua versão
ressonante. Assim, tem-se uma operação com comutação suave, mitigando essas perdas
indesejadas. Para demonstrar a eficácia da topologia BBB-ReSC, foram realizados testes
utilizando séries FV compostas por quatro, seis e oito módulos FV. Esses testes foram
realizados por meio de simulações em ambiente MATLAB/Simulink®, bem como com
o uso de um protótipo experimental. Os resultados experimentais mostraram uma
recuperação energética de até 50% para as séries FV compostas por quatro módulos e de
33% para as séries FV compostas por seis módulos
Monitoramento remoto e diagnósticos aplicados a processos industriais, dentro do conceito da indústria 4.0
Get PDFIn light of the industry 4.0, remote monitoring and diagnosis applied to industrial processes is critical. In industrial plants where technologies are lagging, this process can be performed using protocols and tools such as MQTT, Modbus and Node-RED. This essay addresses concepts of industry 4.0 applied on remote monitoring and diagnosis, with the aim of create an interface that allows the communication with all field devices which operate with Modbus RTU protocols and the user, remotely. The proposed work aims to create an interface that allows the remote access to field devices in industrial plants already installed and without the available technology. In the context of Industry 4.0, remote monitoring and diagnostics applied to these processes are critical to continuous improvement, decision making, cost reduction, optimization of maintenance, quality improvement and other factors related to efficiency and safety of the production process. To solve the problems related to the lack of technology focused on Industry 4.0, studies were carried out to develop an interface capable of making the connection between outdated field devices, which operate on protocols such as Modbus RTU, and remote access. It was made a study of the main protocol used on the shop floor, which do not have direct access to technologies for remote communication. From these data were researched technologies and devices capable of communicating with this protocol, perform the exchange of data and enable their access remotely. Thus was studied a tool capable of communicating with this interface, based on the TCP/IP standard, to make access and remote control from a computer, from anywhere, connected to the internet network. Thus, a solution was developed that performs the exchange of data between a field device and an online platform through the MQTT protocol, which operates on the TCP/IP architecture. The results show the possibility of adequacy of existing processes for the concept of Industry 4.0. This system allows monitoring the efficiency and performance of operations, which allows it to reduce the response time to unexpected events and failures in the process. This study contributes to the advancement of knowledge in applications related to the adequacy of industrial plants within the concept of Industry 4.0, providing a practical and validated solution for the execution of the mentioned activities, which allows its use in future research in implementations related to updating industrial processes.No contexto da Indústria 4.0, o monitoramento remoto e diagnósticos aplicados a processos industriais é fundamental. Em plantas industriais em que as tecnologias são defasadas, esse processo pode ser realizado com a utilização de protocolos e ferramentas, tais como o MQTT, Modbus e Node-RED. Este trabalho aborda conceitos da Indústria 4.0 aplicados ao monitoramento remoto e diagnósticos, com o objetivo de criar uma interface que permita a comunicação com dispositivos de campo, que operem em protocolos como Modbus RTU, e seu usuário de forma remota. O trabalho proposto tem como objetivo criar uma interface que permita o acesso remoto aos dispositivos de campo em plantas industriais já instaladas e sem a tecnologia disponível. No contexto da Indústria 4.0, o monitoramento remoto e diagnósticos aplicados a esses processos são fundamentais para melhorias contínuas, tomadas de decisão, redução de custos, otimização da manutenção, melhoria da qualidade e outros fatores referentes a eficiência e segurança do processo produtivo. Para solucionar os problemas referentes a falta de tecnologia voltada para Indústria 4.0, foram realizados estudos para o desenvolvimento de uma interface capaz de realizar a conexão entre os dispositivos de campo desatualizados, que operem em protocolos como o Modbus RTU, e o acesso remoto. Foi feito um estudo do principal protocolo utilizado no chão de fábrica, que não possuí acesso direto as tecnologias para comunicação remota. A partir desses dados foram pesquisadas tecnologias e dispositivos capazes de comunicar com esse protocolo, realizar a troca de dados e possibilitar seu acesso de forma remota. Assim foi estudada uma ferramenta capaz de comunicar com essa interface, baseada no padrão TCP/IP, para fazer o acesso e controle remoto a partir de um computador, de qualquer lugar, conectado à rede de internet. Sendo assim, foi desenvolvida uma solução que realiza a troca de dados entre um dispositivo de campo e uma plataforma online através do protocolo MQTT, que opera sobre a arquitetura TCP/IP. Os resultados obtidos demonstram a possibilidade de adequação dos processos já existentes para o conceito da Indústria 4.0. Esse sistema permite o acompanhamento da eficiência e desempenho das operações, o que permite reduzir o tempo de resposta a eventos e falhas inesperadas no processo. Este estudo contribuí para o avanço do conhecimento nas aplicações relacionadas a adequação das plantas industriais dentro do conceito da Indústria 4.0, fornecendo uma solução prática e validada para execução das atividades mencionadas, o que permite sua utilização em futuras pesquisas em implementações relacionadas a atualização de processos industriais
Localização de faltas em linhas de transmissão de extra-alta tensão: teoria e aplicação de algoritmos com base em fasores
Get PDFFault location algorithms present different formulations, data requirements, and parameters
that make them applicable or not to a specific scenario. Understanding these requirements
and the characteristic errors in different scenarios is essential to enable the selection of the
most appropriate approach. This work presents several fault location algorithms based
on phasors from one and two terminals and analyzes their performance in cases of actual
faults and simulated faults in Extra High Voltage Transmission Lines.
The presented algorithms were implemented in a software in the MATLAB® environment
for analysis of faults simulated by ATPDraw™ and for the analysis of actual faults
using files generated by Protection Relays and Digital Fault Recorders. The algorithm
performance results were compiled into graphs for analysis. The performances were
evaluated for different faults types and different sources of error.
The one-end fault-location algorithms used in this study have features to reduce the error
caused by fault resistance combined with load current and system non-homogeneity. The
two-end fault-location algorithms solve this problem and have features to reduce error
due to synchronization failure. However, algorithms that use the symmetrical components
approach can present considerable errors in the case of non-transposed transmission lines
or lines with long non-transposed sections. For these cases, matrix-based approaches were
used.
The theoretical presentation of the algorithms and the results of the simulations make it
possible to indicate the most viable solution based on parameter requirements, available
input data, and the effects of different error sources present in each case, improving
fault location estimates. Tables presenting the effects of the error sources and input
data requirements have been developed to support this choice. A more accurate fault
location estimate reduces the time and cost for transmission line inspection, reducing
system restoration time, contributing to the safety of people, the environment, and
the transmission system, as well as reducing potential financial penalties for equipment
unavailability or compensations fines.Os algoritmos de localização de faltas apresentam diferentes formulações, requisitos de
dados e parâmetros, que os tornam aplicáveis, ou não, à um cenário específico. A compreensão
desses requisitos e dos erros característicos em diversos cenários distintos é
essencial para permitir a seleção da abordagem mais apropriada. Este trabalho apresenta
diversos algoritmos de localização de falta com base em fasores, de um e de dois terminais,
analisando os seus desempenhos em casos de faltas reais e faltas simuladas em Linhas de
Transmissão de Extra-Alta Tensão.
Os algoritmos apresentados foram implementados em um software em ambiente MATLAB
®, para análise das faltas simuladas pelo ATPDraw™ e para a análise das faltas
reais a partir dos arquivos gerados pelos Relés de Proteção e Registradores Digitais de
Perturbação. Os resultados dos desempenhos dos algoritmos foram compilados em gráficos
para análise. Foram avaliados os desempenhos para diferentes tipos de faltas, considerando
diversas fontes de erro.
Os algoritmos de um terminal utilizados apresentam recursos para reduzir o erro provocado
pela resistência de falta, combinada com a corrente de carga e a não homogeneidade do
sistema. Os algoritmos de dois terminais solucionam esse problema e apresentam recursos
para reduzir o erro por falha de sincronismo. Entretanto, os algoritmos que utilizam a
abordagem de componentes simétricos podem apresentar erros consideráveis nos casos de
Linhas de Transmissão não transpostas ou com segmentos longos sem transposição. Para
esses casos, foram utilizadas abordagens matriciais.
A apresentação teórica dos algoritmos e os resultados das simulações possibilitam indicar
a solução mais viável com base nos requisitos de parâmetros, nos dados de entrada
disponíveis e nos efeitos das diferentes fontes de erros presentes em cada caso, aprimorando
as estimativas de localização de faltas. Quadros apresentando os efeitos das fontes de erros
e os requisitos de dados e parâmetros foram elaborados para subsidiar essa escolha. Uma
estimativa de localização de falta mais precisa reduz o tempo e o custo para inspeção da
Linha de Transmissão, reduzindo o tempo de restauração do sistema, contribuindo para
segurança das pessoas, do meio ambiente e do sistema de transmissão. Além de evitar
possíveis penalidades financeiras por indisponibilidade dos equipamentos ou indenizações.
Palavras-chave: Faltas, Linhas de Transmissão, Extra-Alta Tensão, sistema elétrico de
potência, estimação de fasores, algoritmos de localização de faltas, linhas não transpostas,
modelo de parâmetros distribuídos, resistência de falta, resistividade do solo e componente
DC de decaimento exponencial
Modelagem da qualidade do ar: revisão de modelos e proposta para a consideração do efeito da movimentação de fontes móveis
Get PDFThe main purpose of this research was to achieve an analytical mathematical model to simulate
the atmospheric pollution caused by a non-stationary pollution point source moving at constant
speed. The pollutant considered is passive and conservative.
The effort to find such a solution was partly due to the fact that a literature review was not able
to find a mathematical model presenting this capability.
The derivation of this model is presented step by step, beginning with the derivation of the
advective-diffusion equation, or the mass transport equation, for the particular case of constant
velocity and homogeneous and anisotropic turbulent diffusion.
Then, a general solution for this equation was achieved, considering a generic source/sink
term. This was obtained with the use of the Complex Fourier Transform, as presented in detail
here.
This general solution was then compared by applying it to cases found in the literature, as the
emission from stationary point sources in steady and unsteady flow and the so called gaussian
plume model. Those solutions were recovered from the general solution obtained here.
By considering the appropriate source sink/term for the situation of a point source moving at
constant speed, the corresponding solution was finally obtained. Then, some properties of this
solution were presented.O principal objetivo desta pesquisa foi a obtenção de um modelo matemático analítico de
simulação da poluição atmosférica gerada por uma fonte pontual móvel de velocidade
constante. O poluente emitido considerado é passivo e conservativo.
A idéia de se obter tal solução surgiu, em parte, pelo fato de não ter sido encontrado na
literatura um modelo matemático apresentando esta capacitação.
A obtenção deste modelo foi efetuada passo a passo, iniciando-se pela obtenção da equação de
difusão advectiva, ou equação de transporte de massa, para o caso particular de velocidade
constante e difusão turbulenta homogênea e anisotrópica.
Em seguida foi obtida uma solução geral da equação de transporte para o caso de um termo
fonte/sumidouro genérico. Esta solução foi obtida empregando-se o método da Transformada
Complexa de Fourier, conforme detalhadamente apresentado no presente texto.
A solução geral obtida foi confrontada com vários casos encontrados na literatura, como, por
exemplo, aqueles relacionados a emissão de poluentes por fontes pontuais estacionárias em
regime permanente ou transiente e o denominado modelo da pluma gaussiana. As soluções
encontradas neste trabalho coincidem com as soluções anteriormente publicadas.
A solução para o caso de fonte pontual móvel, com velocidade constante, foi posteriormente
obtida pela aplicação da solução geral, considerando de forma adequada o termo
fonte/sumidouro para esta situação. Algumas propriedades desta solução foram apresentadas