112 research outputs found
Yona Harvey, 35th Annual ODU Literary Festival
No full textYona Harvey is a poet and writer living in Pittsburgh, Pennsylvania. When drafting new work, she often samples non-poetry texts like music reviews, fashion magazines, grammar primers, and cookbooks. She is the author of the forthcoming poetry collection, Hemming the Water (2013), and directs the undergraduate Creative Writing Program at Carnegie Mellon University
Métodos numéricos : um modelo prático de ensino e acompanhamento das aulas teóricas
No full textOs cursos de ciências exatas são compostos, em sua maioria, por disciplinas de ba-se matemática. Muitas dessas disciplinas requerem horas de estudos até que seu conteúdo seja fixado. Na metodologia tradicional de ensino o professor apresenta o conteúdo no quadro, em alguns casos com o auxílio de slides, e o aluno efetua suas anotações e depois resolve exercícios de fixação em livros ou através de listas for-necidas pelo professor. Com a proliferação de recursos tecnológicos, outras mídias, diferentes daquelas utilizadas originalmente, passaram a ser empregadas como re-cursos alternativos ou complementares ao conteúdo ministrado em sala de aula. Es-te trabalho apresenta uma solução que foi construída com o intuito de utilizar recur-sos da web para criar aplicativos que poderão ser utilizados para complementar os estudos na disciplina Introdução aos Métodos Numéricos, IMN, da Universidade Fe-deral Fluminense, UFF. Foi criado um site web através do qual é possível efetuar download de notas de aulas e exercícios extras, consultar links com assuntos relaci-onados à métodos numéricos e executar aplicativos para resolução de sistemas de equações lineares, obtenção de zeros de funções, interpolação, ajustes de curvas (método dos mínimos quadrados) e integração numéricaExact sciences courses are mostly composed of mathematics-based subjects. Many of these subjects require hours of study until their content is set. In traditional teach-ing methodology, the teacher presents the content on the board, in some cases with the help of slides, and the student makes notes and then resolves exercises in books or through lists provided by the teacher. With the proliferation of technological re-sources, other media, different from those originally used, began to be used as alter-native or complementary resources to content delivered in the classroom. This work presents a solution that was built with the initial intention of using web resources to create applications that could be used to complement the students in the discipline Introduction to the Numerical Methods (IMN) of Universidade Federal Fluminense (UFF). A website has been created through which students can download lecture notes and extra exercises, refer to links to subjects related to numerical methods, and execute applications for solving systems of linear equations, obtaining zeros of functions, interpolation, Curve fitting (least-squares method), and numerical integra-tio
Métodos de testes em sistemas automatizados em subestações de energia
No full textAs subestações são o coração do sistema elétrico, onde passa a energia gerada pelas unidades geradoras e dela se distribuem para as diferentes cargas. O surgimento de uma nova subestação se torna necessário quando os estudos de planejamento da expansão do sistema elétrico levantam a necessidade de atender uma nova região com energia elétrica suficiente e com qualidade para uma demanda solicitada ou identificada. Cada subestação possui características como configurações de barra, equipamentos de campo, sistemas de proteção, controle e supervisão que são definidos em conformidade com os requisitos mínimos do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) e da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel). Seu projeto de implantação é dividido em diversas etapas multidisciplinares com as áreas civil, mecânica, elétrica, entre outras. [2] “O comissionamento é o processo que assegura que os sistemas e componentes de uma edificação ou unidade industrial estejam projetados, instalados, testados, operados e mantidos de acordo com as necessidades e requisitos operacionais”. Na etapa final de comissionamento são realizados os últimos testes, que verificam a operacionalidade de todos os sistemas instalados, validando cada um dos quatro níveis de operação da subestação. Posteriormente, a subestação é liberada para iniciar a sua operação comercial. Este trabalho tem como objetivo apresentar os testes realizados nas etapas de Pré-TAF, Testes de Aceitação de Fábrica (TAF) e Testes de Aceitação de Campo (TAC) pela equipe de SPCS (Sistemas de Proteção, Controle e Supervisão) para o comissionamento de subestações de energia elétrica que utilizam IEDs (Dispositivos Eletrônicos Inteligentes) como tecnologia de proteção e controle.Substations are the heart of the electrical system, where the energy generated by the generating units passes and is distributed to the different loads. The emergence of a new substation becomes necessary when the planning studies for the expansion of the electrical system raise the need to serve a new region with sufficient electrical energy and with quality for a requested or identified demand. Each substation has characteristics such as bus configurations, field equipment, protection, control and supervision systems that are defined in accordance with the minimum requirements of the Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) and the Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel). Its implementation project is divided into several multidisciplinary
stages with the civil, mechanical and electrical areas, among others. [2] “Commissioning is the process that ensures that the systems and components of a building or industrial unit are designed, installed, tested, operated and maintained in accordance with operational needs and requirements”. In the final stage of commissioning, the last tests are carried out, which verify the operability of all installed systems, validating each of the four operating levels of the substation. Subsequently, the substation is released to start its commercial operation. Subsequently, the substation is released to start its commercial operation. This work aims to present the tests carried out in the Pre-TAF, Factory Acceptance Tests (TAF) and Field Acceptance Tests (TAC) stages by the PCSS (Protection, Control and Supervision Systems) team for the commissioning of electric power substations that use IEDs (Intelligent Electronic Devices) as protection and control technology.71 p
Modernização de centros de operação do sistema interligado nacional
No full textA integração de fontes de energia mais sustentáveis na rede elétrica tem como principal objetivo proporcionar benefícios ambientais e econômicos, mas ao mesmo tempo tem introduzido desafios complexos para a gestão segura do sistema elétrico, devido à falta de inércia e previsibilidade de tais fontes e à mudança de topologia do sistema causada pelas gerações distribuídas. Este estudo analisa as mais recentes tecnologias desenvolvidas que têm o potencial de mitigar as dificuldades geradas pela transição energética nos centros de operação, munindo-os de ferramentas importantes para o futuro do sistema elétrico. Posteriormente, é proposta uma modernização do sistema de um agente de transmissão elétrica que envolve a recriação de uma tela do sistema supervisório em uma plataforma mais atualizada e flexível, além de incorporar as ferramentas disponíveis da IEC-61850. Essa modernização visa não apenas otimizar a visualização e o controle da operação em um centro de operação, mas também fazer uso de funcionalidades avançadas proporcionadas pela norma IEC-61850The integration of more sustainable energy sources into the electrical grid has as its main objective to provide environmental and economic benefits, but at the same time it has introduced complex challenges for the safe management of the electrical system, due to the lack of inertia and predictability of such sources and the system topology change caused by distributed generations. This study analyzes the most recent technologies developed that have the potential to mitigate the difficulties generated by the energy transition in operation centers, providing them with important tools for the future of the electrical system. Subsequently, a modernization of the electrical transmission agent system is proposed, which involves recreating a supervisory system screen on a more updated and flexible platform, in addition to incorporating the tools available from the IEC-61850 standard. This modernization aims not only to optimize the visualization and control of the operation in an operation center, but also to make use of advanced functionalities provided by the IEC-61850 standard66 f
SMARTFlow: sistema autoconfigurável para redes de telecomunicações IEC 61850 com arcabouço OpenFlow
No full textAs redes elétricas inteligentes, também chamadas de Smart Grids, dependem de uma sólida base de comunicação. Apesar de normas como a IEC 61850 apresentarem soluções
para alcançar a interoperabilidade, ainda existem problemas em aberto com relação à
autoconfiguração e ao controle automatizado da rede de comunicação. Essa dissertação
propõe uma solução eficiente de controle e gerenciamento autônomo de redes de comunicação para subestações baseadas na norma IEC 61850. A solução proposta, chamada de
SMARTFlow, é baseada no uso de redes definidas por software para obter granularidade
e flexibilidade no tratamento dos fluxos de dados. Com base nos arquivos de configuração
do sistema elétrico de potência gerados de acordo com a norma IEC 61850, o SMARTFlow
pró-ativamente define, calcula e configura os grupos multicast de camada 2, necessários
para o encaminhamento de mensagens GOOSE, que são utilizadas para proteção da rede
elétrica e, por essa razão, possuem rígidos requisitos de atraso. Além disso, o SMARTFlow define um novo modelo para as priorizações de tráfego, diferenciando os vários tipos
de mensagens definidas na norma de acordo com os seus limiares para atraso, garantindo
os requisitos mínimos de tempo na entrega das mensagens dentro das subestações. O
SMARTFlow monitora a rede, definindo sob demanda a configuração de fluxos clienteservidor, além de reconfigurar pró-ativamente todas as entradas de fluxo em caso de falhas
na rede. A proposta foi implementada e testada utilizando o emulador Mininet e um gerador de tráfego desenvolvido no SCAPY, e se mostrou mais eficiente que o gerenciamento
padrão das redes de subestação. O SMARTFlow reduziu em até 20 vezes o atraso em
redes controladas pelo OpenFlow em sua forma tradicional e em até 44% a carga total da
rede quando comparada a switches típicos. A proposta também demonstrou vantagens
quando comparada com outras soluções de multicast, como o GMRP (GARP Multicast
Registration Protocol).Smart grids depend on a solid foundation on communications. Although standards like
IEC 61850 propose solutions to achieve interoperability, auto configuration and automatic control of the communication network are still an open problem. This dissertation
proposes an efficient solution for autonomic management and control of communication
networks for substations based on IEC 61850. The proposed solution, called SMARTFlow, uses Software Defined Network in order to achieve granularity and flexibility in the
handling of data flows. Based on electric power system configuration files, according to
IEC 61850, SMARTFlow proactively define, calculate and set Layer 2 multicast groups,
which are necessary to forward GOOSE messages and are used to protect electric network
and, therefore have strong delay requirements. Moreover, SMARTFlow defines a a new
model for traffic prioritization, distinguishing several types of messages defined in accordance to standard delay thresholds and ensuring the minimum delay for messages delivery
within substations. SMARTFlow monitors the network, defines on-demand configuration
of client-server flows, as well as proactively reconfigures all entries flows in case of network
failures. The proposal was implemented and tested using Mininet and a traffic generator
developed with SCAPY, and was more efficient than the standard network management
substation. Solution SMARTFlow decreased up to 20 times the delay in networks controlled by traditional OpenFlow and up to 44 % the overall network load compared with
typical switches. The proposal also have shown advantages when compared with other
multicast solutions, such as GMRP (GARP Multicast Registration Protocol)110 f
Avaliação de algoritmos de criptografia para transmissão de mensagens GOOSE na ocorrência de eventos em redes elétricas inteligentes
No full textAs redes elétricas inteligentes surgiram com o objetivo de tornar as subestações de energia elétrica mais eficientes, sustentáveis e confiáveis. Nesse sentido, com a chegada dos dispositivos eletrônicos inteligentes tornou-se possível prover maior eficiência e velocidade no controle de subestações, menor custo de manutenção e maior confiabilidade. A norma IEC 61850, responsável pela padronização dos dispositivos inteligentes, descreve, por exemplo, protocolos que são encarregados da comunicação, nas subestações atuais. Por outro lado, ao introduzir redes de comunicação nas subestações, esses sistemas estão sujeitos a diversos ataques cibernéticos. A norma IEC 62351 exerce a função de recomendar as técnicas mais adequadas para proteger essas redes de comunicação. Porém, nem todas as recomendações condizem com a capacidade computacional dos equipamentos utilizados nas subestações. Este trabalho apresenta uma visão geral das normas IEC 61850 e 62351 e dos ataques a que as subestações estão sujeitas. Além disso, é avaliado o esquema de assinatura digital RSA e HMAC aplicado `as mensagens GOOSE para dispositivos com diferentes tipos de processamento e memória com o esquema de retransmissão definido para o protocolo GOOSE. E também avaliado em que cenário de rede o dispositivo consegue realizar a retransmissão do pacote sem que haja grande atraso de envio por causa da criptografia.Smart Grids have emerged with the goal of making substations more e
cient, sus-
tainable and reliable. Intelligent Electronical Devices have opened the possibility of provi-
ding greater e
ciency and speed in substation control, lower maintenance costs and higher
reliability. The IEC 61850 standard, which is also responsible for the standardization of
intelligent devices, describes messaging protocols that are in charge of communicating
current substations.
On the other hand, when we introduce communication networks in substations,
these systems become susceptible to various cyber-attacks. The IEC 62351 standard
recommends appropriate tecniques to protect these communication networks. However,
not all recommendations match the computational capacity of the equipment used in
substations.
This work presents an overview of the IEC 61850 and 62351 standards and the
attacks that substations are susceptible to. In addition, it evaluates RSA with the digi-
tal signature scheme and HMAC applied to GOOSE messages for devices with di↵erent
processing types and memory, with the retransmission window scheme, as defined by the
GOOSE protocol. It also evaluates in which network scenario a device can retransmit
packets without huge delays due to the encryption envolved.58 p
Interoperabilidade com base na Norma IEC 61850: revisão sistemática e estudo de caso
No full textA Norma International Electrotechnical Commission (IEC) 61850 trouxe vantagens operativas aos sistemas elétricos ao estabelecer requisitos de rede, protocolos de comunicação e modelagem de informação padronizados, além de diretrizes que trazem mais confiabilidade as redes de sistemas elétricos e a promessa de interoperabilidade entre equipamentos de diferentes fabricantes. No entanto, a sua aplicação não trivial e tem se mostrado desafiadora, devido as diferentes interpretações e metodologias adotadas pelos fornecedores. Da mesma forma, a própria definição da Norma da argem para implementações variadas com informações opcionais ou informações a serem preenchidas conforme critério do usuário na modelagem de dados. Além disso, a falta de capacitação em redes
de comunicação e estruturas de dados pelo corpo técnico tradicionalmente presente em sistemas elétricos, torna a tarefa ainda mais desafiadora. Com isso, no presente trabalho é realizada uma Revisão Sistemática da Literatura (RSL) da literatura, através de buscas bem definidas em cinco bases bibliográficas distintas. Foi realizado um levantamento dos requisitos para a realização da interoperabilidade, além dos desafios encontrados na implementação de projetos de interoperabilidade, também foi buscado os estudos de caso em laboratórios ou projetos e, além disso, as diretrizes para a certificação e averiguação em torno da interoperabilidade por diferentes fabricantes pela Norma IEC 61850. Por fim, é proposto um fluxo esquemático inicial para averiguação da interoperabilidade para
testes com diferentes fabricantes. Para validar o método, é realizado um estudo de caso
de interoperabilidade entre relés de proteção SEL 421-7 (Assinante) e Siemens 7SA87, a ser certificado a partir da metodologia proposta. Nos resultados foi possível capturar, através do software WireShark, as mensagens Generic Object Oriented Substation Event (GOOSE) enviadas pelo relé de proteção Siemens 7SA87 ao relé SEL 421-7 e sinalização do recebimento da mensagem pelo 421-7 a partir de seu sequencial de eventos e sua interface homem-máquina.The IEC 61850 Standard brought operational advantages to electrical systems while
establishes network requirements, communication protocols, and standardized information models. It also adressed guidelines that bring more reliability to electrical systems
networks and the promise of interoperability between equipment from different manufacturers. However, the implementation is not trivial, and it has been challenging due
to different interpretations and methodologies adopted by vendors. Besides that, the
Standard definitions themselves provide margin to various implementations with optional
information or information that can be filled on user criteria. Besides that, the lack of training in communication networks and data structure by the traditional staff in electrical
systems makes the task even more challenging. With that in mind, a Systematic Review
of literature is made on a well-defined search in five different bibliographic bases. A requirement gathering on performing interoperability is carried out. Also, it was explored the
challenges on interoperability projects by case studies on laboratories or implementation
projects, and also it was searched the guidelines for certification and verification on the
subject of interoperability by different manufacturers according to IEC 61850. Lastly, it
is proposed an initial schematic flow on verifying the interoperability between different
vendors based on IEC 61850 Standard. To validate the method, a case study of interoperability between Siemens 7SA87 and SEL 421-7 protection relays is carried out to be certified with the proposed method. In the results, it was possible to capture, through the WireShark software, the GOOSE messages send by Siemens 7SA87 relay to SEL 421-7 relay, and the message was certified by his human-machine interface and sequence of events report
Sistema de monitoramento integrado baseado nos novos procedimentos de rede do operador nacional do Sistema (ONS) para adequação a subestações digitais
No full textO Sistema Elétrico de Potência (SEP) possui requisitos críticos de operação considerando alta disponibilidade da rede elétrica. No âmbito das Subestações Digitais, a disponibilidade da rede de comunicação também se torna essencial. A perda de um enlace de comunicação, a perda de pacote ou qualquer baixa qualidade na rede de comunicação do sistema elétrico pode acarretar graves problemas para o sistema de energia.
O emprego de sistemas de supervisão para subestação já é amplamente difundido no SEP. Entretanto, com o crescimento das subestações digitais no setor, novas necessidades em monitoramento surgiram, inclusive, resultando na revisão dos procedimentos de rede do ONS. Neste cenário, foram introduzidas necessidades — como a de monitoramento da rede de comunicação — a fim de garantir a qualidade do sistema. Dado o exposto, este trabalho tem como objetivo propor e implementar um sistema de monitoramento integrado diretamente em um sistema SCADA conforme os novos requisitos do procedimento de rede do ONS para subestações digitais. É implementado um esquema Permissive Overreach Transfer Trip (POTT) como estudo de caso modelado entre a subestação Serra da Mesa e Samambaia, aplicando dois tipos de proteção descritos nos procedimentos de rede: Sobrecorrente direcional residual e proteção de distância. Para tanto, foi simulado uma falta fase-terra a fim de verificar a atuação da proteção Todos os testes foram realizados como uma prova de conceito, com equipamentos e softwares comerciais. Foi também utilizada uma rede Software Defined Network (SDN) e verificado o monitoramento desta rede através do seu controlador. Os testes mostraram que o sistema implementado funcionou corretamente, podendo analisar os enlaces determinados no controlador. Ademais, no sistema supervisório implementado baseado em IEC 61850, foi possível avaliar alguns parâmetros como perda de pacote, link de comunicação,
sincronismo temporal entres outros pontos. Todos os resultados avaliados foram comparados com as oscilografias dos eventos obtidos. Os dados alarmados nos supervisórios apresentam coerência com os dados implementados no sistema, e notoriamente com os dados obtidos nos eventos.Electrical power systems have critical operation requirements considering the electrical grid’s need for high availability. Regarding digital substations, communication network availability is essential. The communication link loss, packet loss or any other quality loss in the power system’s communication network can lead to severe problems in the system.
Substation monitoring is highly applied to electrical power systems. However, with the continuous growth of digital substations, other necessities arose, which led to the review of the Brazilian national grid operator’s network and grid proceedings. In this scenario, there is a need to monitor the communication network to assist to the system’s quality.
This work proposes and implements a supervisory system compliant with the new Brazilian national grid operator’s network and grid proceedings for digital substations. This work also evaluates a teleprotection scheme (i.e., Permissive Overreaching Transfer Trip) between the substations Serra da Mesa and Samambaia as a study case. Furthermore, the
teleprotection scheme works with the directional residual overcurrent and distance protection functions. A simulated phase-to-ground fault helps validate the correct teleprotection scheme behavior. A proof-of-concept with commercial equipment was implemented. A software-defined network was implemented and monitored through its controller. The results showed that the network monitoring worked correctly for the communication links used. The evaluated
parameters were: packet loss, communication link state, and time synchronization, among others. The evaluated data were compared with the oscillograms of the recorded events. The data shown in the supervisory are compliant to the data implemented in the system.59 p
A Importância da seletividade em proteção de redes de distribuição: estudo de caso no alimentador MAR03 da subestação 13,8 kV Maricá/RJ
No full textA proteção de sistemas elétricos de potência é uma importante área que assegura a estabilidade e integridade das redes de distribuição elétrica, envolvendo uma série de estratégias e tecnologias projetadas para prevenir falhas, minimizar o impacto de interrupções e manter a continuidade do fornecimento de energia. Um dos principais desafios é assegurar a coordenação eficiente entre os dispositivos de proteção em diversos níveis do sistema, visando isolar seletivamente apenas a seção comprometida durante uma falta, evitando interrupções desnecessárias em segmentos operacionais não afetados. A complexidade aumenta com a necessidade de ajustar esses dispositivos para responder adequadamente a uma variedade de condições de faltas, o que requer um equilíbrio preciso entre sensibilidade e seletividade. Um estudo de caso sobre a aplicação da proteção de sobrecorrente será desenvolvido neste trabalho, focando no sistema elétrico de um alimentador de 60 km de extensão localizado na cidade de Maricá, no estado do Rio de Janeiro. Ele conta com um IED na cabeceira do circuito, com três religadores de rede e diversos elos fusíveis. Para o estudo, é feito um levantamento detalhado das características ao longo da rede, incluindo equipamentos de proteção, tipos de condutores e níveis de curto-circuito. Com isso, são definidos os ajustes de proteção necessários para garantir a seletividade considerando os limites de ampacidade dos condutores. Uma bancada de testes com um relé SEL 451-2 e uma mala de testes Omicron CMC 356 é montada para avaliar os ajustes parametrizados e seu desempenho para curto-circuitos trifásicos, bifásicos e monofásicos com impedância de aterramento. Os resultados demonstram a correta atuação dos equipamentos de proteção e como a precisa seletividade maximiza o fornecimento de energia em situações de falta na redeThe protection of electrical power systems is a important area that ensures the stability and integrity of electrical distribution networks, involving a series of strategies and technologies designed to prevent failures, minimize the impact of interruptions and maintain continuity of energy supply. One of the main challenges is to ensure efficient coordination between protection devices at different levels of the system, aiming to selectively isolate only the compromised section during a fault, avoiding unnecessary interruptions in unaffected operational segments. Complexity increases with the need to tune these devices to appropriately respond to a variety of fault conditions, which requires a precise balance between sensitivity and selectivity. A case study on the application of overcurrent protection will be developed in this work, focusing on the electrical system of a 60 km long feeder located in the city of Maricá, in the state of Rio de Janeiro. It has an IED at the head of the circuit, with three network reclosers and several fuse links. For the study, a detailed survey of the characteristics throughout the network is carried out, including protective equipment, types of conductors and short circuit levels. With this, the necessary protection adjustments for the short values in the network are defined based on the coordination, selectivity and ampacity limits of the cables. A test bench with an SEL 451-2 relay and an Omicron CMC 356 test case is assembled to evaluate the parameterized settings and their performance for three-phase, two-phase and single-phase short circuits with grounding impedance. The results demonstrate the correct performance of the protection equipment and how precise selectivity maximizes energy supply in situations of network fault75 f
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