Application for fault location in electrical power distribution systems

Fault location has been studied deeply for transmission lines due to its importance in power systems. Nowadays the problem of fault location on distribution systems is receiving special attention mainly because of the power quality regulations. In this context, this paper presents an application software developed in Matlabtrade that automatically calculates the location of a fault in a distribution power system, starting from voltages and currents measured at the line terminal and the model of the distribution power system data. The application is based on a N-ary tree structure, which is suitable to be used in this application due to the highly branched and the non- homogeneity nature of the distribution systems, and has been developed for single-phase, two-phase, two-phase-to-ground, and three-phase faults. The implemented application is tested by using fault data in a real electrical distribution power system

Entorn de gestió de dades d'ornitologia

Des de fa uns anys, des de l’EPS de la UVic, s’està duent a terme el desenvolupament d’un dispositiu electrònic que proporciona la capacitat de capturar dades sobre un niu d’ocells. El projecte e-niu, que es pot seguir a www.tutara.info/e-niu, està actualment en una fase de test., i s’ha desenvolupat sobretot la part hardware. Aquest projecte té com a objectiu principal crear un entorn web per poder gestionar les dades que s’obtenen del niu d’ocells informatitzat (e-niu). Les dades que ens arriben dels e-nius estan en un arxiu de text, i el que es pretén és que l’usuari que controla el niu, pugui fer diversos anàlisis de les dades d’aquest. A més de poder veure els resultats en diversos tipus de gràfics, també se li vol donar la opció de treure els resultats en format taula o en format Excel, un format aquest últim, molt interessant, ja que donaria a les dades una gran possibilitat de ser tractades posteriorment, com fer seleccions del tipus de dades, treure percentatges, crear altres tipus de gràfics, etc. L’altre gran objectiu és el fet de poder treballar en la creació d’un entorn web complert a nivell gairebé professional amb l’aprenentatge que això comporta, ja que s’ha aplicat la tecnologia client-servidor, és a dir, que el llenguatge de programació està dins el servidor, i quan algun usuari l’executa, el sistema només li envia la presentació en HTML. El sistema de programació que es fa servir és el de les tres capes. La capa de dades, que està formada per una base de dades relacional del tipus MySQL i és on emmagatzemarem tota la informació. La capa de programació de la que s’encarrega el llenguatge PHP, és on s’efectua tot el tractament de les dades i finalment, la capa de presentació, que és la que s’encarrega de mostrar les dades al client en el navegador mitjançant els templates de HTML.

Eficiència energètica aplicada a les instal·lacions de la Universitat de Vic

En termes generals, es pot definir l’Eficiència Energètica com la reducció del consum d’energia mantenint els mateixos serveis energètics, sense disminuir el nostre confort i qualitat de vida, protegint el medi ambient, assegurant el proveïment i fomentant un comportament Sostenible al seu ús. L’objectiu principal d’aquest treball, és reduir el consum d’energia i terme de potència contractat a la Universitat de Vic, aplicant un programa d’estalvi amb mesures correctores en el funcionament de les seves instal·lacions o espais. Per tal de poder arribar a aquest objectiu marcat, prèviament s’ha realitzat un estudi acurat, obtenint tota la informació necessària per poder aplicar les mesures correctores a la bossa més important de consum. Un cop trobada, dur a terme l’estudi de la viabilitat de la inversió de les mesures correctores més eficients, optimitzant els recursos destinats. L’espai on s’ha dut a terme l’estudi, ha estat a l’edifici F del Campus Miramarges, seguint les indicacions d’Arnau Bardolet (Cap de Manteniment de la UVIC). Aquest edifici consta d’un entresol, baixos i quatre plantes. L’equip de mesura que s’ha fet servir per realitzar l’estudi, és de la marca Circutor sèrie AR5-L, aquests equips són programables que mesuren, calculen i emmagatzemen en memòria els principals paràmetres elèctrics en xarxes trifàsiques. Els projectes futurs complementaris que es podrien realitzar a part d’aquest són: instal·lar sensors, instal·lar mòduls convertidors TCP/IP, aprofitar la xarxa intranet i crear un escada amb un sinòptic de control i gestió des d’un punt de treball. Aquest aplicatiu permet visualitzar en una pantalla d’un PC tots els estats dels elements controlats mitjançant un sinòptic (encendre/parar manualment l’enllumenat i endolls de les aules, estat d’enllumenat i endolls de les aules, consums instantanis/acumulats energètics, estat dels passadissos entre altres) i explotar les dades recollides a la base de dades. Cada espai tindria la seva lògica de funcionament automàtic específic. Entre les conclusions més rellevants obtingudes en aquest treball s’observa: · Que és pot reduir la potència contractada a la factura a l’estar per sota de la realment consumida. · Que no hi ha penalitzacions a la factura per consum de reactiva, ja que el compensador funciona correctament. · Que es pot reduir l’horari de l’inici del consum d’energia, ja que no correspon a l’activitat docent. · Els valors de la tensió i freqüència estan dintre de la normalitat. · Els harmònics estan al llindar màxim. Analitzant aquestes conclusions, voldria destacar les mesures correctores més importants que es poden dur a terme: canvi tecnològic a LED, temporitzar automàticament l’encesa i apagada dels fluorescents i equips informàtics de les aules “seguint calendari docent”, instal·lar sensors de moviment amb detecció lumínica als passadissos. Totes les conclusions extretes d’aquest treball, es poden aplicar a tots els edificis de la facultat, prèviament realitzant l’estudi individual de cadascuna, seguint els mateixos criteris per tal d’optimitzar la inversió.

Actively maintained lipid nanodomains in biomembranes

Lipid rafts, defined as domains rich in cholesterol and sphingolipids, are involved in many important plasma membrane functions. Recent studies suggest that the way cells handle membrane cholesterol is fundamental in the formation of such lateral heterogeneities. We propose to model the plasma membrane as a nonequilibrium phase-separating system where cholesterol is dynamically incorporated and released. The model shows how cellular regulation of membrane cholesterol may determine the nanoscale lipid organization when the lipid mixture is close to a phase separation boundary, providing a plausible mechanism for raft formation in vivo.

Entorn de gestió de dades d'ornitologia

Des de fa uns anys, des de l’EPS de la UVic, s’està duent a terme el desenvolupament d’un dispositiu electrònic que proporciona la capacitat de capturar dades sobre un niu d’ocells. El projecte e-niu, que es pot seguir a www.tutara.info/e-niu, està actualment en una fase de test., i s’ha desenvolupat sobretot la part hardware. Aquest projecte té com a objectiu principal crear un entorn web per poder gestionar les dades que s’obtenen del niu d’ocells informatitzat (e-niu). Les dades que ens arriben dels e-nius estan en un arxiu de text, i el que es pretén és que l’usuari que controla el niu, pugui fer diversos anàlisis de les dades d’aquest. A més de poder veure els resultats en diversos tipus de gràfics, també se li vol donar la opció de treure els resultats en format taula o en format Excel, un format aquest últim, molt interessant, ja que donaria a les dades una gran possibilitat de ser tractades posteriorment, com fer seleccions del tipus de dades, treure percentatges, crear altres tipus de gràfics, etc. L’altre gran objectiu és el fet de poder treballar en la creació d’un entorn web complert a nivell gairebé professional amb l’aprenentatge que això comporta, ja que s’ha aplicat la tecnologia client-servidor, és a dir, que el llenguatge de programació està dins el servidor, i quan algun usuari l’executa, el sistema només li envia la presentació en HTML. El sistema de programació que es fa servir és el de les tres capes. La capa de dades, que està formada per una base de dades relacional del tipus MySQL i és on emmagatzemarem tota la informació. La capa de programació de la que s’encarrega el llenguatge PHP, és on s’efectua tot el tractament de les dades i finalment, la capa de presentació, que és la que s’encarrega de mostrar les dades al client en el navegador mitjançant els templates de HTML.

Eficiència energètica aplicada a les instal·lacions de la Universitat de Vic

En termes generals, es pot definir l’Eficiència Energètica com la reducció del consum d’energia mantenint els mateixos serveis energètics, sense disminuir el nostre confort i qualitat de vida, protegint el medi ambient, assegurant el proveïment i fomentant un comportament Sostenible al seu ús. L’objectiu principal d’aquest treball, és reduir el consum d’energia i terme de potència contractat a la Universitat de Vic, aplicant un programa d’estalvi amb mesures correctores en el funcionament de les seves instal·lacions o espais. Per tal de poder arribar a aquest objectiu marcat, prèviament s’ha realitzat un estudi acurat, obtenint tota la informació necessària per poder aplicar les mesures correctores a la bossa més important de consum. Un cop trobada, dur a terme l’estudi de la viabilitat de la inversió de les mesures correctores més eficients, optimitzant els recursos destinats. L’espai on s’ha dut a terme l’estudi, ha estat a l’edifici F del Campus Miramarges, seguint les indicacions d’Arnau Bardolet (Cap de Manteniment de la UVIC). Aquest edifici consta d’un entresol, baixos i quatre plantes. L’equip de mesura que s’ha fet servir per realitzar l’estudi, és de la marca Circutor sèrie AR5-L, aquests equips són programables que mesuren, calculen i emmagatzemen en memòria els principals paràmetres elèctrics en xarxes trifàsiques. Els projectes futurs complementaris que es podrien realitzar a part d’aquest són: instal·lar sensors, instal·lar mòduls convertidors TCP/IP, aprofitar la xarxa intranet i crear un escada amb un sinòptic de control i gestió des d’un punt de treball. Aquest aplicatiu permet visualitzar en una pantalla d’un PC tots els estats dels elements controlats mitjançant un sinòptic (encendre/parar manualment l’enllumenat i endolls de les aules, estat d’enllumenat i endolls de les aules, consums instantanis/acumulats energètics, estat dels passadissos entre altres) i explotar les dades recollides a la base de dades. Cada espai tindria la seva lògica de funcionament automàtic específic. Entre les conclusions més rellevants obtingudes en aquest treball s’observa: · Que és pot reduir la potència contractada a la factura a l’estar per sota de la realment consumida. · Que no hi ha penalitzacions a la factura per consum de reactiva, ja que el compensador funciona correctament. · Que es pot reduir l’horari de l’inici del consum d’energia, ja que no correspon a l’activitat docent. · Els valors de la tensió i freqüència estan dintre de la normalitat. · Els harmònics estan al llindar màxim. Analitzant aquestes conclusions, voldria destacar les mesures correctores més importants que es poden dur a terme: canvi tecnològic a LED, temporitzar automàticament l’encesa i apagada dels fluorescents i equips informàtics de les aules “seguint calendari docent”, instal·lar sensors de moviment amb detecció lumínica als passadissos. Totes les conclusions extretes d’aquest treball, es poden aplicar a tots els edificis de la facultat, prèviament realitzant l’estudi individual de cadascuna, seguint els mateixos criteris per tal d’optimitzar la inversió.

Contact melting of a three-dimensional phase change material on a flat substrate

In this paper a model is developed to describe the three dimensional contact melting process of a cuboid on a heated surface. The mathematical description involves two heat equations (one in the solid and one in the melt), the Navier-Stokes equations for the flow in the melt, a Stefan condition at the phase change interface and a force balance between the weight of the solid and the countering pressure in the melt. In the solid an optimised heat balance integral method is used to approximate the temperature. In the liquid the small aspect ratio allows the Navier-Stokes and heat equations to be simplified considerably so that the liquid pressure may be determined using an igenfunction expansion and finally the problem is reduced to solving three first order ordinary differential equations. Results are presented showing the evolution of the melting process. Further reductions to the system are made to provide simple guidelines concerning the process. Comparison of the solutions with experimental data on the melting of n-octadecane shows excellent agreement.

Metastable liquid-liquid phase transition in a single-component system with only one crystal phase and no density anomaly

We investigate the phase behavior of a single-component system in three dimensions with spherically-symmetric, pairwise-additive, soft-core interactions with an attractive well at a long distance, a repulsive soft-core shoulder at an intermediate distance, and a hard-core repulsion at a short distance, similar to potentials used to describe liquid systems such as colloids, protein solutions, or liquid metals. We showed [Nature (London) 409, 692 (2001)] that, even with no evidence of the density anomaly, the phase diagram has two first-order fluid-fluid phase transitions, one ending in a gas¿low-density-liquid (LDL) critical point, and the other in a gas¿high-density-liquid (HDL) critical point, with a LDL-HDL phase transition at low temperatures. Here we use integral equation calculations to explore the three-parameter space of the soft-core potential and perform molecular dynamics simulations in the interesting region of parameters. For the equilibrium phase diagram, we analyze the structure of the crystal phase and find that, within the considered range of densities, the structure is independent of the density. Then, we analyze in detail the fluid metastable phases and, by explicit thermodynamic calculation in the supercooled phase, we show the absence of the density anomaly. We suggest that this absence is related to the presence of only one stable crystal structure.

Diffusionless first-order phase transitions in systems with frozen configurational degrees of freedom

We consider systems that can be described in terms of two kinds of degree of freedom. The corresponding ordering modes may, under certain conditions, be coupled to each other. We may thus assume that the primary ordering mode gives rise to a diffusionless first-order phase transition. The change of its thermodynamic properties as a function of the secondary-ordering-mode state is then analyzed. Two specific examples are discussed. First, we study a three-state Potts model in a binary system. Using mean-field techniques, we obtain the phase diagram and different properties of the system as a function of the distribution of atoms on the different lattice sites. In the second case, the properties of a displacive structural phase transition of martensitic type in a binary alloy are studied as a function of atomic order. Because of the directional character of the martensitic-transition mechanism, we find only a very weak dependence of the entropy on atomic order. Experimental results are found to be in quite good agreement with theoretical predictions.

Hysteresis in a system driven by either generalized force or displacement variables: martensitic phase transition in single-crystalline Cu-Zn-Al

We report on experiments aimed at comparing the hysteretic response of a Cu-Zn-Al single crystal undergoing a martensitic transition under strain-driven and stress-driven conditions. Strain-driven experiments were performed using a conventional tensile machine while a special device was designed to perform stress-driven experiments. Significant differences in the hysteresis loops were found. The strain-driven curves show reentrant behavior yield point which is not observed in the stress-driven case. The dissipated energy in the stress-driven curves is larger than in the strain-driven ones. Results from recently proposed models qualitatively agree with experiments.

Liquid-liquid phase transition for soft-core attractive potential

Using event-driven molecular dynamics simulations, we study a three-dimensional one-component system of spherical particles interacting via a discontinuous potential combining a repulsive square soft core and an attractive square well. In the case of a narrow attractive well, it has been shown that this potential has two metastable gas-liquid critical points. Here we systematically investigate how the changes of the parameters of this potential affect the phase diagram of the system. We find a broad range of potential parameters for which the system has both a gas-liquid critical point C1 and a liquid-liquid critical point C2. For the liquid-gas critical point we find that the derivatives of the critical temperature and pressure, with respect to the parameters of the potential, have the same signs: they are positive for increasing width of the attractive well and negative for increasing width and repulsive energy of the soft core. This result resembles the behavior of the liquid-gas critical point for standard liquids. In contrast, for the liquid-liquid critical point the critical pressure decreases as the critical temperature increases. As a consequence, the liquid-liquid critical point exists at positive pressures only in a finite range of parameters. We present a modified van der Waals equation which qualitatively reproduces the behavior of both critical points within some range of parameters, and gives us insight on the mechanisms ruling the dependence of the two critical points on the potential¿s parameters. The soft-core potential studied here resembles model potentials used for colloids, proteins, and potentials that have been related to liquid metals, raising an interesting possibility that a liquid-liquid phase transition may be present in some systems where it has not yet been observed.

Scale-up model obtained from the rheological analysis of highly concentrated emulsions prepared at three scales

We examine the scale invariants in the preparation of highly concentrated w/o emulsions at different scales and in varying conditions. The emulsions are characterized using rheological parameters, owing to their highly elastic behavior. We first construct and validate empirical models to describe the rheological properties. These models yield a reasonable prediction of experimental data. We then build an empirical scale-up model, to predict the preparation and composition conditions that have to be kept constant at each scale to prepare the same emulsion. For this purpose, three preparation scales with geometric similarity are used. The parameter N¿D^α, as a function of the stirring rate N, the scale (D, impeller diameter) and the exponent α (calculated empirically from the regression of all the experiments in the three scales), is defined as the scale invariant that needs to be optimized, once the dispersed phase of the emulsion, the surfactant concentration, and the dispersed phase addition time are set. As far as we know, no other study has obtained a scale invariant factor N¿Dα for the preparation of highly concentrated emulsions prepared at three different scales, which covers all three scales, different addition times and surfactant concentrations. The power law exponent obtained seems to indicate that the scale-up criterion for this system is the power input per unit volume (P/V).