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

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.

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.

Disseny i construcció d'un motor 3D en temps real per la Gameboy Advance

El projecte desenvolupat ha tractat l’estudi i disseny d’un motor 3D interactiu a la consolaGame Boy Advance (GBA). La GBA disposa d’un processador ARM7TDMI a 16’78Mhz i no disposa de operacions 3D per-hardware, és una consola lenta en comparació lesque podem trobar al mercat d’avui en dia. Aquest treball, va partir de la construcció d’un prototipus ray-casting per-columna. Després,vàrem adaptar-lo a una estructura de portals i sectors. Més tard,es va introduir el mapeig de sostre/terra i de paisatges. Per últim,vàrem introduir efectes a la renderització per donar més realismeal recorregut del món, com il·luminació, objectes, etc.Tot i que es va estudiar l’arquitectura d’un motor eficient, no estenia prou per arribar a tenir un motor interactiu. Una de lestasques més difícils va ser la part de optimització. Peraconseguir-ho s’ha hagut de substituir operacions a temps realcostoses a temps de execució, replantejar parts de l’algorisme per fer-lo més eficient, entre altres

Modelització i simulació del motor d'inducció en règim transitori amb PSIM

El present treball pretén modelitzar i simular el motor d’inducció trifàsic en règim transitori amb PSIM 6.0 Demo(la versió del programa que s’utilitza actualment a l’Escola Politècnica Superior de la UdG), però també s’estudia el model en règim permanent, per tal de comparar a nivell teòric els resultats dels dos règims. Primer cal entendre i implementar el model del motor d’inducció, i així obtenir l'esquema equivalent en règim transitori, per després poder-lo simular. Abans de dur a terme la simulació, cal obtenir els paràmetres del circuit equivalent del motor real per introduir-los al programa informàtic, amb la finalitat de tenir precisió en les respostes. Aquests valors s’obtindran mitjançant assajos necessaris al laboratori. Posteriorment, es fan simulacions i pràctiques reals amb el motor treballen en diferents condicions per veure el seu comportament, i així poder comparar els resultats de la simulació amb els valors reals. També s’implementa un estudi de la influencia dels paràmetres interns en el funcionament del motor. Així es podrà visualitzar i comparar les respostes de diferents variables en cadascunes de les simulacions que es duguin a terme. Finalment, seria interessant la introducció de la màquina d’inducció trifàsica actuant com a generador en la simulació.Aquest és un estudi en el qual se simula la màquina d'inducció trifàsic en règim transitori i en règim permanent mitjançant l'ús del PSIM, que és el programa informàtic de simulació

New insights on the crystalline forms in binary systems of n-alkanes: Characterization of the solid ordered phases in the phase diagram tricosane + pentacosane

X-ray diffraction analyses of the pure components n-tricosane and n-pentacosane and of their binary mixed samples have enabled us to characterize the crystalline phases observed at low temperature. On the contrary to what was announced in literature on the structural behavior of mixed samples in odd-odd binary systems with D n = 2, the three domains are not all orthorhombic. This work has enabled us to show that two of the domains are, in fact, monoclinic, (Aa, Z = 4) and the other one is orthorhombic (Pca21, Z = 4). The conclusions drawn in this work can be easily transposed to other binary systems of n-alkanes.

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.

Spanning avalanches in the three-dimensional Gaussian random-field Ising model with metastable dynamics: Field dependence and geometrical properties

Spanning avalanches in the 3D Gaussian Random Field Ising Model (3D-GRFIM) with metastable dynamics at T=0 have been studied. Statistical analysis of the field values for which avalanches occur has enabled a Finite-Size Scaling (FSS) study of the avalanche density to be performed. Furthermore, a direct measurement of the geometrical properties of the avalanches has confirmed an earlier hypothesis that several types of spanning avalanches with two different fractal dimensions coexist at the critical point. We finally compare the phase diagram of the 3D-GRFIM with metastable dynamics with the same model in equilibrium at T=0.

Diluted three-dimensional random field Ising model at zero temperature with metastable dynamics.

The influence of vacancy concentration on the behavior of the three-dimensional random field Ising model with metastable dynamics is studied. We have focused our analysis on the number of spanning avalanches which allows us a clear determination of the critical line where the hysteresis loops change from continuous to discontinuous. By a detailed finite-size scaling analysis we determine the phase diagram and numerically estimate the critical exponents along the whole critical line. Finally, we discuss the origin of the curvature of the critical line at high vacancy concentration.

Symmetric Brownian motor

In this paper, we present a model of a symmetric Brownian motor which changes the sign of its velocity when the temperature gradient is inverted. The velocity, external work, and efficiency are studied as a function of the temperatures of the baths and other relevant parameters. The motor shows a current reversal when another parameter (a phase shift) is varied. Analytical predictions and results from numerical simulations are performed and agree very well. Generic properties of this type of motor are discussed.

Continuous phase transition in a spin-glass model without time-reversal symmetry

We investigate the phase transition in a strongly disordered short-range three-spin interaction model characterized by the absence of time-reversal symmetry in the Hamiltonian. In the mean-field limit the model is well described by the Adam-Gibbs-DiMarzio scenario for the glass transition; however, in the short-range case this picture turns out to be modified. The model presents a finite temperature continuous phase transition characterized by a divergent spin-glass susceptibility and a negative specific-heat exponent. We expect the nature of the transition in this three-spin model to be the same as the transition in the Edwards-Anderson model in a magnetic field, with the advantage that the strong crossover effects present in the latter case are absent.

Continued fraction solution for the radiative transfer equation in three dimensions

Starting from the radiative transfer equation, we obtain an analytical solution for both the free propagator along one of the axes and an arbitrary phase function in the Fourier-Laplace domain. We also find the effective absorption parameter, which turns out to be very different from the one provided by the diffusion approximation. We finally present an analytical approximation procedure and obtain a differential equation that accurately reproduces the transport process. We test our approximations by means of simulations that use the Henyey-Greenstein phase function with very satisfactory results.

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.

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.