Impactos na qualidade da energia elétrica provenientes do rápido crescimento da demanda no Sudeste do Estado do Pará

Nos últimos anos, o desenvolvimento sócio econômico da Região Sudeste do Estado do Pará, tem sido causado principalmente pela exploração e processamento industrial de minérios, que agregado ao crescimento populacional, tem gerado grande evolução na demanda do consumo de energia elétrica, devido à instalação cada vez mais crescente de novas cargas industriais, comerciais, residenciais e rurais monofásicas. Todo esse aumento de carga já está impactando diretamente o desempenho das subestações distribuidoras da Concessionária de Energia Elétrica, no que tange a manifestação de distúrbios de regime permanente causados por harmônicas, tais como zumbidos em transformador de força e rompimento de condutores de média tensão. Estes distúrbios são apresentado em um estudo de caso envolvendo as Subestações (SE´s) Itacaiúnas e Itupiranga. Para comprovar a nocividade desses distúrbios nessas SE´s, foram realizadas campanhas de medição para obtenção de resultados práticos e, então, executadas simulações envolvendo estudos de curtocircuito, fluxo de carga e propagação de harmônicos, de forma a se obter um diagnóstico analítico sobre as situações encontradas e assim, ser possível emitir recomendações para a mitigação dos problemas detectados. Este trabalho será de grande valia à Concessionária de Energia Elétrica, podendo ser tomado como uma das referências para estudos de qualidade de energia elétrica, em outras subestações, além de dar embasamento experimental às futuras cobranças da ANEEL, com relação à implantação dos Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional (PRODIST).

Avaliação da margem de estabilidade de tensão do sistema elétrico do tramoeste usando dados reais de sincrofasores de tensão e corrente

A presente dissertação avalia a margem de estabilidade de tensão da subestação de Rurópolis-PA 230 kV do sistema elétrico Tramoeste da Eletrobrás Eletronorte, utilizando medições locais de fasores de tensão e corrente obtidos através do concentrador de dados fasoriais ou (PDC, do inglês Phasor Data Concentrator) da Eletronorte. A avaliação é baseada na identificação dos parâmetros do equivalente Thevenin (tensão e impedância) “vistos” a montante da subestação em estudo. Os parâmetros do equivalente Thévenin são estimados a partir dos fasores de tensão e corrente medidos localmente, assim como a impedância da carga é calculada usando os mesmos fasores. A margem de estabilidade de tensão determina a distância dada entre os valores, em módulo, da impedância de Thévenin e da impedância da carga. Essa margem, para a subestação referida, foi avaliada em três casos. O primeiro caso avalia a margem considerando dois patamares de carga (leve e pesada); o segundo caso avalia a margem considerando dois níveis de geração na Usina de Tucuruí; e o terceiro caso avalia a margem frente a duas perturbações no Sistema Interligado Nacional (SIN), sendo uma perturbação mais próxima, eletricamente, e outra mais distante da subestação de Rurópolis 230 kV. Os resultados obtidos demonstram uma aplicação promissora das análises propostas para serem usadas em tempo real em sistemas de potência, beneficiando aplicações de ações corretivas.

Estudo de vibrações eólicas em linhas de transmissão de energia elétrica de alta tensão

O crescente aumento da demanda de energia elétrica tem forçado o avanço tecnológico dos equipamentos responsáveis pelo transporte desta energia fazendo com que estes trabalhem sob tensões cada vez maiores, principalmente por razões econômicas. Mas este fato implica diretamente no incremento do diâmetro do condutor, o que acarreta elevação de seus custos, bem como das estruturas que devem suportá-lo. Para atender a esta necessidade sem aumentar o custo de projeto da linha de transmissão, surgiu a idéia de utilizar mais de um condutor por fase, montados paralelamente entre si a pequenas distâncias, o que é conseguido através da inserção de espaçadores montados a intervalos regulares ao longo dos vãos das linhas. Por outro lado, problemas mecânicos de ordem operacional das linhas podem ocorrer, como, por exemplo, a ruptura total ou parcial dos cabos e/ou espaçadores, proveniente de excitações dinâmicas devidas ao vento. Assim, este trabalho consiste no estudo do comportamento dinâmico de feixe de cabos de linhas aéreas de transmissão, através de um modelo de elementos finitos. O modelo reproduz o acoplamento dos cabos aos espaçadoresamortecedores da linha de transmissão e às estruturas de ancoragem, considerando o efeito de não-linearidade geométrica, decorrente dos grandes deslocamentos dos cabos, bem como a continuidade da linha, ou seja, os vãos adjacentes, que são representados por rigidez equivalente no modelo. O carregamento de vento é modelado através de um processo não deterministico a partir de suas propriedades estatísticas, tal que fica subdividido em duas partes: uma parte média, analisada de forma estática; e uma parte variável, analisada de forma dinâmica. Os resultados obtidos ao longo desse estudo mostram que a parcela variável do carregamento leva a uma resposta dinâmica do modelo que pode ser determinante no seu comportamento. Assim, o procedimento tradicional de assumir o carregamento do vento como uma excitação estática pode levar, em alguns casos a conseqüências desastrosas.

Desenvolvimento de sistema para verificação metrológica de transformadores de corrente IN SITU em sistemas de alta tensão utilizando transdutor óptico

Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a aplicação em campo de um sistema para verificação metrológica de transformadores de corrente em alta tensão. O sistema foi desenvolvido utilizando como premissas básicas a portabilidade e a confiabilidade metrológica, de tal forma que pudesse ser facilmente transportado e instalado, sem interrupção do fornecimento de energia elétrica nem o uso de infraestrutura complexa de transporte e montagem. O sistema utiliza como padrão de referência um transdutor ótico, cujo sensor mede a corrente elétrica do primário do transformador de corrente a ser verificado através do efeito magneto-ótico de Faraday. Ele também é composto por outros instrumentos padrão que medem a corrente elétrica do secundário do transformador de corrente sob verificação, e realizam a comparação entre esta e o sinal da saída do transdutor ótico padrão. Foram realizados ensaios em laboratório e em campo. Os ensaios em campo foram realizados em duas subestações em Belém/PA, visando avaliar a correta operação do sistema em condições de alta tensão e alta corrente. Os ensaios foram realizados em seis transformadores de corrente conectados em 230 kV, em condições médias de carga, e obtiveram resultados satisfatórios.

Controle de tensão e reativos em redes de distribuição de energia elétrica

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Coordenação de relés de sobrecorrente e distância para sistemas de transmissão

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Reconfiguração de sistemas de distribuição utilizando metaheurísticas e critérios de confiabilidade

In an ever more competitive environment, power distribution companies must satisfy two conflicting objectives: minimizing investment costs and the satisfaction of reliability targets. The network reconfiguration of a distribution system is a technique that well adapts to this new deregulated environment for it allows improvement of reliability indices only opening and closing switches, without the onus involved in acquiring new equipment. Due to combinatorial explosion problem characteristic, in the solution are employed metaheuristics methods, which converge to optimal or quasi-optimal solutions, but with a high computational effort. As the main objective of this work is to find the best configuration(s) of the distribution system with the best levels of reliability, the objective function used in the metaheuristics is to minimize the LOLC - Loss Of Load Cost, which is associated with both, number and duration of electric power interruptions. Several metaheuristics techniques are tested, and the tabu search has proven to be most appropriate to solve the proposed problem. To characterize computationally the problem of the switches reconfiguring was developed a vector model (with integers) of the representation of the switches, where each normally open switch is associated with a group of normally closed switches. In this model simplifications have been introduced to reduce computational time and restrictions were made to exclude solutions that do not supply energy to any load point of the system. To check violation of the voltage and loading criteria a study of power flow for the ten best solutions is performed. Also for the ten best solutions a reliability evaluation using Monte Carlo sequential simulation is performed, where it is possible to obtain the probability distributions of the indices and thus calculate the risk of paying penalty due to not meeting the goals. Finally, the methodology is applied in a real Brazilian distribution network, and the results are discussed.

Load Characterization and Revenue Metering Under Non-Sinusoidal and Asymmetrical Operation

This paper proposes an approach to load characterization and revenue metering, which accounts for the influence of supply deterioration and line impedance. It makes use of the Conservative Power Theory and aims at characterizing the load from the measurements done at the point of common coupling. Despite the inherent limitations of a single-point measurement, the proposed methodology enables evaluation of power terms, which clarify the effects of reactivity, asymmetry and distortion, and attempts to depurate the power consumption accounted to the load from those terms deriving from supply nonidealities.

String-averaging expectation-maximization for maximum likelihood estimation in emission tomography

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Support area as an indicator of environmental load: Comparison between Embodied Energy, Ecological Footprint, and Emergy Accounting methods

Environmental aspects have been acknowledged as an important issue in decision making at any field during the last two decades. There are several available methodologies able to assess the environmental burden, among which the Ecological Footprint has been widely used due to its easy-to-understand final indicator. However, its theoretical base has been target of some criticisms about the inadequate representation of the sustainability concept by its final indicator. In a parallel way, efforts have been made to use the theoretical strength of the Emergy Accounting to obtain an index similar to that supplied by the Ecological Footprint. Focusing on these aspects, this work assesses the support area (SA) index for Brazilian sugarcane and American corn crop through four different approaches: Embodied Energy Analysis (SA(EE)), Ecological Footprint (SA(EF)), Renewable Empower Density (SA(R)), and Emergy Net Primary Productivity (SA(NPP)). Results indicate that the load on environment varies accordingly to the methodology considered for its calculation, in which emergy approach showed the higher values. Focusing on crops comparison, the load by producing both crops are similar with an average of 0.04 ha obtained by SA(EE), 1.86 ha by SA(EF), 4.24 ha by SA(R), and 4.32 ha by SA(NPP). Discussion indicates that support area calculated using Emergy Accounting is more eligible to represent the load on the environment due to its global scale view. Nevertheless, each methodology has its contribution depending of the study objectives, but it is important to consider the real meaning and the scope of each one. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Morphological changes and parasite load of the adrenal from dogs with visceral leishmaniasis

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

An Ultracapacitor-Based No-Break System for Microcomputers

This work aims at presenting a no-break system for microcomputers using ultracapacitors in replacement of the conventional chemical batteries. We analyzed the most relevant data about average power consumption of microcomputers, electrical and mechanical characteristics of ultracapacitors and operation of no-break power circuits, to propose a configuration capable of working properly with a microcomputer switching mode power supply. Our solution was a sixteen-component ultracapacitor bank, with a total capacitance of 350 F and voltage of 10.8 V, adequate to integrate a low-capacity no-break system, capable of feeding a load of 180 Wh, during 75 s. Our proposed no-break increases the reliability of microcomputers by reducing the probability of user data losses, in case of a power grid failure, offering, so, a high benefit-cost ratio. The replacement of the battery by ultracapacitors allows a quick no-break recharge and low maintenance costs, since these modern components have a lifetime longer than the batteries. Moreover, this solution reduces the environmental impact and eliminates the constant recharge of the energy storage device.

Determining spatial resolution in spatial load forecasting using a grid-based model

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Silicone insulators of power transmission lines with a variable inorganic load concentration: Electrical and physiochemical analyses

Polymeric insulation is an increasing tendency in projects and maintenance of electrical networks for power distribution and transmission. Electrical power devices (e. g., insulators and surge arresters) developed by using polymeric insulation presents many advantages compared to the prior power components using ceramic insulation, such as: a better performance under high pollution environment; high hydrophobicity; high resistance to mechanical, electrical and chemical stresses. The practice with silicone insulators in polluted environments has shown that the ideal performance is directly related to insulator design and polymer formulation. One of the most common misunderstandings in the design of silicone compounds for insulators is the amount of inorganic load used in their formulation. This paper attempts to clarify how the variation of the inorganic load amount affects physicochemical characteristics of different silicone compounds. The physicochemical evaluation is performed from several measurements, such as: density, hardness, elongation, tensile strength. In addition, the evaluation of the physicochemical structure is carried out using infrared test and scanning electronic microscopy (SEM). The electrical analysis is performed from the electric tracking wheel and erosion test, in agreement with the recommendation of the International Electrotechnical Commission (IEC). (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Teorias de potência conservativa e instantânea: análise comparativa

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEB