Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://hdl.handle.net/11612/1303
Autor(a): Maximiano Sobrinho, Adelicio
Orientador: Camacho, José Roberto
Título: Uma contribuição aos projetos de transformadores via algoritmos naturais e elementos finitos
Palavras-chave: Evolução Diferencial; Projeto de Máquinas Elétricas; Método de Elementos Finitos; Otimização Multiobjetivo; Differential Evolution; Electric Machines Design; Finite Element Method; Multiobjective Optimization
Data do documento: 14-Jun-2019
Editor: Universidade Federal de Uberlândia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Citação: MAXIMIANO SOBRINHO, Adelicio. Uma contribuição aos projetos de transformadores via algoritmos naturais e elementos finitos. 2019. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Uberlândia, 2019
Resumo: O objetivo desta pesquisa é apresentar os estudos realizados para projetar transformadores de distribuição trifásicos, tipo núcleo envolvido, com o auxílio de técnicas de otimização. Através da função mono-objetivo pretende-se minimizar as perdas elétricas e magnéticas, e com o uso da função multiobjetivo pretende-se minimizar as perdas e a massa total da parte ativa do transformador. Os algoritmos utilizados são: a Evolução Diferencial (ED) e o Enxame de Partículas (EP) e seus desempenhos são comparados através dos resultados atingidos. Ainda, é detalhada a importância de uma boa estimativa da corrente de energização (inrush) dos transformadores desde a elaboração dos projetos, devido à sua interferência nos sistemas de proteção e no sistema elétrico de potência em geral. Os parâmetros fundamentais do projeto, tais como: dimensões do núcleo, perdas totais, corrente a vazio e a corrente de energização são estimados analiticamente através do software OCTAVE. As análises eletromagnéticas no núcleo são simuladas via Método dos Elementos Finitos (MEF). A corrente inrush é calculada pelo método analítico via software OCTAVE, simulada via software ATPDraw (Alternative Transient Program) e medida em campo. A otimização multiobjetivo trabalha com dois ou mais objetivos, na maioria das vezes conĆitantes, e a cada iteração armazena as diversas soluções não dominadas da Frente de Pareto, auxiliando os projetistas na escolha da solução que melhor atenda às suas necessidades. Os resultados obtidos com as técnicas de otimização monoobjetivo e multiobjetivo foram para minimizar as perdas totais e/ou custo do projeto.
Abstract: The objective of this research is to present the studies carried out to design three-phase core type distribution transformers, with the aid of optimization techniques. Minimize losses through the use of a mono-objective function, and with the use of multi-objective function minimize losses and the total mass of the active part of the transformer. The algorithms used are: Differential Evolution (DE) and Particle Swarm Optimization (PSO), their performances are compared through the obtained results. In addition, is detailed the importance of a good estimation of the inrush current of the transformers from the elaboration of the project, due to its interference in the protection systems and in the electrical power system in general. The main parameters of the design, such as: core dimensions, total losses, no load current and the energizing current are estimated analytically through the OCTAVE software. The analysis of magnetic Ćux density in the core is simulated using the Finite Element Method (FEM). The inrush current is calculated, simulated by ATPDraw (Alternative Transient Program) software and measured in the Ąeld. Multiobjective optimization allows working with two or more conĆicting objectives, and at each iteration it stores the various non-dominant Pareto Front solutions, helping designers to choose the solution that best meets their needs. The results obtained with the mono-objective and multiobjective optimization techniques were interesting to minimize the losses and/or cost of the project.
URI: http://hdl.handle.net/11612/1303
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