Agenda

Inici: 11:00:00
Final: 14:00:00

Defensa tesis DI: Francesca Capelli (SBI Connectors - UPC)

Autor: CAPELLI, FRANCESCA
Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
Programa: ENGINYERIA ELÈCTRICA
Departament: Departament d'Enginyeria Elèctrica (EE)
Data de dipòsit: 24/01/2017
Data de lectura: 16/03/2017
Hora de lectura: 11:00
Lloc de lectura: UPC - Campus Terrassa - Edifici TR5 - ESEIAAT - Planta 1 - Sala de Conferències
Director de tesi: RIBA RUIZ, JORDI ROGER
Tribunal: 
     PRESIDENT: ESTEVE PUJOL, JOAN
     SECRETARI: RUPEREZ DE GRACIA, ELISA
     VOCAL: CAVALLINI, ANDREA
Resum de tesi: La tecnología de conductores HTLS (alta temperatura, baja flecha) impone condiciones operativas muy severas en los dispositivos eléctricos, como los conectores subestación para sistemas de transmisión y distribución, los cuales están sometidos a corrientes más altas y tienen que operar a temperaturas más elevadas. El objetivo principal de esta tesis es el desarrollo de una nueva familia de conectores de subestación de alta capacidad compatibles con la tecnología HTLS. El primer aspecto que se ha analizado es la selección del material de base. En la actualidad, los conectores de subestación se fabrican con la aleación de aluminio de fundición A356, debido a sus buenas propiedades físicas. Sin embargo, debido a las condiciones operativas más estrictas introducidas por la tecnología HTLS, la aleación estándar se debe mejorar. Para cumplir con los requisitos de la aplicación, se ha propuesto un tratamiento químico (modificación). Se han caracterizado las propiedades eléctricas, térmicas y mecánicas de la aleación estándar y modificada, además la resistividad eléctrica se ha evaluado desde temperaturas criogénicas hasta 200 ºC, para determinar el coeficiente de temperatura de resistividad. Las medidas experimentales han demostrado que la modificación química mejora las propiedades mecánicas, eléctricas y térmicas de la aleación A356. Por otra parte, para el diseño de la nueva familia de conectores, se debe tener en cuenta la resistencia de contacto, la cual define la eficiencia energética y la vida útil de una conexión eléctrica. Para reducir la resistencia de contacto se ha propuesto un nuevo procedimiento de instalación para conectores. El comportamiento térmico de los conectores instalados con el nuevo procedimiento se ha comparado con el tradicional, a través de ensayos de calentamiento, de ciclos térmicos y de cortocircuito. Los resultados muestran una menor temperatura de funcionamiento y degradación de los conectores instalados con el nuevo procedimiento. Además, el coeficiente de temperatura de la resistencia de contacto se ha determinado a través de una medida experimental. Para predecir el comportamiento térmico de los conectores de subestación, es importante poder estimar la resistencia eléctrica de constricción (ECR). Diferentes modelos ECR se han comparado con medidas experimentales. Los modelos fractales muestran una mejor correspondencia con los datos experimentales; sin embargo, estos modelos se basan en varios parámetros que dependen de la rugosidad de las superficies, cuyos valores necesitan ser calibrados para cada aplicación. Se ha desarrollado un programa basado en un algoritmo genético para obtener una predicción precisa de la resistencia de contacto en conectores de subestación. Además, se han desarrollado herramientas avanzadas de modelado 3D-FEM para realizar simulaciones de ensayos de cortocircuito y de calentamiento para conectores eléctricos. El desarrollo de herramientas de simulación es esencial para anticipar los resultados de los ensayos estándar, de una manera rápida y barata. En esta tesis se han desarrollado herramientas 3D-FEM multifísicas electromagnéticas-térmicas para simular el comportamiento térmico transitorio de los conectores en los ensayos estandarizados de cortocircuito y de calentamiento. Por último, la tesis trata de la inductancia del bucle de ensayo. La estimación de la inductancia del bucle es muy importante, ya que determina la caída de tensión en los conductores. La estimación de la inductancia proporcionada por las fórmulas ha sido comparada con simulaciones FEM y medidas experimentales. Por otra parte, se ha propuesto y optimizado una configuración sencilla para reducir el consumo de energía reactiva durante los ensayos de cortocircuito, basada en la adición de un conductor que forma un bucle cerrado concéntrico interno al bucle de ensayo.

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