Engenharia Elétrica (UACSA)
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TCC - Trabalho de Conclusão de Curso
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Item Análise de risco para readequação de sistema de proteção contra descargas atmosféricas em uma Indústria(2024-12-19) Leite, Júlio Cesar Feitosa; Macêdo, Ana Vitoria de Almeida; http://lattes.cnpq.br/4620780444139288; http://lattes.cnpq.br/4620780444139288As descargas atmosféricas são um fenômeno natural impressionante e imprevisíveis. O impacto gerado por ela a uma estrutura, equipamento ou ser vivo é devastador. Graças ao avanço da tecnologia é possível compreender melhor esse fenômeno, investigar locais de maior incidência e até mesmo proteger-se. O Brasil hoje possui o mais elevado índice de incidência de descargas atmosféricas do mundo, com isso se torna mais necessário a instalação do Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA), esse sistema é basicamente composto por três partes, o sistema de captação, sistema de descida e o sistema de aterramento. A proposta deste sistema é proteger a edificação e tudo que estiver em seu interior, direcionando a corrente elétrica, proveniente da descarga atmosférica, por um caminho de baixa resistência até o solo, anulando seus efeitos destruidores. A proposta do estudo aqui apresentado é apresentar um projeto de instalação de SPDA em uma indústria localizada na cidade de Jaboatão dos Guararapes – PE, avaliando seus fatores de risco, necessidade de proteção, método de proteção e outras informações que se fazem pertinentes, levando em consideração a norma NBR 5419 de 2015.Item Drone com propulsores vetoriais e asa inclinável com sistema de estabilização baseado em lógica Fuzzy.(2025-12-15) Tenani Neto, Alcidio; Cervantes, Ania Lussón; http://lattes.cnpq.br/5793691069517813; http://lattes.cnpq.br/5257383890345590Os Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) têm ganhado grande destaque em diferentes setores, especialmente devido à complexidade de sua dinâmica e à ampla variedade de aplicações possíveis. Esse cenário tem impulsionado pesquisas voltadas para a melhoria das arquiteturas desses veículos, bem como para o desenvolvimento de sistemas de controle cada vez mais eficientes e robustos. O presente trabalho tem como objetivo o projeto e a construção de um protótipo de drone equipado com uma estrutura de sustentação móvel que permita o movimento livre de inclinação (tilt) e desenvolver um sistema de controle de voo baseado em lógica Fuzzy. Para isso, realiza-se a modelagem e a construção do protótipo, sendo seus componentes principais: propulsores (conjunto motor-hélice), estruturas gangorras, asa inclinável, suporte da asa, corpo central e suporte de pouso. O protótipo apresenta simplicidade mecânica e segregação eficiente dos eixos de controle (roll pela asa e pitch/yaw pela inclinação das gangorras). Além disso, custo reduzido, reprodutível em laboratório e sustentável. Todos os componentes são integrados para se obter a modelagem computacional do drone por meio do toolbox Simscape Multibody do Matlab. O controle de posição e do ângulo yaw se realizam mediante o controlador Proporcional-Integral-Derivativo (PID), enquanto implementa-se o controle Fuzzy e Fuzzy-PID para a inclinação das estruturas gangorras (pitch), bem como o controlador Fuzzy para a inclinação da asa (roll). Os resultados obtidos demonstraram que o controlador Fuzzy-PID foi capaz de apresentar respostas rápidas, baixo sobressinal, seguimento de trajetória precisa e alta resiliência frente a distúrbios e ruídos. Evidencia-se que o protótipo é adequado para pesquisas acadêmicas e ambientes de ensino, reforçando seu caráter didático e experimental para o estudo de dinâmica de voo e sistemas de controle.Item Análise comparativa do desempenho de sistemas fotovoltaicos: microinversor versus inversor string com otimizadores de potência no IFPE – Campus Recife(2025-12-29) Santos, Rhayanna Larissa Ferreira dos; Cirilo, Rodrigo de Paiva; Oliveira, Gideão Paulo de; http://lattes.cnpq.br/4863269022451736; http://lattes.cnpq.br/5913937446624081; http://lattes.cnpq.br/1023046982055964O crescimento da demanda global por energia elétrica e a necessidade de reduzir impactos ambientais impulsionaram o avanço das fontes renováveis, especialmente a energia solar fotovoltaica. Nesse contexto, compreender o desempenho de diferentes arquiteturas de conversão como inversores string com otimizadores e microinversores tornou-se essencial para aprimorar a eficiência de sistemas de geração distribuída. Embora a literatura reconheça o potencial dos dispositivos Module Level Power Electronics (MLPE) em cenários de sombreamento e mismatch, ainda há lacunas quanto ao comportamento comparativo dessas tecnologias quando instaladas sob condições idênticas de irradiação e disposição física. Este trabalho teve como objetivo avaliar de forma comparativa o desempenho operacional de duas usinas fotovoltaicas localizadas em Recife-PE, sendo uma equipada com inversor string associado a otimizadores (UFV-ISO) e outra utilizando microinversor (UFV-M). A análise concentrou-se nos principais indicadores de performance recomendados pela literatura: Produtividade Específica (Yf), Rendimento de Referência (Yr), Performance Ratio (PR) e Fator de Capacidade (FC), a partir de dados reais de geração registrados entre setembro a novembro de 2025. Foram feitas coletas dos dados de produção elétrica dos sistemas, na obtenção da irradiação solar média mensal via plataforma SunData/CRESESB e na aplicação das equações normativas para cálculo dos indicadores de desempenho. Ambos os sistemas foram instalados no mesmo telhado, com igual orientação e inclinação, garantindo condições controladas para fins de comparação direta. Os resultados mostram que os dois sistemas apresentaram comportamento coerente com a sazonalidade da irradiação local e desempenho superior às médias usuais da literatura para regiões brasileiras de alta insolação. Apesar da elevada semelhança entre as curvas de desempenho, observou-se uma discreta predominância do sistema UFV-ISO, que apresentou valores marginalmente superiores nos índices ao longo dos três meses analisados. As diferenças observadas, inferiores a 1%, caracterizam variações pouco significativas do ponto de vista operacional, indicando que ambas as tecnologias operaram de forma eficiente e estável nas condições estudadas. Nesse contexto, embora o sistema com otimizadores tenha apresentado desempenho levemente superior, o microinversore demonstra desempenho equivalente e plenamente adequado à geração de energia. Os resultados reforçam que a escolha entre os dois sistemas deve considerar não apenas os indicadores energéticos, mas também aspectos como complexidade de instalação, manutenção e estratégias específicas de mitigação de sombreamento.Item Análise de viabilidade de migração para o mercado livre: estudo de caso Dois Irmãos/UFRPE.(2025-02-27) Ferreira, Pedro Emanuel Moura; Silva, Mauren Pomalis Coelho da; http://lattes.cnpq.br/0240476673310276; http://lattes.cnpq.br/2906689802258643Com o crescimento do consumo de energia e a oscilação dos preços, muitos consumidores buscam alternativas para reduzir custos. Nesse cenário, o Mercado Livre de Energia surge como uma opção vantajosa, oferecendo previsibilidade nos gastos, flexibilidade na contratação e maior sustentabilidade. Este trabalho apresenta o estudo de caso da Universidade Federal Rural de Pernambuco, no Campus Dois Irmãos, em Recife, utilizando o método Break Even Point para identificar o preço de equilíbrio entre o Ambiente de Contratação Livre (ACL) e o Ambiente de Contratação Regulada (ACR). Foram realizados dois estudos: o Estudo de Caso A, que analisou a fatura de julho de 2024, e o Estudo de Caso B, que considerou os meses de maio, junho, julho, agosto e novembro do mesmo ano, possibilitando observar as variações de consumo e preço ao longo do tempo. Os resultados mostraram que a migração para o ACL é viável e bastante vantajosa, proporcionando reduções significativas nos custos e garantindo economia consistente ao longo do período analisado.Item Análise da evolução de falta do tipo shunt em linhas de transmissão de energia em nível de distribuição: cálculo e modelagem de falta monofásica, bifásica e trifásica em sistema elétrico de potência(2025-08-07) Santos, Pedro Henrique Valentim; Silva, Mauren Pomalis Coelho da; http://lattes.cnpq.br/0240476673310276; https://lattes.cnpq.br/3768454766716749Dado o cenário de constante crescimento da demanda de energia elétrica, apontado pelos órgãos que acompanham, estudam e estimam dados associados ao Sistema Elétrico de Potência (SEP), expansão da capacidade de geração de energia elétrica instalada no Brasil e avanços tecnológicos em sistemas industriais no sentido de manufatura enxuta associada a conceitos de indústria 4.0 que utilizam componentes sensíveis à Qualidade de Energia Elétrica (QEE), é de suma importância que a rede elétrica possua, mais do que nunca, confiabilidade e continuidade. Isso significa que a rede elétrica precisa estar preparada para a ocorrência de eventos extremos como o curto-circuito, que tem a capacidade de danificar redes elétricas. Neste sentido, este trabalho traz uma contextualização acerca da importância do estudo de curto-circuito em todo e qualquer sistema elétrico de potência. Realizou-se uma revisão bibliográfica dos tipos de faltas shunt foi abordado o método de cálculo de corrente de faltas utilizando as componentes simétricas. Em seguida, foram apresentados dois sistemas elétricos de potência, ambos sistemas testes do Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos (IEEE), uma organização profissional internacional renomada na área. Os denominados sistema alimentador 4-barras e sistema alimentador 34-barras, foram modelados com a utilização do programa ATP/ATPDraw. Na análise do sistema de 4 barras foram feitos cálculos de curto-circuitos numéricos com o auxílio da ferramenta Octave, para que os resultados esperados fossem comparados com as simulações no ATP/ATPDraw, validando a modelagem. Em seguida, foram simulados cenários de falta ao sistema de 34 barras, com a intenção, desta vez, de analisar como a rede responderia às faltas aplicadas em diferentes barras do sistema. Por fim, foi feita uma simulação com o relé de sobrecorrente instantâneo para avaliar a sua atuação frente a uma falta próxima à barra principal do sistema. Os resultados obtidos nas simulações do sistema 4-barras com faltas foram comparados aos teóricos, validando a metodologia. Os resultados obtidos nas simulações das faltas no sistema 34-barras nos mostraram que a severidade das correntes de falta irá depender do tipo de curto-circuito, impedância de falta, da sua localização e da topologia do circuito. O ajuste do relé de sobrecorrente também se mostrou eficaz ao atuar corretamente. O trabalho contribui significamente para a comunidade científica, pois oferece um guia de modelagem robusto e preciso para dois sistemas do IEEE. Foi concluído também que o ATP/ATPDraw é uma ferramenta confiável e pode auxiliar estudantes e engenheiros na modelagem, simulação e entendimento de sistemas em diversas áreas do estudo do sistema elétrico de potência.Item Implementação de algoritmo para cálculo da margem de transmissão para auxílio nos estudos de planejamento de Sistemas Elétricos de Potência(2024-12-10) Barros, Vinícius Estevam de; Macêdo, Ana Vitória de Almeida; Reis, Raphael Leite de Andrade; http://lattes.cnpq.br/1157321507564630; http://lattes.cnpq.br/9988705107409146Este trabalho, contextualizado no projeto de Pesquisa e Desenvolvimento da Eletrobrás Chesf, apresenta o estudo realizado para implementação de um algoritmo baseado no método numérico de Newton-Raphson, visando o cálculo do fluxo de potência em sistemas de transmissão de energia elétrica, que resultou na elaboração de um artigo, o qual foi apresentado no XIII Congresso Brasileiro de Planejamento Energético. Além disso, a solução implementada é aplicada para determinar a capacidade remanescente de escoamento de energia elétrica, também conhecida como margem de transmissão, a nível de barramento candidato. Para resolver este problema, são adotados critérios de segurança baseados nas grandezas limitantes da rede elétrica, com o objetivo de encontrar a capacidade remanescente para escoamento da geração, que podem ser suportadas pela infraestrutura existente, sem a necessidade de expansão ou de investimentos em curto prazo. A análise foi realizada utilizando o modelo IEEE 118 barras, que representa uma aproximação do sistema elétrico de potência dos Estados Unidos, conforme sua configuração de 1962. Os resultados obtidos pelo algoritmo foram validados por meio da comparação com os dados fornecidos pelo software Anarede®.Item Prevenção de falhas em transformadores de potência por meio da análise de gases dissolvidos (AGD) do óleo isolante(2025-08-07) Souza Filho, Marcos Antonio de; Paiva, Rodrigo Cirilo de; http://lattes.cnpq.br/5913937446624081; https://lattes.cnpq.br/1661193017200302É fundamental para a continuidade do fornecimento de energia elétrica a confiabilidade operacional de transformadores de potência, o que torna necessário adotar medidas de monitoramento preventivo para possíveis falhas. Este estudo analisa a condição operacional de transformadores de potência isolados a óleo mineral por meio da análise de gases dissolvidos no óleo isolante, técnica não invasiva que possibilita identificar anomalias no equipamento. Inicialmente são apresentados os fundamentos teóricos sobre transformadores e óleos isolantes, detalhamento das diretrizes de coleta, preparação da amostra e métodos de interpretação e diagnóstico. Em seguida, é realizado um estudo de caso utilizando metodologias amplamente reconhecidas, como a análise dos gases-chave, o Triângulo de Duval e as relações da norma brasileira NBR 7274, com a finalidade de comparar a eficácia das abordagens e identificar falhas internas no equipamento. Os resultados indicaram que a aplicação desses métodos permite diagnosticar precocemente defeitos incipientes, ao que contribui para a extensão da vida útil dos transformadores, embora existam limitações em relação à interpretação em casos de condições operacionais atípicas.Item Modelagem e simulação de sistema elétrico de potência e parametrização da proteção na linha de transmissão(2025-07-21) Rocha, Bruno Julião da; Silva, Mauren Pomalis Coelho da; http://lattes.cnpq.br/0240476673310276; http://lattes.cnpq.br/9988158557110054O presente trabalho de conclusão de curso tem como objetivo produzir um estudo sobre faltas em linhas de transmissão, modelando e simulando um sistema elétrico de potência (SEP), além de realizar a parametrização de relés de proteção para garantir a segurança e a confiabilidade do circuito. O estudo contempla uma contextualização histórica sobre o desenvolvimento da energia elétrica e a construção das linhas de transmissão, seguida de uma revisão bibliográfica a respeito das faltas no sistema, características das linhas de transmissão, o funcionamento do software utilizado para análise de curtos-circuitos, e a proteção por relés. A metodologia adotada baseou-se na modelagem de um sistema, onde foram realizados cálculos manuais, aplicando as condições de contorno adequadas, para determinação das correntes de curto-circuito trifásico em diferentes pontos da linha, sendo posteriormente comparados aos resultados obtidos por meio de simulação computacional. A comparação entre os valores teóricos e simulados evidenciou a eficiência do software empregado, demonstrando não apenas sua precisão nos resultados, mas também sua praticidade. Essa característica contribui diretamente para a redução do tempo necessário ao projetar um sistema de proteção adequado, tornando-o mais ágil e aplicável a situações reais. Na etapa seguinte, realizou-se a parametrização de relés de sobrecorrente (ANSI 50/51) e de distância (ANSI 21) frente aos diferentes cenários de falta. Os ajustes aplicados nos relés tiveram como objetivo assegurar a coordenação e a seletividade do sistema de proteção, de modo a garantir sua atuação correta e eficiente diante de diferentes condições de operação.Item Aplicação de aprendizado de máquinas na detecção de anomalias em componentes de linhas de transmissão(2025-03-21) Melo, Isadora Rodrigues de; Ferreira, Felipe Alberto Barbosa Simão; http://lattes.cnpq.br/9939255113143786; https://lattes.cnpq.br/3445765194031185O avanço da tecnologia ao longo dos anos mudou bastante o Sistema Elétrico de Potência (SEP) e a indústria, melhorando a segurança na entrega de energia para todos. A inspeção de linhas de transmissão é um processo essencial que garante o funcionamento do sistema elétrico, mas apresenta desafios. Tradicionalmente, as inspeções são realizadas por equipes que se deslocam até locais de difícil acesso, que envolve altos riscos e custos financeiros. Com os novos recursos de inteligência artificial, usar aprendizado de máquina tem se mostrado uma solução viável para otimizar o processo na identificação de problemas estruturais nas linhas de transmissão. Neste projeto, foi desenvolvido um sistema baseado em aprendizado de máquina para detectar e analisar equipamentos nas linhas de transmissão. O sistema usa o modelo YOLOv5 para encontrar as peças e identificar onde elas estão na imagem. Em seguida, a rede neural convolucional ResNet, que permite uma análise eficiente das imagens, classifica cada peça identificada, determinando se existe avaria ou não. Os componentes da linha de transmissão sem avaria possuem uma caixa delimitadora da cor verde, e as com avarias da cor vermelha. Nos testes feitos, o sistema acertou 90,6% das vezes ao encontrar as peças e 81% ao dizer se tinham defeito. No entanto foi constado alguns desafios, como a falta de certas amostras do próprio banco de dados, o que pode impactar o desempenho do modelo para determinados componentes. Assim, obter um conjunto de dados com mais imagens e robusto é fundamental para melhorar a eficácia do sistema. Este trabalho ajuda na modernização da manutenção das linhas de transmissão usando técnicas avançadas de aprendizado de máquina. Quando usado junto com sistemas de monitoramento remoto, pode diminuir gastos e riscos das inspeções feitas por pessoas. Além disso, permite a identificação de problemas previamente, tornando o sistema elétrico mais confiável e eficiente.Item Controle de um pêndulo invertido(2025-06-12) Melo, Renan Velozo Herculino de; Aguedo, Reinel Beltrán; http://lattes.cnpq.br/2770313428458626; https://lattes.cnpq.br/9586024684527477Este estudo examina a investigação e a aplicação de métodos de controle voltados para alcançar a estabilização de um sistema de pêndulo invertido em uma base móvel. O texto explora a modelagem matemática do sistema por meio de uma abordagem que se vale da formulação advinda das Leis de Newton, além de abordar sua representação tanto em variáveis de estado quanto em função de transferência. Esta pesquisa explora duas estratégias de controle: o clássico controlador PID (proporcional - integral - derivativo) e suas duas variantes, PI-D e I-PD, e o controlador realimentado por estado observado. As simulações são executadas no Matlab/Simulink, o que permite a validação da modelagem e das estratégias de controle. A eficácia das estratégias de controle é avaliada por meio de duas abordagens complementares: índices integrais de erro (ISE, IAE, ITSE e ITAE) e parâmetros da resposta temporal, como tempo de subida, tempo de acomodação, sobressinal e erro em regime permanente.