65ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 8. Engenharia Elétrica

CÁLCULO DE SOBRETENSÕES ATMOSFÉRICAS NAS CADEIAS DE ISOLADORES DE LINHAS DE TRANSMISSÃO CONSIDERANDO ONDAS DE CORRENTES REAIS DE DESCARGAS ATMOSFÉRICAS.

AMANDA BOTELHO AMARAL - Depto. Engenharia Elétrica - UFSJ MARCO AURÉLIO SCHROEDER - Prof.Dr/Orientador -Depto. Engenharia Elétrica - UFSJ

INTRODUÇÃO:

Nas últimas décadas, com o aumento do consumo e necessidade da energia elétrica, as exigências em relação à qualidade de energia e à sua disponibilidade são crescentes. Em sua distribuição, são necessárias extensas linhas de transmissão, tornando-se alvos constantes dos fenômenos eletromagnéticos (como por exemplo, as descargas atmosféricas), podendo gerar níveis de sobretensões nas cadeias de isoladores capazes de provocar flashover ou backflashover. Para o cálculo de desempenho da linha frente às descargas atmosféricas é necessária uma modelagem de todos os elementos envolvidos, implementada por meio de uma ferramenta computacional. Neste trabalho, tal ferramenta foi desenvolvida (em MATLAB), onde foi possível realizar análises de sensibilidade de parâmetros de linhas do sistema brasileiro, tais como: características geométricas; solos típicos e ondas de corrente de descargas atmosféricas.

OBJETIVO DO TRABALHO:

O objetivo geral deste trabalho é aplicar o ATP para calcular as distribuições estatísticas de sobretensões estabelecidas nas cadeias de isoladores de linhas de transmissão trifásicas, oriundas da interação direta com descargas atmosféricas. Para tal, serão consideradas ondas reais de correntes típicas de descargas.

MÉTODOS:

Inicialmente, para se alcançar um conhecimento relativo aos desenvolvimentos anteriores na área desta pesquisa, a metodologia utilizada foi uma constante interação entre orientador e aluno, com reuniões semanais para discussão do tema, mediante análises artigos, livros, teses etc. Desta forma, a aluna teve a oportunidade de conhecer as modelagens eletromagnéticas envolvidas em estudos de transitórios eletromagnéticos. Em seguida, tais modelagens foram inseridas em um ambiente computacional em linguagem MATLAB, para análise de sensibilidade das taxas de flashover e de backflashover de linhas reais do sistema de transmissão mineiro.

RESULTADOS E DISCUSSÃO:

Com o programa desenvolvido, pôde-se verificar, como principal resultado desta pesquisa, a significativa sensibilidade das taxas de flashover e de backflashover em relação à onda de corrente representativa de uma descarga atmosférica. Este resultado ilustra a importância da utilização de formas de ondas reais das correntes associadas às descargas atmosféricas, em detrimento de formas estilizadas amplamente utilizadas na literatura técnica.

CONCLUSÕES:

As diversas análises de sensibilidade realizadas ao longo da pesquisa, por meio da utilização da ferramenta computacional elaborada, proporcionaram as seguintes principais conclusões: i) a maior contribuição na taxa total de desligamento (flashover mais backflashover) está associada ao fenômeno de backflashover; ii) as maiores sobretensões nas cadeias de isoladores correspondem à incidência de raios no topo da torre; iii) as incidências ao longo do vão (principalmente nas proximidades do meio do vão) não acarretam em sobretensões danosas para as cadeias de isoladores; iv) as taxas de backflashover são sensivelmente reduzidas quando: a. as impedâncias de aterramento são reduzidas; b. os surtos de corrente, representativos das descargas atmosféricas, possuem baixos valores de amplitude e elevados tempos de frente e v) a utilização de formas de ondas mais próximas das medidas (reais) melhora a precisão no cálculo das taxas de backflashover.

Palavras-chave: Descargas Atmosféricas, Ondas de corrente, Taxa de Backflashover.