65ª Reunião Anual da SBPC

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

ANÁLISE DA DISTRIBUIÇÃO DE PROBABILIDADE CUMULATIVA DO ÂNGULO DE INCIDÊNCIA DE DESCARGAS ATMOSFÉRICAS EM LINHAS DE TRANSMISSÃO AÉREAS TRIFÁSICAS.

Maicon Ricardo Reis - Depto. de Engenharia Elétrica - UFSJ Marco Aurélio de Oliveira Schroeder - Prof. Dr./Orientador - Depto. de Engenharia Elétrica - UFSJ

INTRODUÇÃO:

O cálculo do desempenho de uma linha de transmissão é uma atividade muito complexa; para facilitar, normalmente, alguns fenômenos são simplificados; outros, até mesmo, desprezados em muitas análises. Neste último caso, pode-se citar a inclinação do canal de descargas atmosféricas em relação aos sistemas atingidos. No programa computacional para cálculo de desempenho de linhas mais utilizados no mundo, o Flash, tal inclinação é totalmente desconsiderada – consideram-se somente descargas verticais em relação à superfície do solo. Tal postura simplificadora não é indicada, pois ao se analisar uma linha com somente um cabo pára-raios, espaçado verticalmente de uma fase, a descarga nunca atingirá o cabo fase, o que é uma inverdade prática. Tal fato, pode diminuir a área de exposição da linha, levando a sub-estimativas irreais do desempenho de linhas de transmissão.

OBJETIVO DO TRABALHO:

O objetivo deste trabalho é aplicar funções de distribuição de probabilidades cumulativas do ângulo de incidência de descargas atmosféricas em linhas de transmissão aéreas trifásicas para calcular a área de exposição dos condutores das linhas e o número de descargas que atingem diretamente tais linhas, comparando com resultados que consideram somente descargas atmosféricas verticais.

MÉTODOS:

Para a obtenção de resultados mais próximas da realidade física, mediante a consideração da inclinação em questão, foi elaborada uma ferramenta computacional no MATLAB. Esta ferramenta possibilita o cálculo numérico da taxa de desligamento, por flashover, de uma linha de transmissão trifásica. Para tal, utiliza-se o modelo eletrogeométrico (MEG) em 2 etapas: i) sem considerar ângulos de incidências diferentes de 90º (incidência vertical), como amplamente encontrado na literatura, e ii) modificação no MEG de modo a considerar ângulos de inclinação diversos. Em seguida, são obtidas as áreas desprotegidas dos condutores da linha. Tais áreas são determinadas com o auxílio de uma função distribuição de probabilidade cumulativa do ângulo de incidência de descargas atmosféricas, com o objetivo de se determinar um valor probabilístico médio final. Estas considerações foram inseridas no programa desenvolvido, o que possibilitou a obtenção de taxas de desligamentos, devido à flashover, mais confiáveis.

RESULTADOS E DISCUSSÃO:

Os resultados decorrentes dos programas desenvolvidos, para sua validação, foram comparados com aqueles de um programa mundialmente utilizado (Flash) e alguns outros encontrados na literatura técnica. Os resultados mostram que a desconsideração da inclinação do canal de descarga atmosférica (como considerado no Flash) leva a estimativas reduzidas das taxas de flashover e, portanto, irreais. Quando somente a inclinação vertical é considerada, os resultados obtidos nesta pesquisa tiveram um ótimo desempenho, sendo praticamente idênticos aos gerados pelo Flash.

CONCLUSÕES:

Com os resultados obtidos conclui-se, como esperado, que a desconsideração do ângulo de incidência realmente diminui a taxa de flashover. A diferença é, na maior parte dos casos analisados, mais da metade, o que faz com que seja impreciso o resultado de programas mundialmente utilizados que desconsideram inclinações dos canais de descargas atmosféricas diferentes de 90º.

Palavras-chave: Flashover, Inclinação, eletrogeométrico.