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http://hdl.handle.net/1843/31512| Type: | Dissertação |
| Title: | Estudo de extinção de arco secundário no religamento monopolar de linhas de extra-alta tensão |
| Authors: | Ricardo de Magalhães Araújo |
| First Advisor: | Alberto Resende De Conti |
| First Referee: | Clever Sebastião Pereira Filho |
| Second Referee: | Eduardo Gonzaga da Silveira |
| Abstract: | Este trabalho trata da manobra de religamento monopolar em linhas de transmissão aéreas de extra-alta tensão. São abordadas as características, limitações e os principais requisitos necessários para a realização dessa manobra. Dentre esses requisitos é dado foco à extinção do arco elétrico secundário, de extrema importância para o sucesso da manobra, mas de difícil determinação. Para tanto, foram realizados estudos e avaliações de modelos matemáticos de arco elétrico com a finalidade de verificar se eles são capazes de reproduzir o comportamento real do arco e sua interação com a rede. Além disso, verifica-se se é possível determinar, utilizando esses modelos, o tempo necessário para a extinção do arco em um sistema elétrico específico utilizando simulações computacionais. A fim de concretizar a avaliação proposta, foi realizado um estudo de caso a partir de um sistema real. Neste estudo foram replicados casos reais de religamento monopolar automático em uma linha de 500 kV da CEMIG GT, através de simulações utilizando modelos de arco e das linhas de transmissão. O software empregado é o Alternative Transients Program (ATP). Formas de onda de tensão e corrente calculadas nas terminações da linha em condições de falta apresentam boa concordância com os dados de medição, especialmente para um dos modelos de arco avaliados. Isso sugere a validade da metodologia empregada. Entretanto, apesar de representarem bem as ocorrências, os modelos precisam ser alimentados com parâmetros que dependem de condições ambientais, que não estão usualmente disponíveis. Foram realizadas simulações computacionais considerando estratégias de mitigação do arco secundário, como a utilização de reator de neutro e chaves de aterramento rápidas, cuja eficácia foi comprovada. Finalmente, a partir dos resultados das medições e das simulações foram estimadas as tensões de terceiro harmônico no terminal da linha. Esse parâmetro, que funciona como um detector de arco secundário, constitui uma das diversas técnicas de religamento monopolar adaptativo. Os resultados apontam ser este um indicador eficiente da extinção do arco, e também que os modelos de arco fornecem níveis de tensão de terceiro harmônico semelhantes ao do arco real. |
| Abstract: | This work deals with single-phase auto reclosing in extra high voltage overhead transmission lines. The characteristics, limitations and main requirements for this switching operation are discussed. Among these requirements special attention is given to the extinction of the secondary electric arc, which is extremely important for the success of the switching operation but is difficult to determine. For this, studies and evaluations of electric arc models were carried out with the purpose of verifying their ability to reproduce the real arc behavior and its interaction with the power system. It is also verified if it is possible to determine, using these models, the time required for the extinction of the electric arc in a specific electrical system based on computer simulations. In order to carry out the proposed evaluation, a case study is presented based on a real system. In this study, real cases of single-phase reclosing performed in a 500 kV line of the CEMIG GT were reproduced by simulations with arc and transmission line models using the software Alternative Transients Program (ATP). Voltage and current waveforms calculated at the line terminations under fault conditions present good agreement with measured data, especially for one of the evaluated arc models. This suggests the validity of the employed methodology. However, although they are able to represent the occurrences with sufficient accuracy, the models require parameters that depend on environmental conditions, which are hardly available. Simulations were also carried out considering strategies for mitigating the secondary arc, such as the use of neutral reactor and fast grounding switches, whose efficacy was proved. Finally, from measured and simulated results, the third harmonic of the voltage waveforms were estimated at the line terminal. This parameter, which works as a secondary arc detector, is one of several adaptive single-phase reclosing techniques available in the literature. The results show that this is an efficient arc extinction detector, and that the arc models provide third harmonic voltage levels similar to those of the real arc. |
| Subject: | Engenharia elétrica Linha de transmissão Simulação (Computadores) |
| language: | por |
| metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| metadata.dc.publisher.department: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/31512 |
| Issue Date: | 31-Jul-2019 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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