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http://hdl.handle.net/1843/51492| Type: | Dissertação |
| Title: | Avaliação de malhas de aterramento de subestações : uma abordagem probabilística do risco de fatalidades |
| Authors: | Braulio Roberto de Melo Coutinho |
| First Advisor: | Ivan José da Silva Lopes |
| First Referee: | José Osvaldo Saldanha Paulino |
| Second Referee: | Sandro de Castro Assis |
| Third Referee: | Carlos Ermídio Ferreira Caetano |
| metadata.dc.contributor.referee4: | Wallace do Couto Boaventura |
| Abstract: | O trabalho apresenta uma discussão sobre a aplicação do método probabilístico para análise de risco em sistemas de aterramento de subestações, em comparação ao método determinístico para projeto de malhas. Na abordagem probabilística, os potenciais perigosos que podem surgir em decorrência de um curto-circuito, não são apenas comparados com tensões máximas admissíveis e sim, transformados em uma análise de risco. Para determinar o risco de fatalidade associado ao sistema de aterramento, é necessário calcular as probabilidades de coincidência e de fibrilação. A probabilidade de coincidência é definida como a possibilidade de uma pessoa estar em contato com algum ativo ou em alguma região que possa apresentar uma diferença de potencial durante a ocorrência de uma falta fase-terra. A probabilidade de fibrilação estima a possibilidade de a vítima sofrer fibrilação ventricular caso seja submetida a uma tensão de passo ou toque. Para debater o assunto, o trabalho inicialmente contextualiza a metodologia vigente através da apresentação dos principais pontos da “NBR 15751: Sistema de aterramento de subestações – requisitos”. Em seguida, a abordagem probabilística é apresentada através de revisão de artigos publicados nos últimos anos e normas internacionais sobre o assunto. Um estudo de caso é então apresentado contemplando um projeto real de uma malha de aterramento de duas subestações de 138 kV que compartilham um mesmo pátio. O projeto é desenvolvido sob a perspectiva determinística e, posteriormente, diversas análises de risco são feitas através da abordagem probabilística. Por fim, um conjunto de subestações existentes também é avaliado sob a perspectiva probabilística. Os resultados mostram que a metodologia de avaliação de risco apresenta-se como uma ótima ferramenta para quantificar o perigo e permitir ao projetista tomar decisões com maior segurança. Outra constatação é que subestações com tempo de atuação da proteção alto, podem apresentar um risco de fibrilação elevado, porém, devido à baixa probabilidade de coincidência, o risco de fatalidade fica dentro do nível aceitável pelos padrões internacionais. |
| Abstract: | This work presents a discussion about the application of the probabilistic method for risk analysis in substation grounding systems, in comparison to the deterministic method for mesh design. In the probabilistic approach, the dangerous potentials that may occur as a result of a short circuit, are not only compared with maximum allowable voltages, but transformed into a risk analysis. To determine the risk of fatality associated to grounding system, it is necessary to calculate the probabilities of coincidence and fibrillation. The probability of coincidence is defined as the possibility of a person being exposed to a grounded asset or being in a region that may have a potential difference during the occurrence of a ground fault. The probability of fibrillation estimates the likelihood that the victim will suffer ventricular fibrillation if subjected to step or touch voltage. To debate the subject, the work first contextualizes the current methodology through the presentation of the main points of “NBR 15751: Substation earthing system - requirements”. Then, the probabilistic approach is presented through a review of articles published in recent years and international standards that treat the subject. A case study contemplating a real design of a grounding grid for two 138 kV substations sharing the same yard, is then presented. The project is developed from a deterministic perspective and, subsequently several risk analysis are made through the probabilistic approach. Finally, a set of existing substations under the probabilistic approach is also assessed. The results show that risk assessment methodology presents itself as a great tool to quantify the danger and allow the designer to make decisions with greater security. Another finding is that substations with higher clearing time may present a higher risk of fibrillation, however, due to the low probability of coincidence, the risk of fatality is within the international standards acceptable level. |
| Subject: | Engenharia elétrica Correntes elétricas - Aterramento Subestações elétricas |
| 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/1843/51492 |
| Issue Date: | 31-Aug-2021 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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