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http://hdl.handle.net/1843/79863| Type: | Tese |
| Title: | Um estudo da influência da geometria das torres e da distribuição de corrente de descarga na estimativa do desempenho de linhas de transmissão frente a descargas atmosféricas |
| Other Titles: | A Study of the Influence of Tower Geometry and Lightning Current Distribution on the Estimation of Transmission Line Performance |
| Authors: | Daiane Conceição Rafael |
| First Advisor: | Ivan José da Silva Lopes |
| First Co-advisor: | Rafael Silva Alípio |
| First Referee: | Alexandre Piantini |
| Second Referee: | Marco Aurélio de Oliveira Schroeder |
| Third Referee: | Fernando Henrique Silveira |
| metadata.dc.contributor.referee4: | José Osvaldo Saldanha Paulino |
| Abstract: | O objetivo do trabalho consiste em avaliar a influência da consideração de diferentes de tipos de estrutura ao longo da linha, da variação da altura de torres distintas ao longo do percurso da LT e da distribuição cumulativa de valores de pico de corrente de descarga sobre o cálculo do desempenho da linha frente a descargas atmosféricas. São apresentadas, analisadas e implementadas as principais modelagens dos componentes de uma linha de transmissão (LT) a fim de avaliar o efeito desses sobre o desempenho da LT frente a descargas atmosféricas. É explicitada a metodologia proposta em normas e brochuras para cálculo do desempenho da linha e são propostas metodologias e modelagens a fim de tornar a estimativa dos desligamentos da linha mais assertivas e condizentes com valores e comportamentos observados em campo. São apresentadas, analisadas e implementadas as principais modelagens dos componentes de uma linha de transmissão (LT) a fim de avaliar o efeito desses sobre o desempenho da LT frente a descargas atmosféricas. O trabalho avalia o impacto da representação de uma distribuição detalhada de torres sobre a estimativa de desligamentos da linha em decorrência do backflashover. Avalia-se uma linha composta por estruturas de suspensão, ancoragem e estaiada e ondas de corrente representativas do Monte San Salvatore e do Morro do Cachimbo. São apresentadas as taxas de desligamentos associadas a linha de transmissão considerando-se cada uma das três estruturas como sendo representativa do comportamento da linha como um todo e o desempenho da LT considerando-se no cálculo não somente um tipo de estrutura representativa, mas uma distribuição considerando o efeito da geometria de cada uma das torres sobre o desempenho da linha de transmissão como um todo. A estimativa da taxa de desligamento obtida utilizando-se a distribuição de estruturas é 11,3% e 10,8% menor do que a estimada considerando uma estrutura dominante, considerando-se as distribuições estatísticas das correntes de descarga do Monte San Salvatore e Morro do Cachimbo, respectivamente. Avalia-se também o efeito da variação da altura das torres da linha sobre o desempenho da mesma frente a descargas. Em função das diferentes condições de relevo e percurso da LT, a altura das estruturas que a compõem varia. É considerada uma linha com estruturas do tipo autoportantes de suspensão e estaiadas e diferentes valores de altura para cada tipo de geometria. Um outro fator importante avaliado é o impacto da distribuição do valor de pico das correntes de descarga atmosférica sobre a taxa de backflashover da linha. Avalia-se o desempenho de uma linha composta por estruturas autoportantes de suspensão utilizando as distribuições relacionadas a medições realizadas nas estações de Monte San Salvatore, Morro do Cachimbo, em linhas de transmissão no Japão obtidas por Takami e Okabe e as distribuições recomendadas pelo IEEE e pelo CIGRÉ. As simulações são realizadas no ATP e as correntes críticas são obtidas por meio do Método do Efeito Disruptivo. Avalia-se também o impacto da consideração ou não dessas distribuições sobre o cálculo da área de atração de uma linha de transmissão e consequentemente para o número de descargas que incidem sobre a linha. A partir dos resultados obtidos, pretende-se propor metodologias de modelagem e cálculo de desempenho de linhas de transmissão a fim de se obter resultados mais condizentes com a realidade e facilitar a identificação de trechos críticos da linha para uma atuação mais assertiva na proteção da linha de transmissão frente a descargas atmosféricas. |
| Abstract: | The objective of the work is to evaluate the influence of considering different types of structures along the line, the variation in the height of different towers along the LT route and the cumulative distribution of discharge current peak values on the calculation lightning line performance. The main models of the components of a transmission line (TL) are presented, analyzed and implemented in order to evaluate the effect of these on the lightning performance of the TL. The proposed methodology is explained in standards and brochures for calculating line performance and methodologies and modeling are proposed in order to make the estimation of line outages more assertive and consistent with values and behaviors observed in the field. The main modeling of the components of a transmission line (LT) are presented, analyzed and implemented in order to evaluate their effect on the lightning performance of the LT. The work evaluates the impact of representing a detailed distribution of towers on the estimation of line shutdowns due to backflashover. A line composed of suspension, anchoring and guyed structures and current waves representative of Monte San Salvatore and Morro do Cachimbo is evaluated. The shutdown rates associated with the transmission line are presented, considering each of the three structures as being representative of the behavior of the line as a whole and the performance of the LT considering in the calculation not only a type of representative structure, but a distribution considering the effect of the geometry of each tower on the performance of the entire transmission line. The outage rate obtained using the distribution of structures is 11.3% and 10.8% lower than that estimated considering a dominant structure, considering the statistical distributions of the discharge currents of Monte San Salvatore and Morro of Cachimbo, respectively. The work also evaluates the effect of varying the height of the line's towers on its performance against discharges. Depending on the different relief conditions and route of the TL, the height of the structures that make it up varies. A line is considered with self supporting suspension and guyed structures and different height values for each type of geometry. Another important factor evaluated is the impact of the distribution of the peak value of lightning currents on the line backflashover rate. The performance of a line composed of self-supporting suspension structures is evaluated using the distributions related to measurements carried out at the stations of Monte San Salvatore, Morro do Cachimbo, on transmission lines in Japan obtained by Takami and Okabe and the distributions recommended by the IEEE and by CIGRÉ. The impact of considering or not considering these distributions on the calculation of the attraction area of a transmission line and consequently on the number of discharges that affect the line is also evaluated. The simulations are carried out in ATP and the critical currents are obtained using the Disruptive Effect Method. Based on the results obtained, the aim is to propose methodologies for modeling and calculating the performance of transmission lines in order to obtain results that are more in line with reality and facilitate the identification of critical sections of the line for more assertive action in protecting the line. transmission in the face of lightning. |
| Subject: | Engenharia elétrica Raio Linha de transmissão Linhas elétricas - Postes e torres Engenharia - Métodos estatísticos Desempenho |
| 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/1843/79863 |
| Issue Date: | 1-Mar-2024 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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