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http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AX2MZM| Tipo: | Dissertação de Mestrado |
| Título: | Aplicação do método FDTD para avaliação da resposta de linhas de transmissão e aterramentos elétricos frente a descargas atmosféricas |
| Autor(es): | Victor Alves Silva e Melo |
| Primeiro Orientador: | Fernando Henrique Silveira |
| Primeiro membro da banca : | Silverio Visacro Filho |
| Segundo membro da banca: | Úrsula do Carmo Resende |
| Resumo: | Este trabalho apresenta os conceitos básicos relacionados ao método das diferenças finitas no domínio do tempo (Finite Difference Time Domain) e o desenvolvimento de uma modelagem computacional baseada neste método e ajustada para obtenção da resposta de linhas de transmissão e aterramentos elétricos frente a descargas atmosféricas. A aplicação do método requer somente o conhecimento da geometria do sistema sob investigação e das constantes elétricas do meio, como resistividade e permissividade elétricas, sem que sejam adotadas simplificações para a representação dos elementos do sistema.A implementação computacional foi desenvolvida em ambiente MatLab e aplicada para o cálculo de tensões e correntes em diferentes configurações de sistemas elétricos, com foco nos aterramentos elétricos e nas linhas de transmissão. Os resultados de elevação de potencial do solo e sobretensão em isoladores de linhas de transmissão apresentam boa concordância com dados apresentados em artigos tradicionais da literatura e obtidos por simulações com o modelo eletromagnético híbrido (Hybrid Electromagnetic Model), denotando a aplicabilidade da ferramenta computacional para análises frente a correntes impulsivas de descargas atmosféricas. A comparação com resultados medidos em sistemas de pequenas dimensões, tais como condutores paralelos para análise do efeito crosstalk e condutores horizontais com uma extremidade aberta para avaliação de reflexões das ondas de tensão, indicou pequenas diferenças, da ordem de 5 % nos casos mais críticos. As simulações de linhas de transmissão e aterramentos elétricos geraram resultados muito próximos aos obtidos com a aplicação do modelo HEM, sendo as maiores diferenças inferiores a 15% e 5% nos valores de pico e cauda das sobretensões, respectivamente |
| Abstract: | This work presents the basic concepts related to the Finite Difference Time Domain (FDTD) method and the development of a computational modeling tool based on this method to obtain the lightning response of transmission lines and grounding. The application of the method requires only the knowledge of the geometry of the system under investigation and of the electrical constants of the medium, such as resistivity and permittivity, without simplifications being adopted for representing system elements. The computational implementation was developed using MatLab software and it was applied for calculating voltages and currents in different electrical systems presented in papers of great relevance in the area and simulated by the Hybrid Electromagnetic Model . The results of ground potential rise and overvoltage in transmission line insulator strings show good agreement, suggesting the applicability of the computational tool for lightning related analyses. The comparison with results obtained by measuements in reduced-scale systems, such as parallel conductors used to crosstalk effect analysis and horizontal conductors used to potential wave reflection analysis, indicated small differences, reaching 5% in the most critical cases. The simulations of transmission lines and grounding yielded results very close to those obtained with the Hybrid Electromagnetic Model, with the largest differences being less than 15% and 5% in the peak and tail values of the overvoltages, respectively |
| Assunto: | Raio Engenharia elétrica Linhas elétricas Correntes elétricas Aterramento |
| Idioma: | Português |
| Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Sigla da Instituição: | UFMG |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AX2MZM |
| Data do documento: | 18-Dez-2017 |
| Aparece nas coleções: | Dissertações de Mestrado |
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