Estudo de um arranjo especial de aterramento que atenua o problema do comprimento efetivo
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Celio Fonseca Barbosa
Alexander Barros Lima
Wallace do Couto Boaventura
Ivan Jose da Silva Lopes
Alexander Barros Lima
Wallace do Couto Boaventura
Ivan Jose da Silva Lopes
Resumo
A confiabilidade e disponibilidade do sistema de transmissão de energia elétrica é severamente afetada pelas descargas atmosféricas. No Brasil, a incidência destas é a causa de 65% dos desligamentos das linhas de transmissão aéreas, sendo o desligamento por backflashover preponderante frente à falha de blindagem. A obtenção de um baixo valor para a impedância de aterramento de torres de transmissão é fundamental para melhoria do desempenho da linha de transmissão frente ao backflashover. No entanto, a combinação das características das ondas de descargas atmosféricas e a faixa de resistividade dos solos encontrados em Minas Gerais levam à ocorrência de um conhecido fenômeno denominado comprimento efetivo de um eletrodo enterrado. O efeito provocado por esse fenômeno é um limitador de projeto, uma vez que, quando ele ocorre, aumentar as dimensões da malha de aterramento não leva a uma redução de sua impedância. Neste trabalho, um arranjo especial de eletrodos de aterramento é avaliado, evidenciando uma solução que atenua o problema do comprimento efetivo para o caso de solos com alta resistividade. A resposta transitória desta malha de aterramento de baixo valor de impedância é determinada numericamente com o auxílio de modelagens computacionais baseadas na teoria de linhas. Com o propósito de validação dos resultados numéricos obtidos, foram desenvolvidos dois modelos de simulação analógica, um modelo em escala reduzida e um modelo em escala real, permitindo a aquisição de dados de medição que foram comparados com as simulações computacionais.
Abstract
The reliability and availability of the electric power transmission system is severely influenced by lightning. In Brazil, roughly 65% of the overhead transmission lines outages are due to lightning, whereas the backflashover is the predominant phenomenon compared to shielding failure. Hence, obtaining a low value for the transmission line grounding impedance is an important issue when dealing with transmission lines backflashover performance. Usually, for high resistivity soils, increasing the grounding grid dimensions does not lead to low impedance due to the effective length issue. In this work, a special arrangement of ground electrodes is proposed in order to attenuate the effective length problem in high resistivity soil. The transient voltage response of this low impedance ground arrangement is evaluated numerically using the transmission line theory. Comparisons of numerical simulations results and measurements from a reduced model study and a real scale model study are presented for validation purpose.
Assunto
Engenharia elétrica, Simulação (Computadores), Energia eletrica Transmissão, Correntes elétricas Aterramento
Palavras-chave
Modelo reduzido, Impedância de aterramento, Malha de aterramento, Desempenho de linha, Transitórios eletromagnéticos