Cálculo de tensão induzida por descarga atmosférica: : implementação da teoria de Rusck no EMTP
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Glassio Costa de Miranda
Rodney Rezende Saldanha
Washington Luiz Araújo Neves
Hermann W. Dommel
Rodney Rezende Saldanha
Washington Luiz Araújo Neves
Hermann W. Dommel
Resumo
Durante este trabalho foi implementado uma rotina para o cálculo da tensão induzida por descarga atmósferica incidentes nas proximidades de sistemas elétricos, no programas de cálculo de transitórios eletromagnéticos denominado " Electromagnetic Transients Program - EMTP" que ainda não contempla em suas rotinas a possibilidade de realizar estudos de tensão induzida. A metodologia de cálculo utilizada foi desenvolvida pelo pesquisador Sune Rusck, teoria concebida no final da década de 50 e que desde então tem mostrado aos pesquisadores a sua concepção rigorosa, resistindo aos diversos questinamentos de sua aplicabilidade aos propósitos a que foi concebida. Estas pesquisas possibilitaram a consolidação da teoria e a evolução de métodos que serão aplicados neste trabalho. A teoria de Sune Rusck propõe a distribuição de fontes de correntes que representam os campos eletromagnéticos criados pela descarga atmosférica incidente no solo nas proximidades da linha sob estudo. Assim, esta metodologia implica na utilização de fontes distribuídas ao longo da linha. Então faz-se necessário discretizar a linha en trechos e aplicar ao fontes de correntes representativas dos campos eletromagnéticos iluminados. Finalmente, com o objetivo de validar os resultados obtidos pela implementação da metodologia Rusck-EMTP, testes foram realizados em uma linha com dois condutores na configuração vertical, variando os diversos parâmetros das descargas e observando sua influência nos resultados obtidos pela metodologia. Foram realizadas comparações em um modelo em escala reduzida desenvolvida pelo CRIEPI, pois tais modelos buscam representar o fenômeno da descarga atmosférica em condiçoes controladas. Foram também realizadas validações com medições realizadas em uma linha experimental sujeita a descargas atmosféricas forçadas, em um projeto desenvolvido pelo EPRI. Dessa forma, o presente projeto implementou uma rotina computacional a partir da teoria de Rusck para estudos de tensões induzidas em linhas de distribuição utilizando toda a potencialidade do conhecido programa computacional EMTP.
Abstract
This work deals with the implementation of the Rusck's theory of the lightning induced voltage on distribution lines in the Electromagnetic Transients Program - EMTP. The EMTP is one of the most powerful and used computer programs for electromagnetic transient's simulation in power systems. The transmission line models implemented in this program used for studies of electromagnetic transients in power systems are not adequate to analyze directly voltages. The Rusck's theory developed by Sune Rusck in 1957 was used to evaluate the induced voltage effects. Although others have been developed to simulate lightning induced voltages on lines and equipment, the Rusck's theory, with in the approximations originally conceived, predict the same results compared with others theories and UFMG team has been used extensively. According to this theory, it is possible to obtain an analytical expression describing the lightning induced vooltage at a point of an infinite homogeneous line. Finite lines with simple discontinuities can be considered if the theory is slightly modified. Then, to implemented this theory is necessary to dicretize the line un segments and to put current sources along the transmission line. The results obtained are compared with a phase-neutral electrical line, reduced scale model and measurements on an experimental distribution line during nearby rocket triggered lightning flashes to validate the results obtained with EMTP-RUSCK methodology. The present research developed a new engineering tool to study induced overvoltages caused by lightning discharge nearby, coupling with the EMTP.
Assunto
Engenharia elétrica
Palavras-chave
Engenharia Elétrica