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Tipo: Dissertação
Título: Metodologia de cálculo da tensão crítica de isolamento de linhas de transmissão de energia elétrica usando o método dos elementos finitos
Autor(es): Sanseverino, Alessandro Alves de Souza
Primeiro Orientador: Soares Júnior, Delfim
Membro da banca: Mesquita, Renato Cardoso
Membro da banca: Vinagre, Márcio de Pinho
Membro da banca: Oliveira, Edimar José de
Resumo: O presente trabalho apresenta os resultados obtidos com a utilização de um aplicativo baseado no Método dos Elementos Finitos (MEF) para a verificação da tensão crítica de isolamento de linhas de transmissão de energia elétrica, representada por U50%, que indica o valor de sobretensão que provoca a ruptura do isolamento da linha em 50% dos casos. A metodologia proposta leva em consideração o efeito corona e a energia armazenada ao redor dos condutores, permitindo o estudo de linhas com qualquer configuração geométrica e número de subcondutores por fase. Para possibilitar o cálculo da energia armazenada é gerada uma malha de elementos triangulares lineares, com os elementos da região mais próxima aos condutores possuindo menor tamanho, devido à variação mais intensa do campo nesta região. Com a malha pronta, são inseridas as condições de contorno do problema, que consiste em especificar o valor do potencial nos nós pertencentes aos condutores e também nos nós inferiores da região de estudo que representam a terra, sendo estes, portanto, prescritos com potencial nulo. O processo de cálculo de U50% adotado se faz de forma iterativa, com os elementos cujos campos elétricos tenham ultrapassado o valor crítico de início de corona em uma iteração, sendo fixados para a próxima iteração, adaptando desta forma o resultado para a região de ionização. Com isso, onde o campo elétrico calculado ficar abaixo do valor crítico, nada é alterado na resolução das equações de elementos finitos. Já na região onde este valor é ultrapassado as equações são modificadas, com a inserção de um parâmetro de barreira para simular a ocorrência da ionização do ar.
Abstract: The present work presents the results obtained from an applicative based on the Finite Element Method to verify breakdown voltages in power transmission lines. The breakdown voltage is denoted by U50% and it indicates the breakdown of the line insulation in 50% of the cases. The proposed methodology considers the corona phenomenon and the stored energy around the wires, allowing the analysis of lines at any configuration. To compute the stored energy, a triangular finite element mesh is generated, considering a refined element distribution around the wires, since large gradients are observed in these regions. The boundary conditions for the model are prescribed potentials along the wire surfaces and null prescribed potentials along the boundary of the model which represents the earth. An iterative procedure is adopted to compute U50%, considering finite elements whose electrical fields overcome a critical value at an iterative step as being prescribed at the next step, adapting the computed results with the ionization area. In this way, wherever the computed electrical field is below a critical value, nothing is changed considering the finite element equations. On the other hand, when this critical value is overcome, a penalty parameter is introduced, in order to simulate the ionization of the air.
Palavras-chave: Linhas de transmissão
Efeito corona
Elementos finitos
Transmission lines
Corona
Finite element
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Sigla da Instituição: UFJF
Departamento: Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/2714
Data do documento: 20-Dez-2010
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Elétrica (Dissertações)



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