Metodologia de cálculo da tensão crítica de isolamento de linhas de transmissão de energia elétrica usando o método dos elementos finitos

• Autor(a) principal: Sanseverino, Alessandro Alves de Souza
• Data de Publicação: 2010
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFJF
• Texto Completo: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/2714
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA; Linhas de transmissão; Efeito corona; Elementos finitos; Transmission lines; Corona; Finite element

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.