Análise técnico-econômica de alternativas convencionais e não-convencionais para melhoria de desempenho de linhas de transmissão frente a descargas atmosféricas

• Autor(a) principal: Carlos Henrique Melo Moreira
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/49518
• topic: Backflashover; Cabos underbuilt; Cabos contrapeso; Performance de linhas de transmissão frente a descargas atmosféricas; Técnicas de melhoria de desempenho de linhas de transmissão; Engenharia elétrica; Raio; Linha de transmissão; Cabos elétricos

Grande parte dos desligamentos não programados em linhas de transmissão (LTs) ocorre devido à incidência direta de descargas atmosféricas no sistema. Esses desligamentos promovem a interrupção no fornecimento de energia, resultando em prejuízos para as companhias de energia elétrica e seus consumidores. Desta forma, a análise de desempenho de LTs é um procedimento de extrema relevância para a engenharia elétrica, e que pode prover elementos para que intervenções sejam feitas nas linhas de modo a adequar sua taxa de desligamentos a índices de desempenho estipulados por agências reguladoras. Esse trabalho teve como objetivo avaliar alternativas convencionais e não convencionais de melhoria de desempenho de linhas de transmissão frente a descargas atmosféricas por meio do desenvolvimento de uma análise técnico-econômica, considerando linhas de transmissão típicas de 138 kV, 230 kV e 500 kV. O trabalho foi desenvolvido utilizando as técnicas de aumento do comprimento de cabos contrapeso e a instalação de cabos underbuilt. Simulações computacionais sistemáticas foram realizadas com o modelo Hybrid Electromagnetic Model (HEM) para o cálculo de sobretensões nas cadeias de isoladores das linhas e o método Disruptive Effect (DE) para avaliação da ocorrência de backflashover. Os resultados obtidos proporcionaram o estabelecimento de referências que denotam o impacto de cada uma das técnicas de melhoria sobre o desempenho das linhas de transmissão. A instalação de um cabo underbuilt levou a reduções na taxa de desligamentos de LTs de até 84%, 81% e 88% para linhas de 138 kV, 230 kV e 500 kV, respectivamente. Decréscimos da ordem de 95%, 94% e 94% foram obtidos para o uso de dois cabos underbuilt. Em termos da melhoria de desempenho proporcionada, o efeito do uso de um cabo underbuilt corresponde, aproximadamente, a se reduzir o valor da impedância impulsiva de aterramento para metade do seu valor, no caso da LT de 138 kV, e para 55% do seu valor, para as LTs de 230 kV e 500 kV. As análises de sensibilidade consideraram diversas alturas para os cabos underbuilt e a avaliação dos efeitos de divergência da corrente e de acoplamento eletromagnético para estabelecimento da melhoria de desempenho, indicando em quais condições eles se tornam mais relevantes. A análise técnico-econômica considerou o Banco de Preços de Referência da ANEEL para determinação da viabilidade econômica das técnicas para diferentes valores de resistividade do solo. Os resultados indicaram que a técnica de cabos underbuilt se apresenta como uma solução economicamente viável para solos com elevados valores de resistividade.