Modelos no domínio do tempo para o cálculo de tensões induzidas por descargas atmosféricas em programas de simulação de transitórios eletromagnéticos

• Autor(a) principal: Ósis Eduardo Silva Leal
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/34018; https://orcid.org/0000-0001-9362-8697
• topic: Tensões induzidas; Descargas atmosféricas; Modelos de linhas de transmissão; Simuladores de transitórios eletromagnéticos; Engenharia elétrica; Descargas elétricas; Transitórios (Eletricidade); Linhas elétricas; Engenharia - Modelos

Estudos de sobretensões provocadas por descargas atmosféricas em sistemas elétricos são frequentemente realizados em plataformas de simulação de transitórios eletromagnéticos. Essas plataformas facilitam, por meio de sua vasta e expansiva biblioteca de componentes, uma representação realística de sistemas elétricos com topologia complexa. Porém, os modelos de linha de transmissão disponíveis em tais plataformas não incluem os efeitos de campos eletromagnéticos externos em sua formulação, o que inviabiliza seu uso na simulação de tensões induzidas por descargas atmosféricas indiretas. Para realizar esse tipo de estudo, é necessário implementar um modelo de linha dedicado que inclua o efeito de campos externos e, em seguida, realizar a interface desse modelo com a plataforma de simulação. Esse processo é problemático, pois além de reduzir a eficiência da simulação pode introduzir erros e problemas de instabilidade numérica. Nesta tese, propõem-se dois modelos originais para o cálculo de sobretensões induzidas por descargas atmosféricas que possibilitam o uso direto dos modelos de linhas de transmissão com parâmetros variáveis com a frequência já disponíveis em simuladores de transitórios eletromagnéticos. O primeiro modelo, compatível com o modelo de linha de transmissão JMarti, ou Fd-line, é desenvolvido no domínio modal. O segundo modelo, compatível com o modelo de linha de transmissão ULM (Universal Line Model), é desenvolvido diretamente no domínio das fases. A validade dos modelos é demonstrada por meio de comparações com resultados obtidos com modelos consagrados na literatura e resultados experimentais. A eficiência computacional dos modelos propostos e sua sensibilidade à segmentação e às técnicas de integração utilizadas também são investigadas. Os resultados obtidos indicam que os modelos propostos podem ser empregados de forma eficiente e consistente na simulação de tensões induzidas por descargas atmosféricas em plataformas de simulação de transitórios eletromagnéticos.