Análise técnica e de custo-benefício do sistema não convencional trifásico a dois fios para a distribuição de energia elétrica em média tensão no meio rural

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Kräulich, Leyla
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Manancial - Repositório Digital da UFSM
Texto Completo: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/31852
Resumo: This Doctoral Thesis presents a technique to support the hypothesis that the Three-Phase Two- Wire (TPTW) system is an excellent economic alternative for rural properties that do not have their electricity needs met by single-phase systems. It is necessary to convert these networks into three-phase systems so that the rural areas can offer new opportunities for economic development. However, the costs of such investments represent a great challenge to be overcome when the topic is the extension of the electric power distribution lines. The proposal contributes to clarifying the choice and sizing of structures, the design parameters capable of impacting on the investment costs of the system presented. In an early assessment, it may seem trivial that the TPTW network offers a lower cost as a result of the reduction in construction elements. However, choosing a distribution system is a task that involves a complex analysis of factors, requiring a comprehensive and unbiased comparison discussed in the Sections of this Thesis. To evaluate the costs involved in the implementation of the system, four main scenarios are examined, which are compared to the conventional three-phase system. Another merit of the study is in raising interest on the subject of repowering Single-Wire Earth Return (SWER) networks to three-phase and how appropriate the TPTW system can be for this purpose. There are no works in the technical literature that compare and discuss the choice of these technologies, especially about the TPTW system, whose technical issues are not yet fully established in the literature. The proposed system brings a new approach to rural electrification that can be adapted to the reality of other countries. An analysis of the conditioning factors for grounding, power quality and protection design is presented. The considerations of these thematic areas are taken into account for the experimental validation of the TPTW system in medium voltage, as well as to complete the cost-benefit analysis. The results of the scenarios corroborate that TPTW is capable of overcoming economic challenges, taking advantage of investments in previous installations, or even bringing three-phase energy to locations that are not yet supplied by centralized generation.
id UFSM_a764af0c7229a6b964e6e33e513a7515
oai_identifier_str oai:repositorio.ufsm.br:1/31852
network_acronym_str UFSM
network_name_str Manancial - Repositório Digital da UFSM
repository_id_str
spelling Análise técnica e de custo-benefício do sistema não convencional trifásico a dois fios para a distribuição de energia elétrica em média tensão no meio ruralTechnical and cost-benefit analysis of the unconventional three-phase two-wire system for medium-voltage electricity distribution in rural areasSistema de distribuição rural não convencionalSistema Trifásico a Dois Fios (T2F)Análise técnica e de custo-benefícioConversão de redes monofásicas em trifásicasEletrificação ruralSistema monofilar com retorno por terraUnconventional rural distribution systemThree-Phase Two Wire system (TPTW)Technical and cost-benefit analysisConverting single-phase to three-phase systemsRural electrificationSingle-wire earth return (SWER)CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAThis Doctoral Thesis presents a technique to support the hypothesis that the Three-Phase Two- Wire (TPTW) system is an excellent economic alternative for rural properties that do not have their electricity needs met by single-phase systems. It is necessary to convert these networks into three-phase systems so that the rural areas can offer new opportunities for economic development. However, the costs of such investments represent a great challenge to be overcome when the topic is the extension of the electric power distribution lines. The proposal contributes to clarifying the choice and sizing of structures, the design parameters capable of impacting on the investment costs of the system presented. In an early assessment, it may seem trivial that the TPTW network offers a lower cost as a result of the reduction in construction elements. However, choosing a distribution system is a task that involves a complex analysis of factors, requiring a comprehensive and unbiased comparison discussed in the Sections of this Thesis. To evaluate the costs involved in the implementation of the system, four main scenarios are examined, which are compared to the conventional three-phase system. Another merit of the study is in raising interest on the subject of repowering Single-Wire Earth Return (SWER) networks to three-phase and how appropriate the TPTW system can be for this purpose. There are no works in the technical literature that compare and discuss the choice of these technologies, especially about the TPTW system, whose technical issues are not yet fully established in the literature. The proposed system brings a new approach to rural electrification that can be adapted to the reality of other countries. An analysis of the conditioning factors for grounding, power quality and protection design is presented. The considerations of these thematic areas are taken into account for the experimental validation of the TPTW system in medium voltage, as well as to complete the cost-benefit analysis. The results of the scenarios corroborate that TPTW is capable of overcoming economic challenges, taking advantage of investments in previous installations, or even bringing three-phase energy to locations that are not yet supplied by centralized generation.Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Geração Distribuída de EE - INCTEsta Tese de Doutorado apresenta uma técnica para respaldar a hipótese de que o sistema Trifásico a Dois Fios (T2F) pode ser uma excelente alternativa econômica para beneficiar propriedades rurais que não têm suas necessidades atendidas por sistemas monofásicos. A conversão destas redes em trifásicas se faz necessária para que as áreas rurais possam gerar novas oportunidades de desenvolvimento econômico. Entretanto, os custos de tais investimentos representam um grande obstáculo a superar quando o tema é a extensão de redes de distribuição. A proposta contribui para esclarecer a escolha e o dimensionamento de estruturas, os parâmetros de projeto, capazes de impactar nos custos de investimento do sistema apresentado. Em uma avaliação precoce, pode parecer trivial que a rede T2F ofereça um custo menor em decorrência da redução de elementos construtivos. Contudo, a escolha de um sistema de distribuição é uma tarefa que envolve uma análise complexa de fatores, exigindo uma comparação abrangente e imparcial discutidas nas Seções desta Tese. Para avaliação dos custos envolvidos na implementação consideram-se quatro cenários principais, os quais são comparados ao sistema trifásico convencional. Outro mérito do estudo está em suscitar o interesse sobre o tema repotencialização de redes rurais MRT e bifásicas para trifásicas e o quanto o sistema T2F pode ser apropriado para esta finalidade. Não há trabalhos na literatura técnica que comparem e discutam a escolha destas tecnologias, em especial sobre o sistema T2F, cujas questões técnicas ainda não estão completamente estabelecidas na literatura. O sistema proposto traz uma nova abordagem para eletrificação rural que pode ser adaptada à realidade de outros países. Apresenta-se uma análise dos fatores condicionantes para projeto de aterramento, qualidade de energia e proteção. As considerações destes domínios temáticos são considerados para a validação experimental do sistema T2F em média tensão, bem como para dar fecho à análise de custo-benefício. Os resultados dos cenários corroboram que o T2F é capaz de suplantar os desafios econômicos, aproveitando investimentos em instalações prévias, ou até mesmo, para levar energia trifásica a locais que ainda não são supridos por uma geração centralizada.Universidade Federal de Santa MariaBrasilEngenharia ElétricaUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaCentro de TecnologiaCardoso Junior, Ghendyhttp://lattes.cnpq.br/6284386218725402Marchesan, GustavoMorais, Adriano Peres dePiantini, AlexandreSantos, Eduardo Machado dosRamos, José EzequielKräulich, Leyla2024-04-26T15:06:01Z2024-04-26T15:06:01Z2024-03-14info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/31852porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2024-04-26T15:06:01Zoai:repositorio.ufsm.br:1/31852Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2024-04-26T15:06:01Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
dc.title.none.fl_str_mv Análise técnica e de custo-benefício do sistema não convencional trifásico a dois fios para a distribuição de energia elétrica em média tensão no meio rural
Technical and cost-benefit analysis of the unconventional three-phase two-wire system for medium-voltage electricity distribution in rural areas
title Análise técnica e de custo-benefício do sistema não convencional trifásico a dois fios para a distribuição de energia elétrica em média tensão no meio rural
spellingShingle Análise técnica e de custo-benefício do sistema não convencional trifásico a dois fios para a distribuição de energia elétrica em média tensão no meio rural
Kräulich, Leyla
Sistema de distribuição rural não convencional
Sistema Trifásico a Dois Fios (T2F)
Análise técnica e de custo-benefício
Conversão de redes monofásicas em trifásicas
Eletrificação rural
Sistema monofilar com retorno por terra
Unconventional rural distribution system
Three-Phase Two Wire system (TPTW)
Technical and cost-benefit analysis
Converting single-phase to three-phase systems
Rural electrification
Single-wire earth return (SWER)
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
title_short Análise técnica e de custo-benefício do sistema não convencional trifásico a dois fios para a distribuição de energia elétrica em média tensão no meio rural
title_full Análise técnica e de custo-benefício do sistema não convencional trifásico a dois fios para a distribuição de energia elétrica em média tensão no meio rural
title_fullStr Análise técnica e de custo-benefício do sistema não convencional trifásico a dois fios para a distribuição de energia elétrica em média tensão no meio rural
title_full_unstemmed Análise técnica e de custo-benefício do sistema não convencional trifásico a dois fios para a distribuição de energia elétrica em média tensão no meio rural
title_sort Análise técnica e de custo-benefício do sistema não convencional trifásico a dois fios para a distribuição de energia elétrica em média tensão no meio rural
author Kräulich, Leyla
author_facet Kräulich, Leyla
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Cardoso Junior, Ghendy
http://lattes.cnpq.br/6284386218725402
Marchesan, Gustavo
Morais, Adriano Peres de
Piantini, Alexandre
Santos, Eduardo Machado dos
Ramos, José Ezequiel
dc.contributor.author.fl_str_mv Kräulich, Leyla
dc.subject.por.fl_str_mv Sistema de distribuição rural não convencional
Sistema Trifásico a Dois Fios (T2F)
Análise técnica e de custo-benefício
Conversão de redes monofásicas em trifásicas
Eletrificação rural
Sistema monofilar com retorno por terra
Unconventional rural distribution system
Three-Phase Two Wire system (TPTW)
Technical and cost-benefit analysis
Converting single-phase to three-phase systems
Rural electrification
Single-wire earth return (SWER)
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
topic Sistema de distribuição rural não convencional
Sistema Trifásico a Dois Fios (T2F)
Análise técnica e de custo-benefício
Conversão de redes monofásicas em trifásicas
Eletrificação rural
Sistema monofilar com retorno por terra
Unconventional rural distribution system
Three-Phase Two Wire system (TPTW)
Technical and cost-benefit analysis
Converting single-phase to three-phase systems
Rural electrification
Single-wire earth return (SWER)
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
description This Doctoral Thesis presents a technique to support the hypothesis that the Three-Phase Two- Wire (TPTW) system is an excellent economic alternative for rural properties that do not have their electricity needs met by single-phase systems. It is necessary to convert these networks into three-phase systems so that the rural areas can offer new opportunities for economic development. However, the costs of such investments represent a great challenge to be overcome when the topic is the extension of the electric power distribution lines. The proposal contributes to clarifying the choice and sizing of structures, the design parameters capable of impacting on the investment costs of the system presented. In an early assessment, it may seem trivial that the TPTW network offers a lower cost as a result of the reduction in construction elements. However, choosing a distribution system is a task that involves a complex analysis of factors, requiring a comprehensive and unbiased comparison discussed in the Sections of this Thesis. To evaluate the costs involved in the implementation of the system, four main scenarios are examined, which are compared to the conventional three-phase system. Another merit of the study is in raising interest on the subject of repowering Single-Wire Earth Return (SWER) networks to three-phase and how appropriate the TPTW system can be for this purpose. There are no works in the technical literature that compare and discuss the choice of these technologies, especially about the TPTW system, whose technical issues are not yet fully established in the literature. The proposed system brings a new approach to rural electrification that can be adapted to the reality of other countries. An analysis of the conditioning factors for grounding, power quality and protection design is presented. The considerations of these thematic areas are taken into account for the experimental validation of the TPTW system in medium voltage, as well as to complete the cost-benefit analysis. The results of the scenarios corroborate that TPTW is capable of overcoming economic challenges, taking advantage of investments in previous installations, or even bringing three-phase energy to locations that are not yet supplied by centralized generation.
publishDate 2024
dc.date.none.fl_str_mv 2024-04-26T15:06:01Z
2024-04-26T15:06:01Z
2024-03-14
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.ufsm.br/handle/1/31852
url http://repositorio.ufsm.br/handle/1/31852
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Santa Maria
Brasil
Engenharia Elétrica
UFSM
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Centro de Tecnologia
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Santa Maria
Brasil
Engenharia Elétrica
UFSM
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Centro de Tecnologia
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Manancial - Repositório Digital da UFSM
instname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
instacron:UFSM
instname_str Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
instacron_str UFSM
institution UFSM
reponame_str Manancial - Repositório Digital da UFSM
collection Manancial - Repositório Digital da UFSM
repository.name.fl_str_mv Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
repository.mail.fl_str_mv atendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com
_version_ 1805922135959404544