Análise de sobretensões transitórias causadas por manobras de disjuntores a vácuo.

• Autor(a) principal: Bongiolo, Guilherme Grazziotin
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-20032019-152652/
• topic: Circuit breakers; Disjuntores; Engenharia elétrica; High frequency; Modelagem; Modeling; Overvoltage; Simulações; Simulation; Sistemas elétricos de potência; Sobretensão; Transients; Transitórios; Vácuo; Vacuum

Esta dissertação realiza uma análise comparativa de sobretensões transitórias que ocorrem durante o chaveamento de disjuntores a vácuo. Estas sobretensões podem ocasionar a falha da isolação dos equipamentos conectados aos disjuntores, conforme vários relatos da literatura. Esse fenômeno está associado às características intrínsecas dos disjuntores a vácuo, na formação do arco elétrico em seu interior e de sua interrupção, na sua capacidade de recuperação da rigidez dielétrica, na sua capacidade de interromper correntes de alta frequência, além de características do circuito protegido. Devido à natureza complexa e aleatória das sobretensões transitórias, observou-se a necessidade do desenvolvimento de ferramentas para reprodução dos fenômenos associados às características operacionais dos disjuntores a vácuo. Esse trabalho busca preencher tal lacuna, desenvolvendo um modelo que contempla o comportamento do disjuntor a vácuo tanto para a manobra de abertura quanto para de fechamento, de modo a colaborar com o entendimento dos fenômenos e no cálculo das sobretensões no domínio do tempo. O algoritmo desenvolvido foi implementado no programa Alternative Transient Program (ATP) por meio da linguagem Models. A partir da preparação desse modelo e da escolha de um experimento de referência, foi possível analisar o comportamento do modelo proposto do disjuntor e dos modelos dos principais componentes elétricos dos programas de cálculo de transitórios elétricos, como transformadores e cabos, cujos méritos e deficiências são discutidos ao longo do trabalho. A pesquisa foi orientada em buscar resultados que pudessem ser mais representativos para validação do modelo de disjuntor ao se alterar os modelos dos demais componentes elétricos do circuito, sendo o ajuste dos parâmetros dos disjuntores a vácuo realizados de forma a obter os resultados mais próximos da referência. Por fim, foram simuladas condições onde os fenômenos de sobretensão se agravam e soluções que podem ser incorporadas ao circuito para redução das sobretensões e das frequências dos transitórios.