Orientador: Hugo Armando Domínguez Almaguer. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.

COELHO, R. R. A. Aplicação do método dos elementos finitos como auxílio ao projeto e ao comissionamento de sistemas de aterramento elétrico. 2015. 109 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-06-17T12:30:56Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_rracoelho.pdf: 4165202 bytes, checksum: 7d559279f882d02d270ceb7fad103c19 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-06-17T14:18:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_rracoelho.pdf: 4165202 bytes, checksum: 7d559279f882d02d270ceb7fad103c19 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-17T14:18:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_rracoelho.pdf: 4165202 bytes, checksum: 7d559279f882d02d270ceb7fad103c19 (MD5) Previous issue date: 2015-05-27 / The main aim of this work is to apply the finite element method (FEM), modeled in short circuit current conduction problems at industrial frequency, calculating grounding resistance and verifying whether a particular project is within the safety specifications. The work optimization techniques for soil modeling are used and the FEM is applied as a way to aid substation commissioning, simulating the Fall of Potential method (FOP) as well as step and touch potential experimenting. The research presents the optimal model of soil found by the minimization of the error between the apparent resistivity curve extracted from electrical soil resistivity measurements. The method of Wenner and a theoretical curve of apparent resistivity for a model of "N" horizontal layers is used as well as the algorithm Particle Swarm Optimization (PSO); a fairly consolidated optimization, a metaheuristic, which recorded an excellent performance when applied to a solution of this problem. Various soil stratification were performed using optimization techniques, and the results of case studies that use graph method, extracted from literature were confronted with this method. The model of grounding problems using the FEM was presented as an alternative solution to the project using the IEEE Std 80, being possible to determine the spatial distribution of the electric potential at all points of the soil, which was modeled as heterogeneous, so getting to know the regions of the project which have the highest potential levels of step and touch. The FEM was also applied to determine the exact location of potential probe in the ground resistance measurement test which was validated through field experiments and through results extracted from literature. The method was also applied to the determination of the potential levels of step and touch existing in a substation, being the testing simulated and proven through field experiments / Este trabalho tem como objetivo principal, aplicar o método dos elementos finitos (FEM), modelados em problemas de condução de corrente de curto-circuito à frequência industrial, calculando a resistência de aterramento e verificando se um determinado projeto está dentro das especificações de segurança. São utilizadas técnicas de otimização para a modelagem do solo e aplicado o FEM como forma de auxílio ao comissionamento de subestações, simulando o método da queda de potencial e ensaios de potenciais de passo e de toque. É apresentado o modelo ótimo do solo, encontrado através da minimização do erro entre a curva de resistividade aparente extraída de medições de resistividade elétrica do solo através do método de Wenner e uma curva de resistividade aparente teórica para um modelo de “N” camadas horizontais. O referido modelo utiliza o algoritmo Particle Swarm Optimization (PSO), uma metaheurística de otimização bastante consolidada e que apresenta uma excelente performance quando aplicada à resolução deste problema. Foram realizadas diversas estratificações do solo utilizando técnicas de otimização. Quanto ao resultado de estudos de caso foram utilizados métodos gráficos extraídos da literatura e confrontados com este método. O modelo de problemas de aterramento utilizando o FEM foi apresentado como solução alternativa ao projeto utilizando a norma IEEE Std 80, sendo possível determinar a distribuição espacial do potencial elétrico em todos os pontos do solo, que foi modelado como heterogêneo, conhecendo-se assim as regiões do projeto que possuem os maiores níveis de potenciais de passo e de toque. O FEM também foi aplicado na determinação da localização exata da sonda de potencial no ensaio de medição de resistência de aterramento, sendo validado através de ensaios de campo e através de resultados extraídos da literatura. O referido método também foi aplicado na determinação dos níveis de potencias de passo e de toque existentes em uma subestação, sendo os ensaios simulados e comprovados através de experimentos de campo

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-05-24Bitstream added on 2014-06-13T20:09:46Z : No. of bitstreams: 1 spozitojunior_js_me_ilha.pdf: 739577 bytes, checksum: 774270e35ff8542bb48191719879dc4a (MD5) / Este estudo é um levantamento de artigos e publicações sobre os diversos sistemas de aterramento existentes. Os sistemas de aterramento estão diretamente ligados à proteção das instalações de subestações e equipamentos empregados na geração, transmissão e distribuição de energia elétrica que por ocasião das descargas atmosféricas diretas ou por tensões induzidas por campos eletromagnéticos decorrentes, possam ser prejudicados. O Método propõe o estudo de um sistema de aterramento, com cabo contrapeso, utilizando abordagem por linhas de transmissão representada por uma cascata de circuitos π, analisado e simulado pelo “Software Matlab”. Utilizou-se a simulação com o emprego de programa no Matlab para linhas de transmissão de energia elétrica, a primeira com comprimento de dez mil metros e outra com oitenta metros, utilizada como referencial na comparação das respostas aos sinais de entrada aplicados nos circuitos π simulando o cabo contrapeso com seus componentes representado pelos parâmetros elétricos. Através de variação no parâmetro resistividade do solo comparou-se os resultados mostrados nos gráficos da tensão elétrica na terminação do cabo contrapeso, simulado como uma linha de transmissão com terminação em aberto. Como analise adicional em termos de segurança foi implementado no programa a analise das tensões elétricas ao longo do cabo contrapeso, excitado por aplicação de sinais de tensão elétrica e de corrente elétrica estabelecendo a comparação entre os potenciais elétricos sobre o solo em valores máximos que podem afetar seres vivos / This study is a survey of articles and publications on the various existing grounding systems. The grounding systems are directly linked to the protection of substation facilities and equipment used in the generation, transmission and distribution of electric power, due to induced voltages by lightning’s generating electromagnetic fields . The method proposed in this study, about a grounding system made with a buried cable using the approach by transmission lines method, represented by a cascade of π circuits analyzed and simulated by Matlab Software. The simulation with the Matlab program on transmission lines of electricity, one ten thousand meters in length and another eighty meters respectively, to serve as a reference in comparison between responses to input signals applied to the cable simulated by π circuit employing the parameters involved. Through variation in the soil resistivity parameter, the results are shown in the graphs of voltage in the termination of the grounding cable, simulated as an open line at end. As further analysis in terms of safety, was implemented the analysis of the voltages along the cable, by applying voltage signals and current to check the electrical potentials on the ground, the maximum values that affect persons

Orientador: Jose Pissolato Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T10:45:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarinMesa_HenryRamon_M.pdf: 775188 bytes, checksum: d44b6096c03070dff5fb491bb2b0d7dd (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Este trabalho apresenta uma análise computacional usando a técnica numérica TLM (Transmission Line Method) do comportamento das tensões transitórias em sistemas de aterramento, quando submetidas a fenômenos impulsivos do tipo descargas atmosféricas. É apresentada uma revisão bibliográfica sobre o tema e os diferentes métodos numéricos usados para modelar sistemas de aterramento. A técnica numérica TLM é apresentada, assim como, as equações para a determinação dos parâmetros usados nas simulações e o fluxograma do programa computacional desenvolvido. O programa foi escrito em Fortran e validado comparando os resultados obtidos com simulações e testes experimentais publicados por outros autores. Com o objetivo de obter o comportamento das tensões transitórias sobre diferentes situações, foi estudada a influência de alguns parâmetros no comportamento transitório das malhas de aterramento / Abstract: This work, by using the TLM (Transmission Line Method) numeric technique, presents a computational analysis of the transitory tensions behavior in grounding systems, when submitted to impulsive phenomena of the atmospheric discharge type. A bibliographical revision on the theme and the different numeric methods used for modelling grounding systems, including the TLM numeric technique, are explained, as well as the equations for the determination of the parameters used in the simulations and the flowchart of the software developed. The program written in Fortran was validated comparing simulations and experimental tests published by other authors. For the purpose of obtaining the transitory tensions behavior in different situations, we studied the influence of some parameters in the transitory behavior of grounding meshes / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica