Orientador: Sérgio Kurokawa / Resumo: Esta dissertação apresenta um estudo realizado sobre o método de recapacitação de linhas de transmissão por injeção de tensão de terceira harmônica (TTH). O método foi publicado em 2017 por Alaei e Khajehoddin como uma proposta mais economicamente viável de elevar a tensão de transmissão sem a necessidade de alterações nas estruturas das linhas de transmissão. A injeção de TTH em linhas convencionais tem como objetivo provocar um achatamento na forma de onda das tensões de fase, causando uma redução em seu valor de pico. O método se mostra vantajoso pelo fato de que a largura das faixas de servidão e as distâncias entre cabos condutores e solo são especificadas com base no valor de pico das tensões de fase. Logo, a redução da tensão de pico não somente permitiria às estruturas existentes transmitirem maior potência como também possibilitaria a construção de novas torres de transmissão com tamanho reduzido e faixas de servidão mais estreitas, tornando uma proposta economicamente atrativa para as companhias de transmissão de energia elétrica. No artigo em que o método de recapacitação em questão foi proposto, os autores realizam análises de tensões e correntes apenas nos terminais das LTs. A contribuição deste trabalho para os estudos do método de recapacitação por injeção de TTH, consiste nas análises feitas através de um modelo de linha de transmissão a parâmetros distribuídos, que permitiu o monitoramento das tensões de fase ao longo da extensão de linhas com diferentes comp... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work presents a study concerning the transmission line uprating method by injection of third harmonic voltage (THV). The method was published in 2017 by Alaei and Khajehoddin as a more economically feasible proposal to raise the transmission voltage level without the requirement for changes in the structural elements of overhead lines. The THV injection in conventional overhead lines aims to flatten the waveform of the phase voltages, resulting in a reduction in its peak values. This represents a significant advantage, since the specification of right-of-way (ROW) width and ground clearance bases on the peak value of the phase voltages. Therefore, a reduction in the peak voltage would not only allow the existing structures to transmit electricity at higher voltages but also the construction of new transmission towers with reduced size and narrower ROW, making it an economically attractive proposal for electric power transmission companies. In the article in which the referred uprating method was proposed, the authors perform voltage and current analyzes only at the TL ends. The contribution of this work to the studies of the uprating method by THV injection consists in the analyzes made through a distributed parameter transmission line model, which allowed the monitoring of the phase voltages along the extension of lines with different lengths, both at steady-state and during the system switching. The results showed that THV injection causes overvoltage along the extent ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Os sistemas elétricos de potência estão sujeitos a diversos tipos de sobretensões que podem causar desligamentos ou avarias nos equipamentos elétricos que o compõe, comprometendo a continuidade do fornecimento de energia elétrica aos consumidores e impactando negativamente nos índices de qualidade. Um dos dispositivos mais importantes utilizados na proteção destes equipamentos são os pára-raios, os quais podem ser classificados, no sistema elétrico brasileiro, em função de sua tecnologia: a primeira, mais antiga, utiliza carboneto de silício (SiC), a segunda e mais atual utiliza óxido de zinco (ZnO) em seus elementos internos. Os primeiros estão instalados há muitos anos, até mesmo acima de sua vida útil, sendo assim, podem apresentar falhas em campo durante a sua operação. Os pára-raios de SiC estão sendo gradativamente substituídos pelos de ZnO, pois seria economicamente inviável a sua substituição imediata. Por conseguinte, torna-se imprescindível o desenvolvimento de metodologias para avaliação do seu estado de degradação, a fim de evitar-se que estes equipamentos falhem no campo. A medição da corrente de fuga, analisando-se a sua componente de terceira harmônica, mostrou que podem obtidas informações importantes a respeito dos pára-raios de SiC, fornecendo subsídios para a elaboração de um programa de manutenção que priorize a retirada daqueles mais degradados. / Power systems are subject to many types of overvoltages that may provoke interruptions or damage in electrical equipments, compromising the continuity of electrical energy supply to consumers and impacting negatively the power quality indices. One of the most important device used to protect the electric equipments are the surge arresters, which may be classified, in Brazilian power system, by its technology: the first, more antiquated, using gapped silicon-carbide (SiC) surge arrester, and secondly and newer, zinc-oxide (ZnO) surge arrester. The devices of the first type are installed for many years, even above their lifetime, presenting, in such cases, failures in site while operating. The gapped silicon-carbide surge arresters have been substituted gradually by zinc-oxide surge arresters, because it would be economically impracticable to replace them immediately. Therefore, the development of methodologies to evaluate their degradations condition is necessary, in order to avoid the failure of these equipments in site. Measurements of leakage current with third order harmonic analysis showed that important information regarding gapped silicon carbide surge arresters may be obtained, providing subsidies to elaborate a program of maintenance that prioritize the replacement of the most degraded ones.

Os sistemas elétricos de potência estão sujeitos a diversos tipos de sobretensões que podem causar desligamentos ou avarias nos equipamentos elétricos que o compõe, comprometendo a continuidade do fornecimento de energia elétrica aos consumidores e impactando negativamente nos índices de qualidade. Um dos dispositivos mais importantes utilizados na proteção destes equipamentos são os pára-raios, os quais podem ser classificados, no sistema elétrico brasileiro, em função de sua tecnologia: a primeira, mais antiga, utiliza carboneto de silício (SiC), a segunda e mais atual utiliza óxido de zinco (ZnO) em seus elementos internos. Os primeiros estão instalados há muitos anos, até mesmo acima de sua vida útil, sendo assim, podem apresentar falhas em campo durante a sua operação. Os pára-raios de SiC estão sendo gradativamente substituídos pelos de ZnO, pois seria economicamente inviável a sua substituição imediata. Por conseguinte, torna-se imprescindível o desenvolvimento de metodologias para avaliação do seu estado de degradação, a fim de evitar-se que estes equipamentos falhem no campo. A medição da corrente de fuga, analisando-se a sua componente de terceira harmônica, mostrou que podem obtidas informações importantes a respeito dos pára-raios de SiC, fornecendo subsídios para a elaboração de um programa de manutenção que priorize a retirada daqueles mais degradados. / Power systems are subject to many types of overvoltages that may provoke interruptions or damage in electrical equipments, compromising the continuity of electrical energy supply to consumers and impacting negatively the power quality indices. One of the most important device used to protect the electric equipments are the surge arresters, which may be classified, in Brazilian power system, by its technology: the first, more antiquated, using gapped silicon-carbide (SiC) surge arrester, and secondly and newer, zinc-oxide (ZnO) surge arrester. The devices of the first type are installed for many years, even above their lifetime, presenting, in such cases, failures in site while operating. The gapped silicon-carbide surge arresters have been substituted gradually by zinc-oxide surge arresters, because it would be economically impracticable to replace them immediately. Therefore, the development of methodologies to evaluate their degradations condition is necessary, in order to avoid the failure of these equipments in site. Measurements of leakage current with third order harmonic analysis showed that important information regarding gapped silicon carbide surge arresters may be obtained, providing subsidies to elaborate a program of maintenance that prioritize the replacement of the most degraded ones.