Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-03-07T17:49:28Z
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2015_PatríciadeOliveiraFreitasBorin.pdf: 4605701 bytes, checksum: b7d2ac1093a633725b54b675af1c2c44 (MD5) / Neste trabalho são apresentadas metodologias de pesquisa que possibilitam compreender a influência da configuração dos feixes de subcondutores das linhas de transmissão em ultra alta tensão em corrente alternada (UAT CA) sobre os valores dos campos elétricos, tendo como principais objetivos a avaliação da sensibilidade do gradiente de potencial nas superfícies dos condutores; a análise crítica dos métodos de cálculo existentes (analíticos e numéricos) para quantificar a distribuição do gradiente de potencial; e o estudo do equacionamento dos campos eletromagnéticos associados a linhas de transmissão (LTs) na frequência industrial, a partir das equações de Maxwell. Para tanto, é feita uma simulação, em larga escala, de um estudo de caso de uma linha de 1.000 kV CA, considerando diferentes espaçamentos entre subcondutores dos feixes e diferentes arranjos regulares de feixes. Para cada uma das configurações, os gradientes de potencial, máximo e médio, na superfície de cada condutor são calculados pelo método das imagens sucessivas. Nas simulações, é utilizado o modelo simplificado de LTs, reduzindo o problema a duas dimensões. Observa-se que os valores máximo e médio do gradiente do feixe aumentam à medida que aumenta o espaçamento do feixe. Todavia, verifica-se que a variação percentual nos gradientes não é tão expressiva quando comparada a do espaçamento entre subcondutores. Além disso, constata-se que a distribuição dos gradientes nos subcondutores não é uniforme. Destaca-se que apenas os arranjos de 8 e 10 subcondutores atendem aos gradientes críticos de corona visual, implicando reduções expressivas de gradiente em comparação ao arranjo hexagonal. Os resultados desta pesquisa indicam que distribuição do gradiente é sensível tanto ao espaçamento do feixe de condutores quanto a geometria dos feixes. Sendo este último o de maior influência. O método numérico aplicado apresentou boa precisão para configurações de linhas com feixes múltiplos. Por fim, recomenda-se a avaliação da influência de diferentes condutores sobre o desempenho de linhas UAT CA e sugere-se a utilização de métodos numéricos baseados em parâmetros concentrados (elementos finitos, por exemplo) para avaliar parâmetros críticos desconsiderados pelo modelo simplificado de LTs, como flecha dos condutores e proximidade às estruturas das torres. / This work presents research methodologies that enables to understand the influence of bundle sub conductors in ultra-high voltage (UHV) AC transmission lines upon electric fields. It has as main objectives the evaluation of sensitivity of surface gradient potential (SGP) of overhead line conductors, critical analysis of the main analytical and numerical existing methods to quantify SGP distribution, and the study of electromagnetic modeling of transmission lines, regarding power frequency, carried out using Maxwell's equations. Therefore, it is performed a large-scale simulation of a case study of a 1000 kV AC line, taking into account different bundle spacing and different bundle arrangements. To each one of these configurations, the average and maximum SGP of each conductor are calculated by Successive Images method. The simulations consider the simplified transmission line model, reducing the problem into two dimensions. It is observed that the maximum and average values increase when bundle spacing increases. Nevertheless, it is found that the percentage change in gradient is not as significant as compared to the spacing between sub conductors. In addition to that, it is seen that gradient distribution on sub conductors is non-uniform. It is noteworthy that only 8 and 10 sub conductor’ arrangements meet the critical gradients for visual corona. The results of this research indicate that gradient distribution is sensitive to conductor spacing and to the geometry of the bundle arrangements. The latter being the more influential. The numerical method applied to the case study showed good accuracy for transmission lines with multiple bundle conductors. Finally, it is recommended to evaluate the influence of different conductors on UHV AC transmission lines performance and it is suggested the use of numerical methods based on lumped parameters (e.g. finite elements) to better evaluate critical parameters which are ignored by transmission line simplified model, like conductor sag and proximity to towers.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unb.br:10482/20546 |
| Date | 18 December 2015 |
| Creators | Borin, Patrícia de Oliveira Freitas |
| Contributors | Freitas, Francisco Damasceno |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UnB, instname:Universidade de Brasília, instacron:UNB |
| Rights | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data., info:eu-repo/semantics/openAccess |
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