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Previous issue date: 2010-12-20 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente trabalho apresenta os resultados obtidos com a utilização de um aplicativo baseado no Método dos Elementos Finitos (MEF) para a verificação da tensão crítica de isolamento de linhas de transmissão de energia elétrica, representada por U50%, que indica o valor de sobretensão que provoca a ruptura do isolamento da linha em 50% dos casos. A metodologia proposta leva em consideração o efeito corona e a energia armazenada ao redor dos condutores, permitindo o estudo de linhas com qualquer configuração geométrica e número de subcondutores por fase. Para possibilitar o cálculo da energia armazenada é gerada uma malha de elementos triangulares lineares, com os elementos da região mais próxima aos condutores possuindo menor tamanho, devido à variação mais intensa do campo nesta região. Com a malha pronta, são inseridas as condições de contorno do problema, que consiste em especificar o valor do potencial nos nós pertencentes aos condutores e também nos nós inferiores da região de estudo que representam a terra, sendo estes, portanto, prescritos com potencial nulo. O processo de cálculo de U50% adotado se faz de forma iterativa, com os elementos cujos campos elétricos tenham ultrapassado o valor crítico de início de corona em uma iteração, sendo fixados para a próxima iteração, adaptando desta forma o resultado para a região de ionização. Com isso, onde o campo elétrico calculado ficar abaixo do valor crítico, nada é alterado na resolução das equações de elementos finitos. Já na região onde este valor é ultrapassado as equações são modificadas, com a inserção de um parâmetro de barreira para simular a ocorrência da ionização do ar. / The present work presents the results obtained from an applicative based on the Finite Element Method to verify breakdown voltages in power transmission lines. The breakdown voltage is denoted by U50% and it indicates the breakdown of the line insulation in 50% of the cases. The proposed methodology considers the corona phenomenon and the stored energy around the wires, allowing the analysis of lines at any configuration. To compute the stored energy, a triangular finite element mesh is generated, considering a refined element distribution around the wires, since large gradients are observed in these regions. The boundary conditions for the model are prescribed potentials along the wire surfaces and null prescribed potentials along the boundary of the model which represents the earth. An iterative procedure is adopted to compute U50%, considering finite elements whose electrical fields overcome a critical value at an iterative step as being prescribed at the next step, adapting the computed results with the ionization area. In this way, wherever the computed electrical field is below a critical value, nothing is changed considering the finite element equations. On the other hand, when this critical value is overcome, a penalty parameter is introduced, in order to simulate the ionization of the air.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/2714 |
| Date | 20 December 2010 |
| Creators | Sanseverino, Alessandro Alves de Souza |
| Contributors | Soares Júnior, Delfim, Mesquita, Renato Cardoso, Vinagre, Márcio de Pinho, Oliveira, Edimar José de |
| Publisher | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica, UFJF, Brasil, Faculdade de Engenharia |
| 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 UFJF, instname:Universidade Federal de Juiz de Fora, instacron:UFJF |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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