FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / 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 mÃtodo dos elementos finitos (FEM),
modelados em problemas de conduÃÃo de corrente de curto-circuito à frequÃncia industrial, calculando a resistÃncia de aterramento e verificando se um determinado projeto
està dentro das especificaÃÃes de seguranÃa. SÃo utilizadas tÃcnicas de otimizaÃÃo para
a modelagem do solo e aplicado o FEM como forma de auxÃlio ao comissionamento de
subestaÃÃes, simulando o mÃtodo da queda de potencial e ensaios de potenciais de passo
e de toque. Ã apresentado o modelo Ãtimo do solo, encontrado atravÃs da minimizaÃÃo do
erro entre a curva de resistividade aparente extraÃda de mediÃÃes de resistividade elÃtrica
do solo atravÃs do mÃtodo de Wenner e uma curva de resistividade aparente teÃrica para
um modelo de âNâ camadas horizontais. O referido modelo utiliza o algoritmo Particle
Swarm Optimization (PSO), uma metaheurÃstica de otimizaÃÃo bastante consolidada e
que apresenta uma excelente performance quando aplicada à resoluÃÃo deste problema.
Foram realizadas diversas estratificaÃÃes do solo utilizando tÃcnicas de otimizaÃÃo. Quanto
ao resultado de estudos de caso foram utilizados mÃtodos grÃficos extraÃdos da literatura
e confrontados com este mÃtodo. O modelo de problemas de aterramento utilizando o
FEM foi apresentado como soluÃÃo alternativa ao projeto utilizando a norma IEEE Std
80, sendo possÃvel determinar a distribuiÃÃo espacial do potencial elÃtrico em todos os
pontos do solo, que foi modelado como heterogÃneo, conhecendo-se assim as regiÃes do
projeto que possuem os maiores nÃveis de potenciais de passo e de toque. O FEM tambÃm foi aplicado na determinaÃÃo da localizaÃÃo exata da sonda de potencial no ensaio
de mediÃÃo de resistÃncia de aterramento, sendo validado atravÃs de ensaios de campo e
atravÃs de resultados extraÃdos da literatura. O referido mÃtodo tambÃm foi aplicado na
determinaÃÃo dos nÃveis de potencias de passo e de toque existentes em uma subestaÃÃo,
sendo os ensaios simulados e comprovados atravÃs de experimentos de campo.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:9605 |
| Date | 27 May 2015 |
| Creators | Rooney Ribeiro Albuquerque Coelho |
| Contributors | Ricardo Silva Thà Pontes, Tobias Rafael Fernandes Neto, Luciano Martins Neto |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia ElÃtrica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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