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Estudo estatístico das sobretensões transitórias em sistemas de potência: modelagem de linhas de transmissão de EAT e sistemas de aterramento em solos com parâmetros variáveis com a frequência

Processo: 21/06157-5
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de outubro de 2021
Situação:Interrompido
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Elétrica - Sistemas Elétricos de Potência
Pesquisador responsável:Jose Pissolato Filho
Beneficiário:Jaimis Sajid Leon Colqui
Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):23/11009-0 - Análise do desempenho de sobretensões transitórias em linhas de transmissão de alta e extra alta tensão, considerando o efeito corona, poluição nas cadeias de isoladores e linhas instaladas em altitudes elevadas, BE.EP.PD
Assunto(s):Linhas de transmissão de energia elétrica   Linhas subterrâneas de transmissão de energia elétrica   Alta tensão   Transitórios eletromagnéticos   Método de Monte Carlo
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Linhas aéreas de extra alta tensão | método de Monte Carlo | Modelos de linhas de transmissão | Solo de alta resistividade | Transitórios Eletromagnéticos | Variação dos parâmetros do solo com a frequência | Modelagem e análises de transitórios eletromagnéticos

Resumo

As sobretensões de manobras estão entre os transitórios mais severos que sobrecarregam as isolações elétricas dos componentes nos sistemas de potência, em especial, os de Extra-Alta Tensão (EAT). Essas sobretensões são geradas devido ao não fechamento sincronizado dos polos mecânicos dos disjuntores sendo caracterizadas por picos elevados de curta duração. Como a previsão exata dos tempos de fechamento é incerta, o problema requer um tratamento estatístico para a estimação das sobretensões de manobra que são primordiais para os projetos de isolação dos componentes elétricos. Usualmente a distribuição de probabilidades das sobretensões por manobras em sistemas de potência em EAT é computada considerando os parâmetros elétricos dos solos constantes. Entretanto, tais estudos ainda não foram realizados para LTs sobre solos reais, cujos parâmetros elétricos (resistividade e permissividade) são variáveis com a frequência devido às correntes de deslocamento no solo, sendo esse fator expressivo para as LTs localizadas em regiões de solo de alta resistividade. Nesse contexto, espera-se que as distribuições de probabilidade das sobretensões sejam modificadas quando esses fatores forem levados em consideração nas análises transitórias. Este projeto propõe a investigação das distribuições de probabilidades das sobretensões devido às operações de manobra em linhas de EAT sobre solos reais de alta resistividade e dependentes da frequência. Tal estudo se justifica devido ao fato de que nesses níveis de tensão, as sobretensões por manobras são mais importantes do que as sobretensões geradas pelas descargas atmosféricas. Além disso, sabe-se que quando o solo é modelado por seus parâmetros elétricos dependentes da frequência, as sobretensões obtidas apresentam valores de pico reduzidos em comparação com aqueles obtidos para o solo com parâmetros constantes. Nesse sentido, o custo da cadeia de isoladores pode ser reduzido quando um modelo mais realístico é utilizado. O estudo inclui várias análises de sensibilidade para investigar o impacto dos parâmetros do sistema, tais como o comprimento da LT, a tensão nominal do sistema, os parâmetros elétricos da linha, a inclusão da dependência da frequência nos parâmetros elétricos do solo e a topologia da LT nas sobretensões transitórios. Além disso, para fazer os estudos mais realista, as estruturas metálicas e os sistemas de aterramentos são computados por modelos eletromagnéticos de onda completa e posteriormente representados na forma de modelos do tipo caixa-preta. A partir dos estudos realizados, espera-se fornecer modelos de LT de EAT mais precisos para as simulações de eventos estatísticos de transitórios eletromagnéticos agregando novos recursos aos programas do tipo EMTP. (AU)

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Publicações científicas (9)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
PASCOALATO, TAINA FERNANDA GARBELIM; DE ARAUJO, ANDERSON RICARDO JUSTO; LEON COLQUI, JAIMIS SAJID; KUROKAWA, SERGIO; PISSOLATO FILHO, JOSE. A Comparison of Frequency-Dependent Soil Models: Electromagnetic Transient Analysis of Overhead Transmission Lines Using Modal Decomposition. ENERGIES, v. 15, n. 5, p. 31-pg., . (21/06157-5, 20/10141-4, 19/01396-1)
COLQUI, JAIMIS S. L.; DE ARAUJO, ANDERSON R. J.; KUROKAWA, SERGIO; PISSOLATO FILHO, JOSE. Optimization of Lumped Parameter Models to Mitigate Numerical Oscillations in the Transient Responses of Short Transmission Lines. ENERGIES, v. 14, n. 20, . (21/06157-5, 19/01396-1)
LEON COLQUI, JAIMIS SAJID; TIMANA, LUIS; CABALLERO, PABLO TORREZ; PISSOLATO FILHO, JOSE; KUROKAWA, SERGIO. Implementation of an Alternative Frequency-Dependent Three-Phase Transmission Line Model Based on the Folded Line Equivalent Model in MatLab-Simulink. ENERGIES, v. 15, n. 24, p. 18-pg., . (21/06157-5)
ROBLES BALESTERO, P. JUAN; LEON COLQUI, JAIMIS SAJID; KUROKAWA, SERGIO. Using the Exact Equivalent pi-Circuit of Transmission Lines for Electromagnetic Transient Simulations in the Time Domain. IEEE ACCESS, v. 10, p. 10-pg., . (21/06157-5)
LEON COLQUI, JAIMIS SAJID; TIMANA ERASO, LUIS CARLOS; CABALLERO, PABLO TORREZ; PISSOLATO FILHO, JOSE; KUROKAWA, SERGIO. mplementation of Modal Domain Transmission Line Models in the ATP Softwar. IEEE ACCESS, v. 10, p. 15924-15934, . (21/06157-5)
MANZI DE AZEVEDO, WALTER LUIZ; JUSTO DE ARAUJO, ANDERSON RICARDO; LEON COLQUI, JAIMIS SAJID; ASLAN D'ANNIBALE, JOSE LUCIANO; PISSOLATO FILHO, JOSE. Alternative study to reduce backflashovers using tower-footing grounding with inclined rods. Electric Power Systems Research, v. 214, p. 15-pg., . (21/06157-5, 19/01396-1)
COLQUI, JAIMIS S. L.; TIMANA, LUIS CARLOS; CABALLERO, PABLO TORREZ; KUROKAWA, SERGIO; PISSOLATO FILHO, JOSE. A modified implementation of the Folded Line Equivalent transmission line model in the Alternative Transient Program. Electric Power Systems Research, v. 211, p. 12-pg., . (21/06157-5)
LEON COLQUI, JAIMIS SAJID; JUSTO DE ARAUJO, ANDERSON RICARDO; PASCOALATO, TAINA FERNANDA GARBELIM; KUROKAWA, SERGIO; PISSOLATO FILHO, JOSE. Transient Analysis on Multiphase Transmission Line Above Lossy Ground Combining Vector Fitting Technique in ATP Tool. IEEE ACCESS, v. 10, p. 11-pg., . (21/06157-5, 20/10141-4, 19/01396-1)
LEON COLQUI, JAIMIS SAJID; RIBEIRO DE MOURA, RODOLFO ANTONIO; DE OLIVEIRA SCHROEDER, MARCO AURELIO; PISSOLATO FILHO, JOSE; KUROKAWA, SERGIO. The Impact of Transmission Line Modeling on Lightning Overvoltage. ENERGIES, v. 16, n. 3, p. 19-pg., . (21/06157-5)

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