Optimization of overhead transmission lines with multiple circuits at different voltage levels on the same tower

Autor(es)

Jhair Stivel Acosta Sarmiento

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
• Data de defesa: 2021-02-24

Membros da banca

Maria Cristina Dias Tavares; Maria Teresa Nunes Padilha de Castro Correia de Barros; Aniruddha Madhukar Gole; Fernando Augusto Moreira; Marco Aurélio de Oliveira Schroeder

• Orientador: Maria Cristina Dias Tavares

Resumo

Os circuitos múltiplos são uma boa maneira de aumentar a potência transmitida nas linhas usando a uma faixa de servidão (ROW) menor ou similar às de linhas de transmissão paralelas de circuito simples. Embora as linhas de transmissão de circuito duplo e circuito múltiplo tenham sido usadas nos últimos anos, existem poucos estudos sobre linhas de transmissão não convencionais em múltiplos circuitos com diferentes níveis de tensão (multi-tensão). Assim, nesta pesquisa foi proposto um modelo matemático para aumentar a potência característica (SIL) de cada circuito, e reduzir os custos totais, ROW e altura das torres, otimizando a geometria dos feixes através da computação evolutiva. A otimização foi feita usando duas abordagens: O método da soma ponderada e uma versão modificada do Algoritmo Genético de Ordenação Não Dominada II (NSGA-II). Como resultado, foram obtidas várias linhas de transmissão não-convencionais com circuitos simples, duplos, triplos e quádruplos com uma melhoria geral na faixa de 66 a 152% ao somar todos os objetivos. Após os resultados iniciais, observou-se que a sequência de fases de cada circuito na torre tem um impacto importante no seu campo elétrico e, portanto, no ROW e na altura. Incluindo mais este parâmetro, o valor da soma das funções objetivos foi aumentado em quase 30% no melhor dos casos, devido à redução adicional do ROW e de altura da torre. Em relação à resposta transitória, observou-se que os circuitos na mesma torre têm impacto sobre os demais durante manobras ou falhas em seus próprios circuitos. No entanto, com a adição da otimização da sequência de fase, observou-se uma diminuição nas sobretensões. Configurações diferentes de reatores de neutro foram otimizadas também, com o propósito de conseguir sucesso do religamento monopolar automático. Como resultado, reduções de até 50% no tempo de extinção do arco foram atingidas. A parte final desta pesquisa incluiu a minimização da corrente de arco secundário como restrição no modelo matemático. Como resultado, as novas linhas de transmissão apresentam tempos de extinção de arco até 61% mais rápidos. Finalmente, uma vez que as linhas de transmissão satisfazem todas as restrições e têm ROW até 88% menor do que as linhas convencionais, elas podem ser consideradas boas opções para serem implementadas nos novos projetos de linhas de transmissão (AU)

• Processo FAPESP: 15/26096-0 - Ampliação da capacidade de transmissão de linhas aéreas com múltiplos circuitos mediante a modificação da geometria dos feixes
• Beneficiário: Jhair Stivel Acosta Sarmiento
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado