Estudo das sobretensões transitórias em linhas de transmissão subterrâneas e subaquáticas considerando modelos rigorosos do cálculo dos parâmetros de retorno do solo

Resumo

As Linhas de Transmissão Subterrâneas e Subaquáticas (LTS) se apresentam como alternativas necessárias para a expansão do sistema de transmissão em alguns cenários, como, por exemplo, regiões urbanas de grande densidade populacional, áreas de proteção ambiental, travessias aquáticas, conexões de alta tensão de corrente contínua e corrente alternada com parques eólicos offshore, entre outros cenários, nas quais a implantação de Linhas de Transmissão Aéreas (LTA) é extremamente complexa e até mesmo impossível. Portanto, soluções considerando LTS têm sido cada vez mais recomendadas pelo planejamento. De fato, o atendimento à carga em algumas cidades e regiões, não se restringindo apenas às maiores metrópoles, só tem sido viabilizado por meio de soluções que incluem trechos de linhas ou mesmo linhas mistas, subterrâneas e/ou subaquáticas. Nesse contexto, é de importância crucial dispor de modelos eletromagnéticos rigorosos e precisos das LTS que permitam calcular, e cumprir os requisitos do projeto, tanto em regime permanente como em transitório. Usualmente, os estudos das sobretensões transitórias em sistemas de transmissão, incluindo LTS e LTA, são realizados usando programas do tipo EMTP®, como, por exemplo, o ATP®, o PSCAD® e o EMTP-RV®, que adotam algumas suposições que podem levar a resultados imprecisos, especialmente no cálculo de sobretensões devidas às descargas atmosféricas. Essas suposições se devem principalmente ao fato de que esses programas muitas vezes adotam a fórmula de Pollaczek para calcular a impedância e admitância de retorno do solo sem considerar as correntes de deslocamento. Além disso, nesses programas, o aterramento das blindagens do cabo são considerados independentes da frequência, sendo estes dependentes da frequência. No entanto, estudos recentes mostram que essas considerações geralmente levam a imprecisões em estudos transitórios em cabos subterrâneos nas faixas de frequência de kHz a MHz. Portanto, neste projeto de mestrado será apresentada e considerará a impedância e admitância de retorno de terra, bem como todos os elementos do LTS e LTA, dependentes da frequência para o estudo do transitório eletromagnéticos.