Desempenho de Linhas de Distribuição para Média Tensão, Urbanas e Rurais, Frente a Descargas Atmosféricas Diretas e Surtos Induzidos

XVII SENDI - Seminário Nacional de Distribuição de Energia, Belo Horizonte, MG, 2006


Abstract:

Este trabalho tem como objetivo apresentar os resultados obtidos pela parceria entre AES Sul Distribuidora Gaúcha de Energia, Universidade Federal de Itajubá e Universidade de Bologna com as simulações de desempenho de possíveis projetos de redes de média tensão, detalhando os procedimentos utilizados para as simulações realizadas, bem como apresentando os perfis de desempenho resultantes, em termos de falhas esperadas por 100 km de linha para a densidade de descargas ao solo (GDF) de 1 descarga/km²/ano. Comentários sobre o desempenho relativo e comparações são apresentados.
Como primeiro resultado do estudo foi verificado que a melhor solução técnico-econômica é a adoção de uma linha com isoladores com tensão suportável nominal sob impulso atmosférico a seco – NBI, superior a 200 kV, sem a utilização de pára-raios na linha, estando presentes somente os instalados em equipamentos do sistema, como transformadores, chaves e terminais de linha, e sem a necessidade de utilização de um quarto cabo aterrado.

Introduction:

A coordenação de isolamento das linhas de média tensão frente a impulsos atmosféricos é executada por meio de métodos estatísticos baseados nos cálculos de risco de falha de isolamento. Este último pode ser estimado quando a distribuição estatística de sobretensões e a suportabilidade do isolamento são conhecidas. Um método desenvolvido pela Universidade de Bologna para o cálculo da distribuição estatística das tensões induzidas por descargas em linhas de distribuição é primeiramente descrito e então aplicado a padrões de linhas de distribuição na Classe de 25kV da AES Sul.
A avaliação do desempenho das linhas de distribuição frente a descargas induzidas envolve um modelamento preciso dos mecanismos de indução que resultam nas sobretensões. Adicionalmente, para conseguir uma coordenação de isolamento apropriada, é necessário levar em conta a presença de dispositivos de proteção, constituídos basicamente de pára-raios e/ou cabo guarda/neutro aterrado. A conseqüente complexidade dos fenômenos envolvidos e o número elevado de não linearidades resultam em uma dificuldade na estimativa das tensões induzidas. Por esta razão, nos últimos anos modelos mais precisos, comparados com aqueles propostos na literatura na primeira parte do último século, foram apresentados por Nucci e Rachidi [2-5].
Logo em seguida um procedimento estatístico para avaliar o desempenho das linhas aéreas é apresentado por Nucci e Borghetti [6] e estendido por Borghetti, Nucci e Paolone [7-10]. Tal procedimento é baseado em modelos mais precisos, permitindo assim uma descrição correta do mecanismo de indução de sobretensões provenientes de descargas induzidas, e também no Método Estatístico de Monte Carlo.

References:

[1] NUCCI, Carlo Alberto; PAOLONE, Mario; BORGHETTI, Alberto. Effect of tall instrumented towers on the statistical distributions of lightning current parameters and its influence on the power system lightning performance assessment. VII SIPDA, Curitiba, Novembro, 2003;
[2] METWALLY, I. A.; HEIDLER, F. H.; NICKEL, R. Computation of collection area and probability of lightning strikes to structures using the Electrogeometric model. VIII SIPDA, São Paulo, Novembro, 2005;
[3] GRZYBOWSKI, S.; RODRIGUEZ-MEDINA, B. Striking distance dependence on rod height and impulse polarity: A system identification approach. VIII SIPDA, São Paulo, Novembro, 2005;
[4] TORRES, Horacio. Statistical evaluation of lightning induced overvoltages in distribution lines in the presence of transformers and surge arresters. VII SIPDA, Curitiba, Novembro, 2003;
[5] MARTINEZ, Manuel L. B.; MENDONÇA DOS SANTOS, Pedro H. Estudo de Tensões Induzidas em Redes de Distribuição, Guia para Melhoria do Desempenho de Linhas Aéreas de Distribuição quanto a Descargas Atmosféricas. Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá, Março, 2004;
[6] IEEE Guide for Improving the lightning performance of electric power overhead distribution lines, IEEE Standard 1410-1997, Junho,1997;
[7] Anderson R.B., Eriksson A.J., “Lightning parameters for engineering application”, Electra, No. 69, 1980.


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