Modelos de Monte Carlo para Linhas Aéreas de Distribuição em Média Tensão, Urbanas e Rurais, frente a Descargas Atmosféricas

XII ERIAC - Encontro Regional Ibero-Americano do CIGRÉ, Foz do Iguaçu, PR, 2007


Abstract:

Este trabalho tem como objetivo analisar e direcionar o estudo do desempenho de redes de distribuição aéreas em média tensão frente a descargas atmosféricas diretas e induzidas. Identificando os principais fatores geradores de falhas e desligamentos da rede, no sentido de definir ações para a mitigação dos mesmos.
Algumas simplificações foram consideradas, levando a uma condição de análise crítica, com resultados superestimados. No entanto, os resultados mostram que é possível direcionar o estudo para a solução econômica de uma série de problemas que representam a grande maioria das ocorrências envolvendo descargas atmosféricas.
Resultados da análise de pára-raios convencionais retirados de campo são apresentados e comentados.

Introduction:

As descargas atmosféricas são uma das principais causas de interrupções e desligamentos de linhas aéreas de distribuição de energia elétrica em média tensão, sendo motivo de grande preocupação para as concessionárias.
Os efeitos para a rede de uma descarga atmosférica, direta ou através de um surto induzido, geralmente são destrutivos e freqüentemente se estendem aos equipamentos e as instalações conectadas, com possibilidade de causar danos pessoais e materiais, além de perdas em faturamento, possíveis indenizações aos clientes e multas por quebra de metas como pactuado pela ANEEL - Agência Nacional de Energia Elétrica.
A partir da flexibilização e regulamentação do fornecimento de energia elétrica, várias medidas vêm sendo tomadas pelas concessionárias para a prevenção e minimização dos danos associados às descargas atmosféricas. No entanto, como as descargas atmosféricas são eventos aleatírios e de difícil previsão, a maioria dessas medidas nem sempre são tomadas com o devido cuidado e estudos necessários, sendo que muitas além de apresentarem custos elevados não são efetivas.
Deste modo, em grande parte dos casos as providências são tomadas com base no conhecimento do engenheiro responsável, ou ainda com bases definidas em regras sem nenhuma comprovação efetiva, quer por meio de estudos ou ensaios. Portanto nem sempre os resultados são os mais satisfatírios e não se consegue obter qual a ordem correta em termos de custo x benefício destas ações.
Entre outros fatores, a confiabilidade de uma linha de distribuição depende diretamente de sua exposição a descargas atmosféricas. Para se determinar o nível de exposição da linha, o projetista precisa saber o número anual de descargas por unidade de área e por unidade de tempo, as características topolígicas da rede, topográficas da área e se existem estruturas elevadas nas proximidades da linha.
Uma vez que estes fenômenos são de origem aleatíria este trabalho considera que a geração dos parãmetros das descargas atmosféricas e sua posição seguem os dados estatísticos de Anderson e Eriksson, o Método de Monte Carlo para o sorteio das incidências de descargas e o Modelo Eletro- Geométrico para a verificação do ponto de interceptação.

References:

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