Utilizações de métodos numéricos para o calculo de campos elétricos em linhas de transmissão

Marcelo Picolotto Corso, Stéfano Frizzo Stefenon, Vitor Fernando Couto

Resumo


Devido ao aumento do consumo de energia elétrica, o uso das linhas de transmissão de alta tensão existentes se torna mais intenso. Assim se faz necessário a construção de novas linhas para aumentar a infraestrutura de transmissão de energia. Para projetar essas novas linhas, uma análise do campo elétrico deve ocorrer para definir as características físicas desta nova linha. Isto se deve principalmente para determinar os níveis seguros de exposição próximos ao solo, que segundo a ANEEL para o público em geral é de 4,17 KV/m. A utilização de métodos numéricos é necessária para o cálculo dos campos elétricos, pois uma solução analítica se impõe como algo extremamente dificultoso ou até mesmo impraticável por causa da complexidade do problema físico [1]. Este trabalho tem como objetivo demonstrar um método de simulação de campos elétricos em linhas de transmissão trifásicas paralelas de alta de tensão, e assim demostrar a intensidade dos campos elétricos gerados considerando uma altura de 1 metro do solo e avaliar a precisão do método imposto. Um algoritmo para simulação foi implementado no software MatLab baseando-se no método de simulação de cargas, onde nesse caso particular, se substitui o condutor real por uma linha infinita de carga de forma a facilitar a obtenção do campo elétrico. Os cálculos dos campos elétricos após as simplificações utilizadas no método baseiam-se na Lei de Gauss para um condutor de comprimento infinito [1]. Uma particularidade do trabalho apresentado é o cálculo das contribuições do campo elétrico no domínio do tempo, já que o sistema é trifásico e apresenta a cada instante diferentes intensidades de campo elétrico, considerando uma frequência de 60 Hz. Os gráficos resultantes da simulação serão apresentados em duas dimensões. Também será feita uma comparação com medições realizadas em campo, e assim comprovar a sua precisão e viabilidade de aplicação considerando o sistema proposto.

[1] H. Singer, H. Steinbigler and P. Weiss, "A Charge Simulation Method for the Calculation of High Voltage Fields," in IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, vol. PAS-93, no. 5, pp. 1660-1668, Sept. 1974.

Palavras-chave


linhas de transmissão



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