Programa de Pós Graduação em Engenharia Elétrica

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Análise de elevação de potencial resultante em parques eólicos devido à incidência direta de descargas atmosféricas
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2020-12) Passos, Lucas Silva; Alípio, Rafael Silva; http://lattes.cnpq.br/6715701375569983; Rafael Silva Alípio
Esta dissertação é dedicada ao estudo da elevação de potencial resultante em parques eólicos decorrente da incidência direta de descargas atmosféricas. O estudo é realizado por meio de simulações computacionais empregando-se uma abordagem híbrida com a representação dos elementos aéreos utilizando a teoria de linhas de transmissão a parâmetros distribuídos e do sistema de aterramento do parque empregando um método baseado diretamente na teoria de campo. Consideram-se condições típicas do Brasil em termos de valores de resistividade elétrica e ondas de corrente de descargas atmosféricas. De acordo com os resultados, para correntes representativas de descargas subsequentes descendentes negativas e de descargas ascendentes negativas, os sistemas de aterramento das turbinas adjacentes à atingida pela descarga atmosféricas não contribuem para redução do valor do pico do GPR desenvolvido, considerando distâncias práticas entre turbinas em um parque eólico. Nesse caso, apenas os eletrodos de interligação, além do aterramento da própria turbina atingida, contribuem para redução do GPR, sendo que a parcela desse eletrodo que efetivamente contribui para redução aumenta com o crescimento da resistividade. No caso de primeiras descargas de retorno descendentes negativas, que são ondas mais lentas, os aterramentos das turbinas adjacentes podem contribuir para redução do pico do GPR, dependendo do valor da resistividade do solo e da distância entre as turbinas: quanto maior a resistividade e menor a distância, mais provável que os aterramentos adjacentes contribuírem para redução do GPR. De modo geral, a interligação entre os diversos aterramentos do parque eólico leva a uma redução significativa da resistência de aterramento de baixa frequência vista por cada turbina individualmente, mas não da impedância impulsiva. Ainda, mostra-se que a representação dos elementos aéreos leva a um aumento do valor de pico do GPR, especialmente para ondas de corrente com frente mais rápida, sendo observados aumentos de até 30%.
Análise do desempenho de aterramentos de turbinas eólicas frente a descargas atmosféricas
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2018-04-25) Rafael, Daiane Conceição; Alípio, Rafael Silva; Dias, Rosilene Nietzsch; http://lattes.cnpq.br/0531184725525392; http://lattes.cnpq.br/6715701375569983; Rafael Silva Alípio; Rosilene Nietzsch Dias
Esta dissertação é dedicada ao estudo da resposta transitória de aterramentos elétricos de turbinas eólicas frente a descargas atmosféricas e do impacto do fenômeno de dependência da frequência dos parâmetros elétricos do solo nessa resposta. Tal resposta é avaliada por meio de simulações computacionais empregando-se um rigoroso modelo eletromagnético, validado com resultados experimentais, e considerando condições típicas do Brasil em termos de valores de resistividade elétrica e ondas de corrente de descargas atmosféricas. De acordo com os resultados, dada a natureza concentrada de arranjos de aterramento típicos de aerogeradores, eles apresentam comportamento predominantemente capacitivo, considerando-se resistividades iguais ou superiores a 300 m. Mostra-se que as elevações de potencial nas terminações de terra podem ser bastante severas, particularmente no caso de solos de resistividade elevada e incidência de primeiras descargas de retorno; nesses casos, medidas complementares podem ser necessárias no sistema de aterramento. Ainda de acordo com os resultados, o fenômeno da dependência da frequência dos parâmetros do solo é responsável pela redução dos níveis de elevação de potencial no aterramento, da impedância impulsiva e do coeficiente de impulso, sendo que tais reduções são mais significativas para solos de maior resistividade e para correntes de descargas subsequentes. Finalmente, mostra-se que, para dimensões típicas de sistemas de aterramentos de turbinas eólicas, considerando resistividades iguais ou superiores a 300 m e parâmetros do solo dependentes da frequência, o desempenho impulsivo do aterramento de um aerogerador individual é melhor do que o seu desempenho em baixa frequência (impedância impulsiva menor do que a resistência de aterramento).
Avaliação da influência dos modelos de aterramento e linhas de transmissão na análise de sobretensões em linhas aéreas submetidas a descargas atmosféricas diretas utilizando plataformas do tipo ATP/EMTP
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2019-02) Miranda, Audine Sena de; Alípio, Rafael Silva; http://lattes.cnpq.br/6715701375569983; Rafael Silva Alípio
As descargas atmosféricas são a principal causa de desligamentos não programados em linhas de transmissão, em especial o fenômeno do backflashover. Com o intuito de mitigar os riscos associados a este fenômeno, é importante modelar os elementos do sistema de maneira consistente, em especial o aterramento de pé de torre e a linha de transmissão. Dessa forma, o presente trabalho tem por objetivo avaliar a influência do sistema de aterramento de pé de torre e da linha de transmissão nas sobretensões atmosféricas resultantes da incidência direta de descargas em linhas aéreas, utilizando plataformas do tipo ATP/ EMTP. Essas avaliações são conduzidas a partir de simulações no domínio do tempo e o impacto de cada representação é analisado em termos de sobretensões resultantes na cadeia de isoladores. São considerados os resultados associados às representações simplificadas do aterramento- resistência em baixas frequências e impedância impulsiva e os resultados decorrentes da representação rigorosa do comportamento dependente da frequência do aterramento. Adicionalmente, são avaliadas duas representações de linhas de transmissão: o consagrado J. Marti e o modelo nomeado neste trabalho como J. Marti modificado, que diferentemente do modelo J. Marti, contempla a variação dos parâmetros do solo com a frequência. De acordo com os resultados, a representação do aterramento impacta sensivelmente as sobretensões resultantes e a definição do valor crítico de corrente de descarga que irá provocar a ruptura do isolamento. Considerando a representação via impedância harmônica como referência, a impedância impulsiva conduz a valores de corrente crítica muito próximos à essa representação rigorosa e pode ser vista como uma boa opção para a modelagem do aterramento em linhas de transmissão para estudo de desempenho frente a descargas atmosféricas em plataforma do tipo ATP ⁄ EMTP. Ainda de acordo com os resultados, os modelos de linha apresentam menor influência nas sobretensões resultantes na cadeia de isoladores. Apenas em solos de alta resistividade o efeito da inclusão da dependência dos parâmetros elétricos do solo com a frequência no modelo J. Marti modificado acarreta em diferenças perceptíveis nas sobretensões desenvolvidas, especialmente quando se considera a incidência a meio vão.
Avaliação da proteção diferencial de transformadores de potência a partir da transformada wavelet
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2019-02-28) Silva, Novack Henrique Garcia; Alípio, Rafael Silva; Silveira, Eduardo Gonzaga da; http://lattes.cnpq.br/2888501805559990; http://lattes.cnpq.br/6715701375569983; Rafael Silva Alípio; Eduardo Gonzaga da Silveira; Úrsula do Carmo Resende; Luís Henrique Lopes Lima
Os transformadores de potência são equipamentos imprescindíveis ao suprimento de energia elétrica, cujo reparo ou substituição implica maior tempo de interrupção, custos diretos e indiretos. O alto custo deste equipamento, aliado à sua importância para o sistema elétrico, requer uma atenção especial quanto à sua operação, proteção e manutenção. É essencial que as concessionárias de energia elétrica invistam em sistemas de proteção que garantam ao sistema elétrico segurança, confiabilidade e maior qualidade de serviço. A principal metodologia adotada para proteção dos transformadores de potência corresponde à proteção diferencial, utilizando tradicionalmente a estimação de fasores de frequência fundamental, por meio dos quais se calculam as correntes de operação e restrição. A partir de um plano operacional, com regiões de atuação e bloqueio, tem-se a atuação ou não do relé. Para discriminar faltas e condições de energização, normalmente utiliza-se a análise harmônica pela transformada de Fourier. Apesar da grande aplicabilidade da proteção diferencial utilizando a ferramenta proposta por Fourier, o relé diferencial pode ser sensibilizado por eventos transitórios em que não se deseja que a proteção isole o sistema. A principal limitação do método de Fourier consiste no fato de não apresentar a capacidade de analisar as correntes diferenciais de operação e restrição em tempo-frequência. O presente trabalho, portanto, propõe a utilização da transformada wavelet cuja característica principal consiste em analisar sinais tanto no domínio do tempo como no domínio da frequência. A metodologia para aprimorar o desempenho da proteção diferencial em transformadores de potência corresponde em decompor o sinal de análise em coeficientes de aproximação e de detalhe a partir da técnica de análise de multiresolução (AMR) da transformada wavelet e, por meio da variação de energia espectral dos coeficientes, propor uma lógica operacional para discriminar faltas internas de outros eventos. A eficácia do algoritmo é atestada a partir da submissão do algoritmo a um conjunto de simulações obtidas de sistema elétrico modelado no software ATPDraw com elementos suficientes para reproduzir os efeitos dos transitórios eletromagnéticos no transformador de potência.
Avaliação do desempenho do relé de distância em linhas de transmissão com compensação série controlada por tiristor
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2018) Ferreira, Mateus Andrade; Alípio, Rafael Silva; Silveira, Eduardo Gonzaga da; http://lattes.cnpq.br/2888501805559990; http://lattes.cnpq.br/6715701375569983; Rafael Silva Alípio; Eduardo Gonzaga da Silveira; Alex Sander Amável Luiz; Márcio Matias Afonso; Clever Sebastião Pereira Filho
Este trabalho tem como propósito apresentar a avaliação do desempenho da função de distância do relé de proteção quando aplicado em linhas de transmissão com compensação série fixa e controlada por TCSC (Thyristor-Controlled Series Capacitor). Este tipo de proteção tem seu funcionamento baseado na impedância da linha, portanto é afetada por problemas relacionados a compensação série. São apresentadas as principais características de funcionamento deste tipo de compensação com maior ênfase no sistema controlado. Também são apontados os efeitos mais comuns da compensação série no funcionamento da proteção de distância. A maioria destes efeitos estão relacionados com a mudança na impedância da linha protegida, no entanto também tem relação com outros fenômenos, como transitórios e pela atuação de sistemas de proteção dos capacitores. Para a avaliação proposta foi desenvolvida uma montagem prática de linha de transmissão com tensão reduzida, assim como um módulo de TCSC trifásico que permite compensar a linha em até 40%. Estão descritos ensaios em que foram simulados diferentes tipos de faltas com diversas características de compensação em um ponto específico do sistema proposto. Durante os testes as tensões e correntes do sistema são amostrados por meio de uma placa de aquisição de dados e posteriormente processados em um algoritmo, desenvolvido no software Matlab, que simula a função de proteção de distância de característica MHO de um relé. Uma simulação computacional com características semelhantes à da abordagem prática foi desenvolvida no software Simulink para validação dos resultados. Por fim, são apresentadas as conclusões da análise.
Cálculo de sobretensões causadas por descargas atmosféricas diretas em linhas de transmissão de SIL elevado
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2020-07) Pechir, Daniel Guedes; Alípio, Rafael Silva; Guimarães Neto, Miguel de Brito; http://lattes.cnpq.br/4733912088994272; http://lattes.cnpq.br/6715701375569983; Rafael Silva Alípio; Miguel de Brito Guimarães Neto
O projeto de torres de Linhas de Transmissão (LTs) de Potência Natural Elevada (LPNE ou HSIL, do inglês High Surge Impedance Loading) possui relevância no contexto atual dos Sistemas Elétricos de Potência, tendo em vista a capacidade desse tipo de linha de transportar grandes blocos de potência. O cálculo do desempenho esperado de tais LTs frente à incidência de descargas atmosféricas compreende um importante estágio da fase de projeto. Os softwares utilizados para a realização desse cálculo fazem uso de abordagens muito simplificadas, que podem resultar em estimativas de desligamentos por 100 km por ano não realísticas. Nesse contexto, esta dissertação de mestrado apresenta uma metodologia presumidamente mais apurada para a realização do cálculo de desempenho de uma LPNE de 500 kV que vem sendo bastante utilizada nas linhas de transmissão brasileiras, cujas torres são do tipo estaiada Cross-Rope. A metodologia proposta, até então inédita na literatura, compreende a modelagem da estrutura da torre estaiada, considerando adequadamente as impedâncias de surto associadas aos mastros, estais e cabos de sustentação. Ademais, o aterramento também é modelado de maneira rigorosa, a partir da aplicação do já consolidado modelo multiportas de banda larga. As simulações dos transitórios eletromagnéticos envolvidos na incidência de descargas na linha foram realizadas diretamente em plataformas do tipo ATP/EMTP, considerando, inclusive, a tensão de operação em 60 Hz. Os resultados encontrados demonstraram que a LT considerada apresenta desempenho frente a descargas atmosféricas satisfatório, dentro das restrições impostas pelo ONS – Operador Nacional do Sistema, desde que o sistema de aterramento seja adequadamente modelado. A perspectiva de aplicação prática mais imediata dos resultados encontrados está na definição mais adequada, do ponto de vista de engenharia, da fase do aterramento a ser utilizada, sem envolver super dimensionamento dos cabos contrapesos a serem utilizados.
Cálculo de transitórios eletromagnéticos em linhas de transmissão aéreas trifásicas: uma modelagem no domínio das fases considerando a dependência da frequência dos parâmetros elétricos do solo
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2019-02-15) Dias, Gabriel Alves Ferreira; Alípio, Rafael Silva; http://lattes.cnpq.br/6715701375569983; Rafael Silva Alípio; Marco Aurélio de Oliveira Schroeder; Alberto Resende De Conti; Rodolfo Antônio Ribeiro de Moura
Este trabalho de dissertação analisa a influência da dependência da frequência da resistividade e permissividade elétricas do solo no cálculo de transitórios eletromagnéticos em linhas de transmissão aéreas trifásicas. Uma modelagem da linha de transmissão diretamente no domínio das fases é proposta, a partir da representação da linha através de sua matriz de admitância nodal. Um modelo causal, desenvolvido a partir das Equações de Maxwell e medições realizadas em condições de campo, é utilizado no cálculo da resistividade e permissividade elétricas do solo em função da frequência. Simulações de transitórios eletromagnéticos em linhas de transmissão com configurações de circuito simples e de circuito duplo são realizadas, considerando a injeção de correntes com formas de onda com conteúdo de frequências típico de descargas atmosféricas. Os resultados gerados mostram que a consideração da dependência da frequência dos parâmetros elétricos do solo no cálculo de transitórios eletromagnéticos em linhas aéreas trifásicas é relevante, mesmo considerando solos de resistividade moderada.
Comportamento de malhas de aterramento de subestação de energia frente a descargas atmosféricas: ênfase na avaliação de técnicas de melhoria do desempenho impulsivo por meio de múltiplos pontos de injeção de corrente
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2018-12-11) Segantini, Renan Campos; Alípio, Rafael Silva; http://lattes.cnpq.br/6715701375569983; Rafael Silva Alípio; Marco Aurélio de Oliveira Schroeder; Cláudia Rejane de Mesquita; Miguel de Brito Guimarães Neto
As malhas de aterramento, arranjo de eletrodos comumente utilizado em subestações de energia elétrica, que em geral assumem grandes dimensões, são projetadas segundo normas vigentes que levam em consideração apenas solicitações de baixa frequência. No entanto, essas malhas podem ser submetidas a correntes impulsivas advindas de descargas atmosféricas que incidem em cabos de blindagem de linhas próximas à subestação ou mesmo diretamente na subestação. Nesse caso, é importante a adoção de técnicas complementares ao projeto da malha para solicitações lentas, com o intuito de adequar o seu desempenho também a fenômenos impulsivos. Este trabalho se dedica ao estudo do comportamento impulsivo de malhas de aterramento de subestação e à proposição de técnicas de melhoria do desempenho de tais malhas frente a correntes de descargas atmosféricas. Utilizou-se uma modelagem computacional para malhas de aterramento que inclui a dependência da frequência dos parâmetros elétricos do solo, os fenômenos de propagação, os acoplamentos eletromagnéticos e adicionalmente, que permite a injeção simultânea de corrente em distintos nós da malha. A partir da aplicação desse modelo, gera-se ume extenso conjunto de resultados do comportamento impulsivo de uma malha típica de aterramento de subestação. De acordo com os resultados, o desempenho impulsivo da malha é sensivelmente influenciado pelo ponto de injeção de corrente: quanto maior a área efetiva no entorno do ponto de injeção, melhor é o desempenho impulsivo. Mostra-se que a distribuição da corrente de descarga por meio de múltiplas terminações de terra melhora de forma significativa o desempenho impulsivo da malha de aterramento.
Impacto da representação de sistemas de aterramento no desempenho de para-raios de linhas de transmissão
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2018-03-16) Duarte, Matheus Henrique Rosa; Alípio, Rafael Silva; De Conti, Alberto Resende; http://lattes.cnpq.br/2051626172679059; http://lattes.cnpq.br/6715701375569983; Rafael Silva Alípio; Alberto Resende De Conti; Marco Aurélio de Oliveira Schroeder; Ivan José da Silva Lopes; Antônio Carlos Siqueira de Lima
Descargas atmosféricas consistem na principal ameaça à continuidade de operação de linhas de transmissão. Para minimização dos riscos associados a esse fenômeno, busca-se o estabelecimento de sistemas de aterramento de pé de torre adequados, e eventualmente, a instalação de para-raios em paralelo com isoladores de linha. Nesse contexto, o presente trabalho avalia qualitativa e quantitativamente o comportamento de para-raios instalados em linhas de transmissão quando da incidência de descargas atmosféricas diretamente no topo de suas torres. Essas avaliações são conduzidas a partir de simulações no domínio do tempo. Em adição, avalia-se o impacto da representação do aterramento de pé de torre nos resultados levantados. São comparados os resultados associados à consideração de representações simplificadas do aterramento – a resistência de aterramento em baixas frequências e a impedância impulsiva –, com os resultados decorrentes de uma representação mais rigorosa do comportamento dependente da frequência do sistema de aterramento. A interação entre linhas de transmissão, para-raios de linha e descargas atmosféricas é avaliada a partir de dois aspectos. Primeiramente, levanta-se o potencial de ruptura da rigidez dielétrica de isoladores. Em um segundo momento, avalia-se a energia acumulada no dispositivo para-raios da linha em virtude dessa descarga. Nas análises realizadas, são variados sistemas de aterramento de pé de torre, descargas atmosféricas de diferentes formas de onda e amplitude, entre outros. Essas variações correspondem a condições de incidência passíveis de ocorrência, considerando a realidade do sistema de transmissão brasileiro. Observou-se que a impedância impulsiva pode ser uma boa representação para o sistema de aterramento submetido a correntes impulsivas em simulações cuja cauda da descarga não apresenta um papel relevante no comportamento estudado. Em simulações nas quais a influência da cauda da descarga é considerável, a representação a partir da impedância impulsiva pode incorrer em erros consideráveis, subestimando o potencial danoso de descargas atmosféricas em linhas de transmissão.
Impacto da representação do efeito do solo no estudo transitórios em linhas de transmissão aéreas
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2019-12) Diniz, Fernando Almeida; Alípio, Rafael Silva; Moura, Rodolfo Antônio Ribeiro de; http://lattes.cnpq.br/0994273000437507; http://lattes.cnpq.br/6715701375569983; Rafael Silva Alípio; Rodolfo Antônio Ribeiro de Moura
As linhas de transmissão constituem um elo fundamental em sistemas de potência, sendo, portanto, essencial a continuidade de sua operação mesmo diante de sobretensões. Os modelos de linhas de transmissão, usualmente disponíveis em plataformas computacionais de simulação de transitórios eletromagnéticos, não consideram os efeitos associados à corrente de deslocamento no solo (hipótese válida apenas para baixas frequências), a dependência existente dos parâmetros elétricos do solo com a frequência e os efeitos associados à propagação do campo elétrico no solo para o cálculo da admitância transversal. Essas suposições podem levar a modelos que não representam de forma adequada a resposta transitória, principalmente, nos casos que envolvam surtos atmosféricos e solos de alta resistividade elétrica. O presente trabalho de dissertação pretende gerar uma contribuição na representação do efeito do solo em modelos de linhas de transmissão aéreas. Para isso, são comparados resultados de simulações computacionais de transitórios eletromagnéticos em linhas aéreas, considerando diferentes formulações para cálculo de seus parâmetros por unidade de comprimento. As análises são divididas em três partes. Primeiramente, avalia-se a influência da representação do efeito do solo nos parâmetros de linha no domínio modal e da frequência. Em seguida, no domínio das fases e utilizando a transformada numérica de Laplace, avalia-se como a representação do solo influencia as tensões transitórias resultantes da energização de linhas de transmissão de diferentes configurações. Finalmente, são conduzidas simulações no software ATP para determinar o impacto do efeito do solo nas sobretensões de origem atmosféricas, sendo que os modelos não disponíveis no ATP são incluídos na plataforma utilizando a técnica de ajuste vetorial (Vector Fitting), modificada pelo uso da Transformação de Modo Revelador (ModeRevealing Transformation - MRT). De acordo com os resultados, as correntes de deslocamento, a admitância do solo e a dependência da frequência dos parâmetros elétricos do solo podem ser importantes na análise de transitórios eletromagnéticos em linhas aéreas localizadas em regiões de solo de alta resistividade.
Meshless IEFGM aplicado a problemas de aterramento elétrico em baixa frequência excitado por corrente
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2018-04-04) Macedo, Rafael Barroso de; Resende, Úrsula do Carmo; Alípio, Rafael Silva; http://lattes.cnpq.br/6715701375569983; http://lattes.cnpq.br/2792357895049279; Úrsula do Carmo Resende; Rafael Silva Alípio; Williams Lara de Nicomedes; Gláucio Lopes Ramos
Esta dissertação apresenta um estudo do método sem malhas Element-Free Galerkin aplicado na solução problemas de aterramento elétrico em baixa frequência. O modelo eletromagnético do sistema de aterramento é desenvolvido a partir da aplicação da técnica de injeção de corrente diretamente no ponto de defeito, como forma de excitação da haste de aterramento. Inicialmente, apresentam-se as principais características do método sem malhas e seus conceitos gerais. Então, é desenvolvida a formulação do problema para cálculo da resistência de aterramento e determinação da distribuição de potencial para uma haste inserida em solo homogêneo, bem como, em solo heterogêneo estratificado em duas e três camadas. Para implementação do modelo eletromagnético foi desenvolvida uma ferramenta computacional utilizando-se o ambiente MATLAB. Os resultados obtidos por meio da aplicação do método sem malha são comparados com valores gerados pelo Método dos Momentos, demonstrando a validade e a precisão da técnica desenvolvida.
Metodologia para determinação da impedância impulsiva para arranjos típicos de aterramentos elétricos
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2017-08-04) Borges, Fellipe Marcell da Silva; Alípio, Rafael Silva; http://lattes.cnpq.br/6715701375569983; Rafael Silva Alípio; Úrsula do Carmo Resende; Silvério Visacro Filho; Fernando Henrique Silveira
Esta dissertação é dedicada à avaliação do comportamento impulsivo de aterramentos elétricos, em particular a determinação da impedância impulsiva de aterramento. Propõe-se uma metodologia inovadora para estimativa da impedância impulsiva de arranjos típicos de aterramento. Os parâmetros de entrada da metodologia são determinados utilizando-se basicamente fórmulas práticas, o que permite a sua ampla aplicação não somente na área acadêmica, mas também industrial. A metodologia é aplicada a arranjos típicos de aterramento, tais como eletrodos horizontais, cabos contrapeso e malhas de aterramento, considerando diferentes dimensões e solos de baixa, moderada e elevada resistividade. Em todos os casos é considerada a aplicação de ondas representativas de primeiras descargas e descargas subsequentes. Tendo como referência os resultados obtidos utilizando um modelo eletromagnético rigoroso, mostra-se que a metodologia proposta fornece excelentes estimativas da impedância impulsiva de aterramento de arranjos diversos.
Proteção diferencial de transformadores de potência a partir de redes neurais artificiais
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2020-12) Silva, Aline Fraga; Alípio, Rafael Silva; Silveira, Eduardo Gonzaga da; http://lattes.cnpq.br/2888501805559990; http://lattes.cnpq.br/6715701375569983; Rafael Silva Alípio; Eduardo Gonzaga da Silveira; Luís Henrique Lopes Lima; Úrsula do Carmo Resende
A proteção diferencial é a filosofia de proteção mais utilizada em transformadores de potência. No entanto, os algoritmos convencionais apresentam ineficiências operacionais, podendo provocar a atuação indevida dos relés em situações não faltosas. Nesse contexto, com o objetivo de aprimorar a técnica tradicional, este trabalho apresenta um algoritmo de proteção diferencial para transformadores de potência baseado em Rede Neural Artificial. O sistema elétrico estudado é modelado e simulado no software Alternative Transients Program. O esquema de proteção proposto é para um transformador de 100 MVA. Os fenômenos eletromagnéticos simulados são: energização, energização solidária, sobreexcitação, saturação de transformadores de corrente e faltas externas e internas à zona de proteção. O banco de dados gerado contém 1210 arquivos, sendo 80% para treinamento e 20% para testes da rede neural. O algoritmo desenvolvido possui um módulo específico para identificação e detecção de cada evento simulado. Esta ferramenta de inteligência computacional é implementada no software MATLAB® . O algoritmo proposto também é testado com um sistema elétrico com transformador de 18 MVA. Os resultados obtidos mostram que a metodologia desenvolvida apresenta desempenho superior quando comparada à proteção convencional com restrição harmônica, mostrando-se como uma solução promissora neste tipo de aplicação.
Uso de métodos sem malha para avaliação de campos eletromagnéticos: gerados por linhas de transmissão trifásicas aéreas
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei, 2017-12-18) Ribeiro, Gustavo Ciro; Silveira, Eduardo Gonzaga da; Alípio, Rafael Silva; http://lattes.cnpq.br/6715701375569983; http://lattes.cnpq.br/2888501805559990; Eduardo Gonzaga da Silveira; Rafael Silva Alípio; Alfred Gimpel Moreira Pinto; Leônidas Chaves de Resende
Os métodos sem malha são ferramentas numéricas promissoras para aplicações em engenharia. A principal característica destes métodos é que os mesmos não necessitam de uma malha como a existente em métodos como o de Elementos Finitos. Existe apenas um conjunto de nós distribuídos em uma região conhecida como o domínio do problema. O presente trabalho visa desenvolver modelos computacionais para problemas de contorno quase-estáticos e resolvê-los através de métodos sem malha. Neste contexto busca-se uma nova abordagem através da aplicação do método sem malha denominado Element-Free Galerkin Method (EFGM) visando o cômputo de campos magnético e elétrico nas proximidades de Linhas de Transmissão (LTs) de alta tensão. São realizadas, análises comparativas entre as soluções com o método proposto, modelos analíticos e soluções geradas com o Método dos Elementos Finitos.

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