Análise de elevação de potencial resultante em parques eólicos devido à incidência direta de descargas atmosféricas

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dc.contributor.advisorAlípio, Rafael Silva
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6715701375569983
dc.contributor.authorPassos, Lucas Silva
dc.contributor.referee1Rafael Silva Alípio
dc.date.accessioned2023-08-08T14:03:30Z
dc.date.available2023-08-08T14:03:30Z
dc.date.issued2020-12
dc.description.abstractEsta 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%.
dc.description.abstractotherThis master thesis is dedicated to the study of the ground potential rise in wind farms due to direct lightning strikes. The study is carried out by means of simulations using a hybrid approach, where the aerial elements are modelled using the distributed parameters transmission line theory and wind farm grounding system is modelled applying a method based directly on the field theory. Typical Brazilian conditions are considered in terms of electrical resistivity values and lightning current waves. According to the results, for currents representative of subsequent strokes in negative downward flashes or return strokes associated with negative upward flashes, the grounding systems of the wind turbines adjacent to the struck one do not contribute to reducing the peak value of the developed GPR, considering practical distances between turbines in a wind farm. In this case, only the interconnecting electrode, in addition to the grounding system of the struck wind turbine itself, contribute to the decrease of the GPR peak, and the length of this electrode that effectively contributes to such reduction increases with the increase of soil resistivity. In the case of first strokes in negative downward flashes, which are slower waves, the grounding systems of the adjacent towers might contribute to reducing the peak of the GPR, depending on the value of the soil resistivity and the distance between the wind turbines: the higher the resistivity and the lower the distance, the adjacent grounding systems are more likely to contribute to the GPR reduction. In general, the interconnection between the different grounding systems of the wind farm leads to a significant decrease of the low-frequency grounding resistance, but not of the impulsive impedance, seen by each turbine individually. Finally, it is shown that the representation of the aerial elements leads to an increase in the peak value of the GPR, especially for current waves with a lower front time, with increases of up to 30% being observed.
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br/handle/123456789/375
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG / UFSJ
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.subjectEnergia eólica
dc.subjectEletricidade atmosférica
dc.subjectAterramento elétrico
dc.subjectSimulações computacionais
dc.titleAnálise de elevação de potencial resultante em parques eólicos devido à incidência direta de descargas atmosféricas
dc.typeThesis
dspace.entity.type

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