Inclusão do efeito da frequência no modelo de Bergeron: representação de linhas de transmissão curtas e longas considerando transitórios eletromagnéticos resultantes de operações de manobras e de descargas atmosféricas

Abstract

O objetivo deste projeto é desenvolver um modelo de linha de transmissão que leva em conta as principais características exigidas de um modelo deste componente do sistema elétrico, ou seja, ser desenvolvido diretamente no domínio do tempo, considerar que os parâmetros da linha são distribuídos ao longo de seu comprimento e levar em conta que os parâmetros longitudinais variam em função da frequência. O modelo proposto é baseado no modelo de Bergeron, que é um modelo de linha de transmissão desenvolvido diretamente no domínio do tempo e que leva em conta que os parâmetros de uma linha de transmissão são distribuídos ao longo de seu comprimento. No modelo proposto será levado em consideração que, devido aos efeitos solo e pelicular, os parâmetros longitudinais da linha (resistência longitudinal e indutância longitudinal) são variáveis em relação à frequência. Estes parâmetros serão aproximados por funções racionais e inseridos no modelo de Bergeron. O modelo desenvolvido será utilizado para representar linhas curtas e longas em simulações de transitórios eletromagnéticos resultantes de operações de manobras e de incidências de descargas atmosféricas. Por ser desenvolvido diretamente no domínio do tempo, o modelo proposto pode ser facilmente inserido em aplicativos do tipo ATP (Alternative Transients Program) e será uma ferramenta útil em simulações e análises de transitórios eletromagnéticos em sistemas de energia elétrica.

The main objective of our project is to develop a transmission line model that takes into account the main characteristics demanded by a model of this electrical system component, i.e., be developed directly in the time-domain, consider the distributed nature of the line parameters and take into account the frequency dependence of the longitudinal parameters. The proposed model is based on the Bergeron model, which is a transmission line model directly developed in the time domain that takes into account that the transmission line parameters are distributed along its length. In the proposed model it will be taken into account that, due to earth-return effect and skin impedance, the longitudinal parameters (longitudinal resistance and longitudinal inductance) vary in relation to the frequency. These parameters will be approximated by rational functions and will be added to the Bergeron model. The developed model will be used to represent short and long transmission lines in simulations resulting from switching operations and lightning strikes. Because of the model being directly developed in the time-domain, the proposed model can be easily implemented in programs ATP-like (Alternative Transients Program) and will be a useful tool in power system transient analysis.