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1 Resumo Este trabalho tem como objetivo analisar e direcionar o estudo de desempenho de linhas de transmissão frente a descargas atmosféricas, utilizando para-raios de ZnO, verificando uma silhueta típica de torre de 138 kV. Na metodologia apresentada, a linha de transmissão é modelada no programa de transitórios eletromagnéticos ATP, sendo que os dados das descargas atmosféricas são definidos considerando o método de Monte Carlo. Palavras Chave Descargas Atmosféricas, Desempenho de Linhas de Transmissão, Para-raios de Óxido de Zinco, ZnO I. INTRODUÇÃO S descargas atmosféricas são uma das principais causas de interrupções e desligamentos de linhas aéreas de transmissão com tensões nominais até 230 kV, gerando perdas de faturamento e multas para as empresas de energia, bem como prejudicando sua imagem junto aos consumidores. Em regiões de alta resistividade do solo e densidade de descargas atmosféricas, como Minas Gerais e Mato Grosso, a obtenção de índices de desligamentos aceitáveis passa a ser extremamente desafiador. No sistema CEMIG, o padrão de linhas de transmissão considera a existência de cabos para-raios (cabos guarda), que oferecem uma blindagem eficiente contra a incidência direta de descargas atmosféricas sobre os cabos fase. Desta forma, a maior parte dos desligamentos provocados por descargas atmosféricas é devido ao fenômeno de back-flashover. Neste trabalho é apresentado uma metodologia de análise de desempenho de linhas de transmissão frente a descargas atmosféricas, considerando para-raios de ZnO instalados em paralelo com as cadeias de isoladores das linhas, utilizando simulações probabilísticas de transitórios eletromagnéticos no S.C. Assis, E.B.G. Filho e R.M. Coutinho são engenheiros de projetos de linhas de transmissão e subestações da CEMIG Distribuição, em Belo Horizonte-MG ([email protected], [email protected] e [email protected] ). J.H.M. Almeida e A.M.N. Teixeira são engenheiros de projetos de linhas de transmissão e subestações da ENPROL a serviço da CEMIG Distribuição ([email protected] e [email protected] ). J.L. de Franco é engenheiro consultor da Franco Engenharia, especialista em aplicação de para-raios ([email protected] ). ATP (Alternative Transients Program). É analisado o desempenho de uma linha de transmissão de 138 kV com uma silhueta típica, considerando descargas incidentes na torre ou no cabo para-raios, verificando a melhoria do desempenho ao se utilizar para-raios de óxido de zinco (ZnO). São ainda apresentados e discutidos modelos dos elementos de sistema envolvidos, tais como torres, linhas de transmissão e sistemas de aterramento. II. MODELOS DOS ELEMENTOS Os componentes da linha de transmissão precisam ser modelados em um programa de transitórios eletromagnéticos, de forma a se determinar as sobretensões geradas no sistema devido a incidência das descargas atmosféricas. A seguir são apresentados e discutidos, brevemente, os modelos utilizados. A. Linhas de transmissão Considerando o objetivo de determinar as sobretensões provocadas pelas descargas atmosféricas, e que este é um fenômeno rápido cuja amplitude é influenciada pelos vãos adjacentes ao local de incidência, devem ser utilizados modelos de linhas de transmissão polifásicas, não transpostas com parâmetros distribuídos. É necessária a modelagem de 3 a 4 vãos para cada lado do ponto de incidência da descarga. Os parâmetros elétricos das linhas devem ser modelados com variação na frequência, ou constantes na frequência de 500 kHz [3]. Neste trabalho foi adotada a segunda opção. Para evitar reflexões das terminações das linhas que possam afetar o resultado das simulações, devem ser utilizados vãos de comprimentos elevados ou matrizes de casamento de impedância. Neste trabalho são utilizados, em ambas extremidades, vãos de comprimentos suficientemente elevados. B. Torres As torres das linhas de transmissão, quando percorridas por um surto de origem atmosférica podem ser modeladas como uma linha de transmissão vertical com parâmetros distribuídos, impedância de surto definida e velocidade de propagação próxima à velocidade da luz, em uma análise de engenharia. Existem diversos estudos e modelos que buscam representar e caracterizar estes dados [12][13][16]. Neste trabalho as impedâncias de surto das torres serão modeladas Metodologia de Análise de Desempenho de Linhas de Transmissão Frente a Descargas Atmosféricas Considerando Para-Raios ZnO Sandro de Castro Assis, Edino B. Giudice Filho, Roberto Márcio Coutinho, CEMIG Distribuição João Henrique Magalhães Almeida, André Matias Nunes Teixeira, CEMIG Distribuição/ENPROL Jorge Luiz de Franco, Franco Engenharia A

descargas atmosféricas

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Resumo — Este trabalho tem como objetivo analisar e

direcionar o estudo de desempenho de linhas de transmissão

frente a descargas atmosféricas, utilizando para-raios de ZnO,

verificando uma silhueta típica de torre de 138 kV. Na

metodologia apresentada, a linha de transmissão é modelada no

programa de transitórios eletromagnéticos ATP, sendo que os

dados das descargas atmosféricas são definidos considerando o

método de Monte Carlo.

Palavras Chave — Descargas Atmosféricas, Desempenho de

Linhas de Transmissão, Para-raios de Óxido de Zinco, ZnO

I. INTRODUÇÃO

S descargas atmosféricas são uma das principais causas

de interrupções e desligamentos de linhas aéreas de

transmissão com tensões nominais até 230 kV, gerando perdas

de faturamento e multas para as empresas de energia, bem

como prejudicando sua imagem junto aos consumidores. Em

regiões de alta resistividade do solo e densidade de descargas

atmosféricas, como Minas Gerais e Mato Grosso, a obtenção

de índices de desligamentos aceitáveis passa a ser

extremamente desafiador.

No sistema CEMIG, o padrão de linhas de transmissão

considera a existência de cabos para-raios (cabos guarda), que

oferecem uma blindagem eficiente contra a incidência direta

de descargas atmosféricas sobre os cabos fase. Desta forma, a

maior parte dos desligamentos provocados por descargas

atmosféricas é devido ao fenômeno de back-flashover.

Neste trabalho é apresentado uma metodologia de análise de

desempenho de linhas de transmissão frente a descargas

atmosféricas, considerando para-raios de ZnO instalados em

paralelo com as cadeias de isoladores das linhas, utilizando

simulações probabilísticas de transitórios eletromagnéticos no

S.C. Assis, E.B.G. Filho e R.M. Coutinho são engenheiros de projetos de

linhas de transmissão e subestações da CEMIG Distribuição, em Belo

Horizonte-MG ([email protected], [email protected] e

[email protected]).

J.H.M. Almeida e A.M.N. Teixeira são engenheiros de projetos de linhas

de transmissão e subestações da ENPROL a serviço da CEMIG Distribuição

([email protected] e [email protected]).

J.L. de Franco é engenheiro consultor da Franco Engenharia, especialista

em aplicação de para-raios ([email protected]).

ATP (Alternative Transients Program). É analisado o

desempenho de uma linha de transmissão de 138 kV com uma

silhueta típica, considerando descargas incidentes na torre ou

no cabo para-raios, verificando a melhoria do desempenho ao

se utilizar para-raios de óxido de zinco (ZnO).

São ainda apresentados e discutidos modelos dos elementos

de sistema envolvidos, tais como torres, linhas de transmissão

e sistemas de aterramento.

II. MODELOS DOS ELEMENTOS

Os componentes da linha de transmissão precisam ser

modelados em um programa de transitórios eletromagnéticos,

de forma a se determinar as sobretensões geradas no sistema

devido a incidência das descargas atmosféricas. A seguir são

apresentados e discutidos, brevemente, os modelos utilizados.

A. Linhas de transmissão

Considerando o objetivo de determinar as sobretensões

provocadas pelas descargas atmosféricas, e que este é um

fenômeno rápido cuja amplitude é influenciada pelos vãos

adjacentes ao local de incidência, devem ser utilizados

modelos de linhas de transmissão polifásicas, não transpostas

com parâmetros distribuídos. É necessária a modelagem de 3 a

4 vãos para cada lado do ponto de incidência da descarga. Os

parâmetros elétricos das linhas devem ser modelados com

variação na frequência, ou constantes na frequência de 500

kHz [3]. Neste trabalho foi adotada a segunda opção.

Para evitar reflexões das terminações das linhas que possam

afetar o resultado das simulações, devem ser utilizados vãos

de comprimentos elevados ou matrizes de casamento de

impedância. Neste trabalho são utilizados, em ambas

extremidades, vãos de comprimentos suficientemente

elevados.

B. Torres

As torres das linhas de transmissão, quando percorridas por

um surto de origem atmosférica podem ser modeladas como

uma linha de transmissão vertical com parâmetros

distribuídos, impedância de surto definida e velocidade de

propagação próxima à velocidade da luz, em uma análise de

engenharia. Existem diversos estudos e modelos que buscam

representar e caracterizar estes dados [12][13][16]. Neste

trabalho as impedâncias de surto das torres serão modeladas

Metodologia de Análise de Desempenho de

Linhas de Transmissão Frente a Descargas

Atmosféricas Considerando Para-Raios ZnO

Sandro de Castro Assis, Edino B. Giudice Filho, Roberto Márcio Coutinho, CEMIG Distribuição

João Henrique Magalhães Almeida, André Matias Nunes Teixeira, CEMIG Distribuição/ENPROL

Jorge Luiz de Franco, Franco Engenharia

A

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2

considerando torres cilíndricas, conforme recomendado em

[3], e velocidade de propagação igual a 80% da velocidade da

luz. Esta velocidade busca compensar os caminhos paralelos

para propagação da onda, através das treliças das torres. A

impedância de surto da torre é calculada de acordo com a

equação (1), conforme apresentado em [12].

(1)

em que,

h é a altura da torre, em metros.

r é o raio da base do cilindro, em metros.

A Fig. 1 apresenta a geometria básica da torre considerada

na análise que seguirá, enquanto que a Fig. 2 apresenta o

modelo de simulação.

Fig. 1. Geometria básica da torre considerada.

Fig. 2. Modelo da torre analisado. Impedância de surto conforme (1) e

velocidade de propagação de 2,4x108m/s. Comprimentos variáveis de cada

seção, de forma a representar as dimensões da torre.

C. Aterramento

A impedância de aterramento das estruturas possui

fundamental importância na determinação das sobretensões

nas cadeias de isoladores, e consequentemente na

determinação do desempenho da linha de transmissão. Alguns

autores [3][8][9][12] consideram a impedância de aterramento

como elementos resistivos, e que estas resistências podem

sofrer variação devido ao processo de ionização do solo.

Porém, nos sistemas de aterramento compostos por cabos

contrapesos, a possibilidade de redução do valor do

aterramento provocado pela ionização do solo é remota. Caso

ocorra a ionização, ela se dará apenas nas extremidades dos

rabichos, tendo pouca influencia no valor da impedância de

aterramento.

Neste trabalho iremos modelar os sistemas de aterramento

como resistências concentradas. O valor destas resistências é

definido com o valor da impedância de aterramento, que é

definido como 70% do valor da resistência de aterramento em

baixa frequência [17], desde que sejam respeitados os

comprimentos efetivos dos cabos contrapesos (a serem)

instalados.

D. Para-raios de óxido de zinco

Existem diversos modelos para representar a atuação do

para-raios de óxido de zinco. Tendo em vista os resultados

obtidos na análise de modelos disponíveis, apresentados em

[18], os para-raios serão modelados através de sua curva V x I,

utilizando o modelo fornecido no ATP.

E. Surto atmosférico

A forma de onda da descarga atmosférica será modelada

como uma fonte de corrente ideal, triangular.

Alternativamente poderia se utilizar forma de onda dupla

exponencial, função de Heidler ou curva do CIGRE [13].

Apesar de aproximada, a onda triangular possui fácil

implementação e permite a obtenção de resultados mais

representativos das sobretensões nas cadeias de isoladores, do

que, por exemplo, uma onda dupla exponencial.

As probabilidades de ocorrência das correntes de descarga

descendente negativa com valores de pico acima de uma

determinada amplitude podem ser estimadas a partir das

equações (2) e (3), obtidas através de medições efetuadas pelo

CIGRÉ [1] e pela CEMIG/UFMG [15], respectivamente.

(2)

(3)

em que,

PI é a probabilidade da corrente de descarga atmosférica

I (kA) ser excedida

Considerando os dados do CIGRÉ, pode-se avaliar a

probabilidade da ocorrência de taxas de crescimento de

corrente superiores a uma taxa considerada, de acordo com a

Page 3: descargas atmosféricas

3

equação (4)[13].

(4)

em que,

PdI é a probabilidade da taxa de crescimento (di/dt), em

kA/s, da corrente de descarga atmosférica I(kA) ser

excedida.

O tempo de meia onda em todas as descargas geradas é

assumido como sendo 65 s.

F. Suportabilidade dos isoladores

As cadeias de isoladores das linhas de transmissão

apresentam comportamentos distintos para diferentes formas

de onda e duração da tensão aplicada. Pode-se estimar os

valores das sobretensões suportáveis pelas cadeias de

isoladores frente a surtos atmosféricos de três maneiras:

Curvas tensão x tempo;

Método da integração;

Canal progressivo (modelo físico);

Em [4][11][12] são apresentados detalhes de cada um destes

modelos.

Neste trabalho a suportabilidade da cadeia será avaliada

através da curva tensão x tempo. Desta forma, a tensão

suportável pela cadeia de isoladores é determinada através da

equação (5) [6]:

(5)

em que,

Usuportável é a tensão que a cadeia suporta sem romper para

um dado tempo do surto (kV)

t é o tempo que dura o surto (0,5 – 16 s)

w é o comprimento da cadeia (m)

Conforme ilustrado na Fig. 3, mesmo sobretensões que

possuam amplitudes máximas menores podem provocar uma

disrupção.

Fig. 3. Característica tensão-tempo.

III. METODOLOGIA DE ANÁLISE DE DESEMPENHO DE LINHAS

DE TRANSMISSÃO

Na determinação do desempenho de uma linha de

transmissão (ou da taxa de desligamentos), alguns trabalhos

[4][5] sugerem a determinação das intensidades das correntes

críticas das descargas que são capazes de provocar

desligamentos em uma linha (disrupção através das cadeias de

isoladores), considerando a distribuição de vãos, resistências

de aterramento e da instalação de para-raios de ZnO.

Devido à natureza aleatória das descargas atmosféricas,

bem como a importância que a amplitude e o tempo de frente

da onda de sobretensão possuem na avaliação da

suportabilidade da cadeia de isoladores, a análise de grande

quantidade de possibilidades de descargas é necessária. Com

os recursos computacionais hoje disponíveis, uma análise

probabilística se tornou possível. Esta análise deve

contemplar, no mínimo, variação das amplitudes e as taxas de

crescimento das descargas atmosféricas e seu local de

incidência na linha.

Com este objetivo foi desenvolvido uma rotina

computacional que trabalha acoplado ao ATP. Devido à

natureza probabilística da análise, foi utilizado o método de

Monte Carlo na definição dos parâmetros da incidência da

descarga.

O programa realiza o sorteio aleatório das intensidades das

correntes de descargas. Pode-se utilizar a distribuição

probabilística do CIGRÉ ou da CEMIG/UFMG. Da mesma

forma são sorteados valores da taxa de crescimento,

considerando os dados do CIGRÉ. De posse da taxa de

crescimento e da amplitude sorteados, define-se o tempo de

frente da corrente de descarga.

Para a determinação do local de incidência da descarga é

utilizado o critério implementado no programa Flash do IEEE,

em que é considerado que 60% das descargas incidentes na

linha de transmissão atingem a torre, enquanto 40% incidem

ao longo do vão. Tendo como base esta informação, e fazendo

uso do método de Monte Carlo, é sorteado um valor aleatório

entre 0 e 1. É determinado que a descarga incida na torre caso

este valor seja menor ou igual a 0,6. Se for maior, é

determinado que a descarga incida no meio do vão.

Após estas definições são gerados casos de análises de

transitórios. O programa principal “solicita” a determinação

das sobretensões ao ATP, através do processamento de

transitórios eletromagnéticos para cada caso em análise.

Tendo finalizado a determinação dos transitórios gerados pelas

descargas atmosféricas são avaliados quantos desligamentos

ocorreram, resultando em uma probabilidade de desligamento.

A verificação de falha é determinada através de comparação

com a curva de suportabilidade tensão x tempo da cadeia de

isoladores da linha de transmissão em análise.

A Fig. 4 apresenta um fluxograma geral do funcionamento

do programa, já considerando o acoplamento com ATP.

Page 4: descargas atmosféricas

4

Fig. 4. Fluxograma geral de funcionamento do programa (acoplado ao ATP).

Considerando a densidade de descargas atmosféricas na

região da linha de transmissão, bem como sua geometria e

comprimento, estima-se a quantidade de descargas incidentes

na linha ao longo de 1 ano. Esta determinação pode ser feita

utilizando equações disponíveis em [2][6][11]. Aqui

utilizaremos um programa de blindagem de descargas

atmosféricas apresentado em [14]. Nele é utilizado o método

de Monte Carlo para determinar as amplitudes das correntes

de descargas e os ângulos de incidência, de acordo com curvas

probabilidade. O raio de atração foi calculado de acordo com a

equação (6).

(6)

em que,

Rs é o raio de atração (m) para uma dada corrente I (kA).

Com base neste valor, na distribuição de resistências, vãos e

alturas é possível determinar a taxa de desligamentos da linha

de transmissão.

IV. ESTUDO DE CASO

Exemplificando a metodologia de cálculo, é apresentado um

o dimensionamento do desempenho de uma linha de

transmissão de 138 kV, frente a descargas atmosféricas,

considerando a utilização de para-raios ZnO instalados em

paralelo com cadeias de isoladores.

A. Dados utilizados

A silhueta considerada na análise é a apresentada na Fig. 1,

considerando a altura útil como sendo 16,0 m. O vão médio da

linha de transmissão analisado é de 400m, sendo Linnet o cabo

condutor e 3/8” HS o cabo para-raios.

A cadeia de isoladores é composta por 9 isoladores padrão.

O espaçamento entre as ferragens para esta configuração é de

1,314 m (9 x 0,146m).

Na determinação das descargas atmosféricas foi utilizada a

curva de probabilidade de ocorrência das correntes de

descarga descendentes negativas da CEMIG/UFMG.

As impedâncias de aterramentos e os números de para-raios

associados a cada uma destas impedâncias estão apresentados

na Tabela I para cada caso analisado, e na Fig. 5 é apresentado

a curva do para-raios ZnO utilizado na avaliação do

desempenho.

TABELA I

IMPEDÂNCIAS DE ATERRAMENTO E NÚMERO DE PARA-RAIOS ZNO

ASSOCIADOS A ESTAS IMPEDÂNCIAS

Impedância de aterramento

()

Número de para-raios ZnO nas torres,

para a impedância de aterramento

13,00 0

20,00 0

30,00 0

30,00 1

40,00 1

40,00 2

70,00 2

Fig. 5. Curva do para-raios utilizada nas simulações.

B. Resultados

A Fig. 6 apresenta a curva de suportabilidade e as

sobretensões obtidas na cadeia de isoladores para uma

impedância de aterramento de 40 sem para-raios ZnO,

enquanto que a Fig. 7, considera um para-raios ZnO instalado

Cálculo das probabilidades de desligamento

Avaliação da suportabilidade das cadeias

Cálculo das sobretensões

Aplicação do método de Monte Carlo na

determinação da amplitude e taxa de crescimento da

descarga atmosférica, e local de incidência

Definição do nº de ZnO para cada impedância de

aterramento das torres da LT

Definição das impedâncias de aterramento

Especificação dos dados geométricos da estrutura

Definição do comprimento dos vãos típicos da LT

Definição das impedâncias de aterramento

Especificação da geometria dos vãos

Page 5: descargas atmosféricas

5

na fase C. Em ambas simulações foi considerado a incidência

no topo da torre, de uma descarga mediana de 45 kA e di/dt de

24 kA/s, uma vez que estes valores resultam em uma

probabilidade de 50% de serem excedidos, conforme equações

(3) e (4).

Observa-se que a incidência desta descarga provoca um

desligamento da linha, uma vez que a sobretensão gerada na

cadeia de isoladores é superior à suportável. Da mesma forma,

descargas com amplitudes superiores (e di/dt maiores ou

iguais) irão provocar desligamentos.

Ao considerar o mesmo arranjo com a existência de um

para-raios em paralelo com a fase C, não ocorre disrupção nas

cadeias de isoladores da torre para a descarga mediana Para

que ocorra um desligamento da linha, desta forma, é

necessária uma descarga mais severa, que possui menor

probabilidade de ocorrência.

Fig. 6. Curva de suportabilidade e sobretensões obtidas nas cadeias de

isoladores nas fases A, B e C, para uma descarga mediana de 45 kA e dI/dt de

24 kA/s. Impedância de aterramento de 40 . Sem para-raios ZnO.

Fig. 7. Curva de suportabilidade e sobretensões obtidas nas cadeias de

isoladores nas fases A, B e C, para uma descarga mediana de 45 kA e dI/dt de

24 kA/s. Impedância de aterramento de 40 . Para-raios ZnO instalado na fase C.

Na determinação do desempenho da linha foram

considerados 2000 simulações para cada caso apresentado na

Tabela I. A taxa de falha percentual obtida é apresentada na

Tabela II.

TABELA II

NÚMERO DE DESLIGAMENTOS E TAXA DE FALHAS OBTIDOS

CADA CASO GERADOS 2000 SIMULAÇÕES PROBABILÍSTICAS

Caso

Imped. de

aterramento

()

Nº de

ZnO

Número de

desligamentos

Taxa de falha

(%)

1 13,00 0 99 4,95

2 20,00 0 263 13,15

3 30,00 0 723 36,15

4 30,00 1 266 13,30

5 40,00 1 549 27,45

6 40,00 2 186 9,30

7 70,00 2 708 35,40

Para o comprimento de 100 km da linha de transmissão e

uma densidade de descargas atmosféricas à terra de

7 descargas/km2.ano, aplicando o modelo eletrogeométrico,

determinou-se a incidência de 102 descargas ao longo da

referida linha.

A partir dos dados apresentados na Tabela II e do número

de descargas obtido podemos estimar o desempenho da linha

de transmissão. Em geral, o sistema CEMIG é projetado para

um desempenho 10 desligamentos/100 km.ano.

A Tabela III apresenta a distribuição de torres por valor e

impedância de aterramento. Com esta distribuição podemos

determinar o número de para-raios ZnO a serem instalados de

forma o obter um desempenho adequado.

TABELA III

DISTRIBUIÇÃO PERCENTUAL DE TORRES

POR IMPEDÂNCIA DE ATERRAMENTO

Impedância de

aterramento ()

Resistência de

aterramento ()

Percentual de torres

(%)

13,00 18,6 45

20,00 28,6 25

30,00 42,9 20

40,00 57,1 8

70,00 100 2

Utilizando ponderação semelhante a implementada no

programa Flash do IEEE, buscando um desempenho limite ao

padrão adotado em Minas Gerais, determinamos que nas torres

com impedâncias de aterramento de 13 e 20 não serão

instalados para-raios ZnO. Nas estruturas com impedância de

70 devem ser instalados 2 para-raios ZnO.

Se não considerarmos a instalação de para-raios nas torres

com 30 de impedância de aterramento, o desempenho da LT

será superior ao desejado. Desta forma é necessário a

instalação de um para-raios em cada estrutura com valor de

impedância de 30.

Se for considerado a instalação de 1 para-raios nas

estruturas com impedância de aterramento de 40 o

desempenho esperado para a LT é de

11,3 desligamentos/100 km.ano. Na utilização de 2 para-raios

nestas estruturas, o desempenho é de

9,8 desligamentos/100 km.ano.

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

x 10-5

0

5

10

15x 10

5

Tempo (s)

Tensão (

V)

Fase A

Fase B

Fase C

Curva de suportabilidade da cadeia

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

x 10-5

0

5

10

15x 10

5

Tempo (s)

Tensão (

V)

Fase A

Fase B

Fase C

Curva de suportabilidade da cadeia

Page 6: descargas atmosféricas

6

V. CONCLUSÕES

Neste trabalho foi apresentada uma metodologia de

estimativa do desempenho de linhas de transmissão frente a

descargas atmosféricas quando se utiliza para-raios ZnO, bem

como realizado uma revisão dos modelos dos elementos

envolvidos para a determinação deste desempenho.

Devido à natureza probabilística das descargas

atmosféricas, o cálculo do desempenho é realizado através de

várias simulações de transitórios eletromagnéticos utilizando o

ATP e o método de Monte Carlo. Com um pós-processamento

dos dados obtidos através de simulações de transitórios é

possível estimar o número de desligamentos para linhas de

transmissão existentes ou em projeto.

Considerando uma linha de 138 kV típica, foi realizado uma

avaliação, variando a quantidade de para-raios de ZnO

instalados nas torres em paralelo com as cadeias de isoladores,

de acordo com as impedâncias de aterramento. Este processo

serve para definir um quantitativo adequado de unidades de

para-raios de forma a atender o desempenho da linha ao

requerido pelo projeto ou legislação.

REFERENCIAS

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performance of transmission lines,” CIGRE Brochure 63, 1991.

[2] IEEE Working Group on estimating the lightning performance of

transmission lines, “A simplified method for estimating lightning

performance of transmission lines,” IEEE Transactions of Power

Apparatus and Systems, vol. PAS-104, pp. 919-932, April 1985.

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[4] L.C. Zanetta, C.E. Morais, F.A. Moreira, “Aspectos metodológicos para

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[8] J.A. Martinez, F.Castro-Aranda, “Lightning performance analysis of

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[9] J.A. Martinez, F.Castro-Aranda, “Lightning flashover rate of an

overhead transmission lines protected by surge arresters”, IEEE Power

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[10] J.A. Martinez, F.Castro-Aranda, “Modeling overhead transmission lines

for line arresters studies”, IEEE Power Engineering Society General

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[11] L.C.Zanetta, Transitórios eletromagnéticos em sistemas de potência,

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[12] J.A. Martinez-Velasco (edited by), Power system transients, 2010.

[13] EPRI, Palo Alto, CA. Transmission line reference book.345kV and

above, 2nd Edition, 1982.

[14] S.C. Assis, R.M. Coutinho, E.E. Ribeiro, “Uma análise tridimensional

da eficiência da blindagem dos sistemas de proteção contra descargas

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[15] J.L. Franco, S.P.Silva, A. Piantini, J. Gonçalves, “Lightning

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Curitiba, 2003.

[16] A.R. De Conti, S. Visacro, “Uso da fórmula de Jordan no cálculo da

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[17] A. Soares, S. Visacro, M.A.O. Schroeder, L.C.L. Cherchiglia, A.M.

Carvalho, “Investigação sobre o aterramento de torres do sistema de

transmissão da Cemig para melhorias de desempenho de linhas frente a

descargas atmosféricas,” International Symposium on Lightning

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[18] A. Meister, M.A.G. Oliveira, “Comparação da representação de modelos

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contra sobretensões,” XVIII SNPTEE, Curitiba, 2005.

[19] Can/Am Users Group, “ATP rule book,” 2000.

BIOGRAFIAS

Sandro de Castro Assis nasceu em Coronel Fabriciano-MG, Brasil, em

1980. É graduado e mestre em engenharia elétrica pela Universidade Federal

de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte, Brasil, em 2004 e 2006,

respectivamente. Ele trabalhou com estudos de sistemas elétricos de potência

para indústrias. Atualmente trabalha com projetos de linhas de transmissão e

subestações na CEMIG Distribuição.

João Henrique Magalhães Almeida. Nascido em 1985 em Alvinópolis, MG.

Engenheiro Eletricista formado pela Universidade Federal de Minas Gerais

(UFMG) em 2009. É engenheiro de projetos de sistemas elétricos de linhas e

subestações a serviço da CEMIG Distribuição pela da ENPROL Engenharia e

Projeto LTDA.

Edino Barbosa Giudice Filho. Mestrado em Engenharia Elétrica (UFMG) e

Doutorando em Eng. Elétrica (UFMG) Atualmente trabalha como engenheiro

de projetos de sistemas elétricos (CEMIG) com as atividades de estudos

elétricos aplicados a linhas e subestações e em pesquisa e desenvolvimento

nestas áreas.

Roberto Márcio Coutinho. Nascido em 1952 em Belo Horizonte, MG.

Engenheiro eletricista pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)

em 1978. Pós-graduado em sistemas elétricos de potência em 1985 pela

Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). É engenheiro de projetos de

sistemas elétricos de linhas e subestações da Cemig Distribuição. Membro do

Cobei. Coordenador do guia de aplicação de para-raios de resistor não linear

em sistemas de potência de corrente alternada -procedimentos.

André Matias Nunes Teixeira. Nascido em 1985 em Belo Horizonte, MG. É

graduado e mestre em engenharia elétrica pela Universidade Federal de Minas

Gerais (UFMG), Belo Horizonte, Brasil, em 2008 e 2010, respectivamente. É

engenheiro de projetos de sistemas elétricos de linhas e subestações a serviço

da CEMIG Distribuição pela da ENPROL Engenharia e Projeto LTDA.

Jorge Luiz de Franco nasceu em Petrópolis, RJ em 1962. Engenheiro

eletricista pela Universidade Católica de Petrópolis - UCP em 1985, Mestre

em engenharia elétrica pela Universidade Federal da Paraíba - UFPB em 1993

e atualmente doutorando pela Universidade Estadual de Campinas –

UNICAMP. Trabalhou no Centro de Pesquisas de Energia Elétrica – CEPEL

durante 10 anos, participando de diversos estudos e projetos relacionados a

ensaios e aplicação de para-raios. Desde 1995 atua como Consultor Técnico,

sendo Sócio Administrador da Franco Engenharia. Membro das Comissões de

Estudo da ABNT/COBEI CE 37-7 “Para-raios de Óxido Metálico sem

centelhadores” e da CE 37-4 “Guia de Aplicação de Para-raios”, e dos Grupos

de Manutenção das Comissões Técnicas TC37/ MT4 "Metal Oxide Surge

Arresters" e TC37 / MT10 “Surge Arresters Application Guide”, da IEC.

Participa da Comissão de Estudos CE A.3 - Equipamentos de Alta Tensão do

CIGRÉ - Brasil, e como membro correspondente do WG A3.25 - “Surge

Arresters” do CIGRÈ Internacional.