Cálculo da ampacidade de linhas aéreas de energia considerando a influência da camada limite da atmosfera

Autor:	Carlos Alexandre Meireles do Nascimento
Jazyk:	portugalština
Rok vydání:	2009
Zdroj:	Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMGUniversidade Federal de Minas GeraisUFMG.
Druh dokumentu:	Doctoral Thesis
Popis:	The thermal rating of overhead lines is an important area of research and great economic interest for electrical energy companies. In this context, this work proposes a new methodology of ampacity calculation based on the use of database generated from numerical study of the atmospheric boundary layer - ABL throughout all the spans of a given overhead transmission line. This new methodology presents the advantages: firstly, the results are more realistic and insurance, and secondly, it allows the thermal rating increasing in relation to traditional methodologies during the operation process. The use of numerical data from atmospheric boundary layer analyses in the conductor thermal rating calculation is an original contribution of this thesis. This procedure allows the identification of the critical spans throughout the overhead transmission line path in terms of the wind speed - Vcv. From the transmission line project, it is also possible to extract the set of critical spans in terms of the distance between the conductor and the nearestgrounded objects - Vce. Making the intersection between the two sets, it is possible to determine the set of critical spans à Vc in terms of both criteria, i.e,. Vc = Vcv Vce. Thus, the set of spans belonging to Vc can be monitored in a way much less expensive because of the size of Vc is usually small if compared with the total number of spans of the overheadtransmission line, especially in highlands. The new methodology proposed in this thesis, called of AmpCLA à Ampacity CalculationMethodology for Overhead Transmission Lines taking into account the Numerical Results of the Atmospheric Boundary Layer - was developed in four stages: (I) experimental and numerical investigation were made to understand how the wind speed regionalization affects the thermal rating and ampacity values; (II) development of the new methodology of ampacity calculation - AmpCLA, that considers the influences of the wind speed amplitude variation along the entire line; (III) software development based on the AmpCLA methodology; (IV) AmpCLA validation through the comparison between results gotten with the new methodology and data monitored in real time of an overhead line, in real operation,in the Acuruí (MG), southeastern of Brazil. The afore-mentioned comparison shows, numerically and experimentally, the necessity of considering the amplitude of the wind speed in all spans of the overhead line to generate a safer and more realistic ampacity value, in comparison to traditional methods. A maximização da capacidade de transmissão de energia dos condutores é uma área de estudo importante e de grande interesse econômico para as empresas concessionárias do setor elétrico. Neste contexto se insere este trabalho, o qual tem como principal objetivo o desenvolvimento de uma nova metodologia de cálculo de ampacidade baseada na utilização de informações geradas a partir do estudo numérico da camada limite da atmosfera ao longo de todos os vãos de uma dada linha aérea em operação. Esta nova metodologia apresenta as vantagens, primeiro de ser mais realista e segura, e segundo de permitir o aumento da ampacidade em relação às metodologias tradicionais durante a operação. A utilização das informações numéricas da camada limite da atmosfera, aplicadas no cálculo de ampacidade de linhas aéreas de energia, é uma contribuição original desta tese. Esteprocedimento permite a identificação dos vãos críticos ao longo da linha aérea quanto à velocidade do vento - Vcc. Do projeto da linha aérea, é possível extrair o conjunto de vãos críticos quanto à distância entre o condutor aéreo e objeto aterrado mais próximo - Vce. Fazendo a interseção entre os dois conjuntos é possível determinar os vãos mais críticos ao longo de toda a linha - Vc. Assim, o monitoramento do conjunto de vãos pertencente a Vc pode ser feito de forma muito menos onerosa, pois normalmente o Vc é reduzido se comparado ao total de vãos da linha aérea, sobretudo em regiões montanhosas. A nova metodologia proposta, denominada de AmpCLA - Metodologia de Cálculo da Ampacidade de Linhas Aéreas Considerando os Resultados de Simulações da Camada Limite da Atmosfera - foi desenvolvida em quatro etapas: (i) investigação, experimental e numérica, da influência da regionalização da amplitude da velocidade do vento na região experimental de Acuruí-MG; (ii) desenvolvimento da nova metodologia de cálculo da ampacidade AmpCLA, que leva em consideração a influência da variação da amplitude da velocidade do vento ao longo de todos os vãos da linha aérea (iii) desenvolvimento de uma ferramenta computacional para suportar a metodologia AmpCLA; (iv) validação dessa nova metodologia por meio da comparação de resultados obtidos com dados monitorados em tempo real de uma linha aérea, em operação, na região de Acuruí-MG. A conclusão da comparação desses resultados comprova, numérica e experimentalmente, a necessidade de se considerar a amplitude da velocidade do vento em todos os vãos da linha aérea para gerar conjuntamente um valor de ampacidade de forma mais precisa e segura, em comparação aos métodos tradicionais
Databáze:	Networked Digital Library of Theses & Dissertations
Externí odkaz:	http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8CEFQ9 Zobrazit plný text záznamu