TÍTULO:
Análises de transitórios eletromagnéticos em linhas de transmissão utilizando métodos numéricos AUTORES:
Caio Cesar Souza de Luca, Afonso José Prado, Carolina Magda Bassoto Ronchini, UNESP Campus São João da Boa Vista, Curso de Engenharia de Telecomunicações, caio.souza.deluca@gmail.com
INTRODUÇÃO:
Este projeto de pesquisa tem como proposta um trabalho na área de fenômenos transitórios eletromagnéticos em redes elétricas com enfoque principal em linhas de transmissão, tanto para transmissão de potência como para transmissão de sinal. A teoria de linhas de transmissão pode ser aplicada tanto em sistemas de fornecimento de energia ou em transmissão de sinais de dados [1]. Portanto, o trabalho proposto visa aprimorar modelagem numérica que poderá ser utilizada nesses dois tipos de sistemas de transmissão.
OBJETIVOS:
O projeto tem como objetivo avaliar rotinas numéricas desenvolvidas anteriormente por outros alunos do grupo de pesquisa para fenômenos eletromagnéticos, também estudar a aplicação de novos métodos numéricos na rotina, com foco principal no método de Runge-Kutta na modelagem das linhas de transmissão e por fim fazer comparações entre os métodos numéricos utilizados.
MATERIAIS E MÉTODS:
As análises de linhas de transmissão partem de uma equivalência dessas linhas com uma cascata de circuitos π, como o da Figura 1, para que seja possível a visualização das variáveis de estado (tensão e corrente) do sistema. Porem, os principais programas digitais utilizados para análise e simulações de fenômenos em linhas de transmissão empregam a integração trapezoidal, considerando o tempo como variável independente. Tais programas podem ser classificados como do tipo EMTP (MICROTRAN, ATP, PSCAD/EMTDC) [2,3]. A utilização de programas do tipo EMTP é bastante difundida, sendo que tais aplicativos são considerados como padrão para análises de fenômenos eletromagnéticos em sistemas de potência. Esses programas têm limitações em relação quantidade de circuitos π que podem ser inseridos, sendo que, para o caso de linhas longas, nem sempre é possível mostrar, com boa resolução a distribuição da tensão ao longo da linha de transmissão. Esses programas serviram como base e para comparação no desenvolvimento das rotinas utilizando novos métodos, como o de Runge-Kutta, dentro do programa MatLab para que seja possível analisar uma maior quantidade de circuitos π , obtendo assim uma maior qualidade e resolução da resposta em linhas de transmissão mais longas.
Figura 1. Linha representada por meio de cascatas de circuitos π.
RESULTADOS E DISCUSSAO:
O foco da pesquisa é no desenvolvimento da rotina numérica baseada em novos métodos de integração numérica já que os principais aplicativos da área utilizam de integração trapezoidal. A grande vantagem de desses novos métodos de integração numérica em relação aos correspondentes métodos anteriores é possibilidade de aplicar um passo de tempo maior considerando a mesma precisão anteriormente obtida. Portanto, no desenvolvimento deste trabalho, a principal questão é se é viável a aplicação desses métodos de integração numérica, e de forma específica, o método de Runge- Kutta, na estrutura de rotinas numéricas utilizadas para simulação de transitórios eletromagnéticos em linhas de transmissão. Todas essas adaptações, modificações e análises têm como meta minimizar oscilações numéricas nos resultados da análise de transitórios em linhas de transmissão.
O projeto está em sua fase inicial, portanto até o momento não foi possível obter nenhum resultados. No decorrer do projeto, serão obtidas novas rotinas com métodos de integração distintos e os resultados serão comparados.
REFERÊNCIAS:
[1] H. W. DOMMEL, A. YAN, R. J. ORTIZ DE MARCANO, A. B. MILIANI, Case Studies for Electromagnetic Transients, University of British Columbia, Vancouver, Canada, May, 1983.
[2] J. A. R. Macías, A. G. Expósito, A. B. Soler, “A Comparison of Techniques for Statespace Transient Analysis of Transmission Lines”, IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 20, nº 2, pp. 894-903, April, 2005.
[3] M. S. Mamis, (2003). Computing of Electromagnetic Transients on Transmission Lines with Nonlinear Components. IEE Proceedings Generation, Transmission and Distribution, vol, 150, N0. 2; PP. 200-203.
