Metodologia para cálculo de perdas e projeto da parte ativa de transformadores de potência aplicados em sistemas de transmissão HVDC-LCC.

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Czernorucki, Marcos Veloso
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: FEM; Harmonics; HVDC; Losses; Optimization; Sistemas HVDC; Technical standard; Transformadores e reatores; Transformer efficiency
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-21112023-101017/

A emergente tecnologia HVDC é usada cada vez mais para transmissão de energia em longas distâncias, aumentando a flexibilidade do sistema em interconexões assíncronas, travessia de longos cabos submarinos, diferentes perfis de carga e geração, melhorando as relações no âmbito do mercado de energia. Apesar das vantagens da transmissão CC, a não linearidade dos conversores introduz efeitos indesejáveis à operação dos transformadores HVDC, principalmente listados na norma técnica IEC / IEEE 60076-57-129. No entanto, discussões adicionais e informações complementares podem ser encontradas em uma pluralidade de referências, que são trazidas na pesquisa sob uma perspectiva compreensiva. Os transformadores HVDC são projetados com base em parâmetros do sistema, e as dimensões da parte ativa são ajustadas até que requisitos especificados e constantes em normas técnicas, além de restrições construtivas, sejam satisfeitos. Esta pesquisa propõe uma metodologia para cálculo de perdas e projeto dimensional da parte ativa, desenvolvendo uma formulação analítica, realizando exercícios de otimização com objetivos opostos entre si, na busca da solução que apresente melhor compromisso entre perdas e massas. Entender tal compromisso é relevante pois proporciona uma visão mais abrangente do projeto do equipamento, permitindo que o leitor desenvolva sensibilidade sobre como grandezas geométricas, que são cuidadosamente controladas durante a fabricação de transformadores, afetam seu rendimento e desempenho em operação. Muito além da solução escolhida, a fronteira não-dominada obtida para cada projeto de transformador, permite ao projetista conhecer o equipamento e seu funcionamento, levando a uma melhoria contínua da metodologia proposta. Como resultado, a formulação analítica comparada a uma metodologia alternativa, puramente numérica, para cálculo das perdas harmônicas do enrolamento e verificação da impedância de curto-circuito, proporciona confiança ao método aplicado.