Metodologia para avaliação das consequências da expansão dos sistemas elétricos nos sistemas de aterramento das subestações

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Rosa, Wagner
• Orientador(a): Fritzen, Paulo Cícero
• Banca de defesa: Cardoso Junior, Ghendy , Fritzen, Paulo Cícero , Netto, Ulisses Chemin
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Sistemas de Energia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Sistemas de energia elétrica; Energia elétrica - Produção; Aparelhos e materiais elétricos - Proteção; Curtos-circuitos; Subestações elétricas; Electric power systems; Electric power production; Electric apparatus and appliances - Protection; Short circuits; Electric substations
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29615

Fatores como o crescimento econômico, crescimento populacional e mudanças de hábitos de consumo levam a uma constante elevação dos níveis de consumo de energia elétrica. Esse constante aumento do consumo faz com que seja necessário expandir rotineiramente os sistemas de geração, transmissão e distribuição com vistas atender essa demanda crescente. Essa rotineira expansão dos sistemas elétricos altera as características do próprio sistema, alterando dessa forma, fluxos de potência e níveis de curto-circuito. Essas alterações podem levar determinados sistemas a uma superação, sendo necessário realizar alguma intervenção de modo a dotar esses sistemas das características necessárias ao pleno funcionamento nas novas condições exigidas. Um dos sistemas que acabam, muitas vezes, sendo superados são os sistemas de aterramento das subestações. Considerando que estes sistemas têm função relacionada à segurança das pessoas, torna-se muito importante acompanhar e estudar os impactos da expansão dos sistemas elétricos no que se refere aos sistemas de aterramento, além de desenvolver uma metodologia para a realização de diagnóstico da condição das malhas existentes. Na impossibilidade de realizar a medição da resistividade do solo nos platôs das subestações já existentes e em funcionamento, foram realizadas medições em terrenos nas imediações de uma subestação recentemente construída, da qual eram conhecidos todos os elementos de projeto, com o objetivo de verificar se a medição de resistividade nas imediações de uma subestação pode ser considerada representativa para subestação em questão. Na sequência esse método foi replicado para uma subestação antiga. Os levantamentos de campo e o tratamento dos dados obtidos nestes levantamentos serviram para a determinação da resistência de malha das subestações. Para a verificação da superação da malha de terra de uma subestação é necessário conhecer, além da resistência de malha, todo o sistema de aterramento dessa subestação, a distribuição da corrente de falta nas diferentes partes desse sistema e a corrente de malha, sendo a corrente de malha a responsável pelo surgimento das tensões de passo e toque ao longo do platô da subestação. Com o objetivo de determinar a corrente de malha foram modelados os sistemas de aterramento dessas subestações no EMTP/ATP, inclusive tendo sido modelados os aterramentos das linhas de transmissão conectadas às subestações de interesse, uma vez que seus cabos guarda, torres e resistências de pé de torre fazem parte do sistema de aterramento das subestações. A medição no entorno da subestação mostrou-se representativa ao platô podendo, dessa forma, ser utilizada quando não houver o registro das medições da fase de projeto. Por sua vez, a modelagem do sistema de aterramento da subestação no EMTP/ATP mostrou-se uma forma bastante eficaz para a determinação da corrente de malha. Com a determinação das correntes de malha das subestações de interesse foi possível verificar a superação da malha de uma das subestações. As proposições iniciais deste trabalho buscavam verificar os impactos das constantes ampliações dos sistemas elétricos para as malhas de terra das subestações e o desenvolvimento de uma metodologia para a verificação de possíveis superações em subestações antigas, sendo é possível entender que os objetivos foram atendidos.