ASSESSMENT OF THE IMPACT OF GROUNDING SYSTEMS MODELING ON THE LIGHTNING PERFORMANCE OF TRANSMISSION LINES
Este artigo investiga o impacto da modelagem de sistemas de aterramento no desempenho de linhas de transmissão frente a descargas atmosféricas. As sobretensões desenvolvidas através da cadeia isolante e as taxas de desligamento por backflashover de uma linha de transmissão de 138 kV brasileira são estimadas, enquanto o sistema de aterramento do pé de torre é representado por três modelos diferentes, a saber: i) um modelo estático, consistindo de uma resistência de concentrada com valor igual à resistência de aterramento de baixa freqüência, ii) um modelo de banda larga de onda completa (como conhecido como HEM - Hybrid Electromagnetic Model), e iii) um modelo de banda larga em cascata de pi. Tomando como referência os resultados, é mostrado que o modelo estático pode levar a erros e previsões incorretas de ruptura do isolamento. Com relação aos modelos de banda larga, o HEM produz inquestionavelmente os resultados mais precisos, mas com base nos resultados deste trabalho, mostra-se que o modelo de cascata de pi é relativamente preciso, com a vantagem de exigir muito menos esforço computacional e tempo de simulação, o que o torna atrativo para aplicações onde esta característica é importante, tais como análises probabilísticas (baseada em numerosas simulações) e/ou aplicações de Engenharia.
ASSESSMENT OF THE IMPACT OF GROUNDING SYSTEMS MODELING ON THE LIGHTNING PERFORMANCE OF TRANSMISSION LINES
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DOI: 10.22533/at.ed.3732123022
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Palavras-chave: linhas de transmissão, sistemas de aterramento, parâmetros elétricos de solo dependents da frequência, performance frente a descargas atmosféricas, backflashover.
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Keywords: transmission lines; grounding systems, frequency-dependent soil electrical parameters, lightning performance, backflashover.
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Abstract:
This paper investigates the impact of grounding systems modeling on the lightning performance of overhead transmission lines. The developed overvoltages though the insulator string and the backflashover rates of a Brazilian 138-kV transmission line are estimated, while the tower-footing grounding system is represented by three different models, namely: i) a static model, consisting of a lumped resistance with value equal to the low-frequency grounding resistance, ii) a full-wave wideband model (as known as HEM – Hybrid Electromagnetic Model), and iii) a pi-cascade wideband model. Taking as reference the results, it is shown that the static model can lead to errors and incorrect predictions of insulation breakdown. Concerning to the wideband models, HEM unquestionably produces the most precise results, but based on the results of this work, it is shown that the pi-cascade model is relatively accurate, with the advantage of requiring much less computational effort and simulation time, which makes it attractive for applications where this feature is important, such as probabilistic analysis (based on numerous simulations) and/or Engineering applications.
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Número de páginas: 6
- Rafael Silva Alipio
- Fernando Augusto Moreira
- Felipe Mendes de Vasconcellos
