Transient Analysis of Classical and Modified Lumped Parameter Transmission Line Model in Power Systems
As oscilações espúrias estão presentes nas respostas transitórias quando linhas de transmissão (LT) são representadas pelo modelo a parâmetros concentrados (MPC). O MPC é composto por circuitos PI, T ou L conectados em cascata. Essas oscilações são caracterizadas por picos errôneos que podem levar às interpretações incorretas nos sistemas de proteção. Da literatura, são propostas topologias de circuitos PI modificadas pela inserção de resistências de amortecimento que reduzem as oscilações espúrias. Entretanto, nas topologias T e L esses efeitos são desconhecidos. Neste artigo, uma análise das respostas transitórias de cada topologia é realizada para diferentes valores da resistência de amortecimento. Os resultados obtidos com as topologias T e L são comparadas com os obtidos pelo método da transformada numérica inversa de Laplace e pelo MPC clássico. Verifica-se uma redução expressiva das oscilações espúrias nas respostas transitórias quando as topologias modificadas são empregadas. Desse modo, essas topologias são modelos alternativos para representação de LT trifásicas simétricas e idealmente transpostas e podem ser aplicadas para estudar os transitórios eletromagnéticos.
Transient Analysis of Classical and Modified Lumped Parameter Transmission Line Model in Power Systems
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DOI: 10.22533/at.ed.3332117068
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Palavras-chave: Transitórios eletromagnético, linha de transmissão, modelos a parâmetros concentrados, domínio do tempo, topologias modificadas
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Keywords: Electromagnetic transients, transmission line, lumped parameter models, lumped modified topologies
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Abstract:
Numerical spurious oscillations are present in transient responses when overhead transmission lines (TL) are represented by the lumped parameter models (LPM) which can be composed of PI, T or L branches in cascade. These spurious oscillations present erroneous peaks which can lead to incorrect interpretations in the protection devices and overestimation in the insulation level of equipment, such as insulation strings, pre-insertion resistor, circuit breakers. In the literature, modified PI-circuit topologies are proposed with damping resistances inserted to reduce the magnitude of these spurious oscillations. However, the effects of the damping resistances in the T and L-circuit topologies are unknown. In this article, a transient analysis of each modified topology is carried out for different damping resistances. Simulations obtained with the modified T and L topologies are compared with those obtained with numerical inverse Laplace transform and with traditional LPM (without damping resistances). Results shown that a significant reduction of spurious oscillations are seen when the modified topologies are employed for the transient responses. In this way, the modified topologies can be an alternative to represent symmetrical and ideally transposed overhead three-phase TL and can be applied to study the electromagnetic transients in power systems
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Número de páginas: 16
- Anderson Ricardo Justo de Araújo
- Sérgio Kurokawa
- José Pissolato Filho
- Jaimis Sajid León Colqui
