Modelagem de torre de transmissão de energia elétrica para simulação de transitórios eletromagnéticos resultantes de descargas atmosféricas

Resumo

A análise do comportamento dinâmico da torre de transmissão de energia elétrica está diretamente relacionada aos estudos de proteção do sistema elétrico contra descargas atmosféricas. No estudo de transitórios eletromagnéticos rápidos em linhas de transmissão (impulso atmosférico), as torres devem ser modeladas e levadas em conta na simulação da propagação do surto de tensão e corrente ao longo da linha, como descrito nas normas técnicas da International Electrotechnical Commission (IEC Standards). Convencionalmente, o conceito de impedância de surto da torre no domínio do tempo é usado para caracterizar o comportamento elétrico da torre de transmissão. A principal desvantagem para essa definição é a dependência da forma de onda de excitação. A fim de contornar tais limitações, modelos no domínio da frequência são usados, em que a impedância de surto da torre depende somente da geometria da estrutura e das características eletromagnéticas do meio. A proposta deste projeto é o desenvolvimento de um modelo para torres de transmissão de energia elétrica diretamente no domínio do tempo, fazendo uso do Numerical Eletromagnetic Code (NEC-2) para análise numérica dos campos eletromagnéticos e com base na teoria de linhas de transmissão com auxilio do Electromagnetic Transient Program (EMTP). Por meio da representação da impedância de surto da torre por uma função racional, pode-se obter o modelo da torre fazendo uso de elementos discretos de circuitos RLC, técnica essa denominada em muitas referências como vector fitting. Ademais, o modelo proposto é desenvolvido diretamente no domínio do tempo, sem a utilização de transformadas inversas.