GpTD – Registro do seu Legado – Parte Final – Justa Homenagem a todos os Colaboradores

Este post representa o sexto e último da série iniciada, a qual aborda o legado do GpTD (Grupo de Pesquisa e Desenvolvimento da Transmissão e Distribuição da Energia Elétrica), construído ao longo de sua jornada. O presente post, faz uma justa homenagem a todos os colaboradores, sintetizando as valiosas contribuições de cada um deles, desde a geração de Trabalhos de Graduação/Conclusão de Curso(TCC), passando por Dissertações de Mestrado e finalizando com Teses de Doutorado.

TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO

São sintetizados a seguir os diversos Trabalhos de Graduação e Conclusão de Curso realizados sob supervisão de Professores/Pesquisadores do DEE/GpTD.

Esquema básico para ensaios de tensão aplicada em cadeias de isoladores.

• 2010 – Maherbson Andrew de Carvalho Arcanjo – Avaliação do Comportamento Dinâmico de Cadeias de Isoladores Poluídos. Síntese: Os estudos para entendimento do comportamento de isoladores de linhas de transmissão em ambientes poluídos se revestem de grande importância, na conjuntura atual do setor elétrico brasileiro, face, principalmente, ao advento do novo modelo de relacionamento comercial entre o governo (órgão controlador) e as empresas (geradora, transmissora, distribuidora e operadora do sistema). Este novo cenário do setor elétrico incorpora uma responsabilidade crescente das empresas de transmissão no sentido de maximizar a disponibilidade dos seus ativos sob pena de serem submetidas a sanções legais ascendentemente severas. Este trabalho de graduação direciona e apresenta algumas simulações do comportamento dinâmico de isoladores em ambientes poluídos. Inicialmente são feitas algumas considerações de caráter teórico e conceitual no que se refere ao processo de contaminação de isoladores. Posteriormente são apresentados modelos que identificam como é o comportamento do isolador em ambientes poluídos. Em uma etapa posterior, é abordada a utilização do modelo que representa a distribuição de tensão em cadeias de isoladores bem como adaptações necessárias para que esse modelo seja capaz de fornecer resultados satisfatórios, quando da presença da poluição. A etapa final consiste em apresentar resultados obtidos utilizando a modelagem estudada e considerando agora o comportamento dinâmico da cadeia de isoladores.

1° circuito simulado através do MATLAB/Simulink.

• 2010 – Bruno Bayo de Barros Sanches – Monitoração em Tempo Real e Avaliação Dinâmica da Capacidade de Corrente em Linhas de Transmissão. Síntese: Este trabalho de graduação teve como objetivo avaliar o comportamento térmico, elétrico e mecânico dos condutores de linhas de transmissão com enfoque na monitoração de LTs e parâmetros ambientais. Tal assunto vem despertando interesse crescente do setor elétrico devido à necessidade de aumentar a capacidade de transmissão de energia e dificuldades de se obter novas faixas de servidão. A monitoração permite um melhor aproveitamento do nível de carregamento elétrico da linha, adiamento de obras de recapacitação, avaliação mais eficiente das necessidades de um corte de carga aos consumidores, além da supervisão de áreas invadidas. No desenvolvimento deste trabalho foram estudados os seguintes tópicos: comportamento termodinâmico dos condutores de linhas de transmissão; critérios de seleção de parâmetros meteorológicos para avaliação de condutores elétricos; aferição das metodologias de cálculo de carregamento elétrico em tempo real. O resultado principal desse trabalho foi o desenvolvimento de um sistema para avaliação da ampacidade em tempo real de LTs, além de uma análise da precisão dos modelos mais utilizados pelas concessionárias.

Resultados do sistema para avaliação da ampacidade em tempo real de LTs.

• 2013 – Jadiel Mendonça de Vasconcelos – Verificação do Desempenho Térmico de Isoladores Poliméricos com Cavidade Gasosas. Síntese: Este trabalho teve como objetivo realizar uma analise termográfica em um conjunto de isoladores poliméricos tipo pino(13,8KV), operando em condições nominais em uma linha experimental localizada no campus da Universidade Federal de Pernambuco(UFPE). Através da análise termográfica objetivou-se confrontar o comportamento térmico dos isoladores e associa-los às cavidades gasosas detectadas, previamente, através de ensaios com um aparelho de raio X. Os isoladores foram previamente ensaiados no Laboratório de Alta Tensão do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Campina Grande – UFCG (junho, 2007) e no Laboratório de Raios X do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Pernambuco (maio, 2007). Naquela oportunidade  foram feitos os seguintes ensaios: Departamento de Engenharia Elétrica  –  UFCG – ensaios elétricos com o intuito de subsidiar o desenvolvimento de um sistema de diagnóstico do estado do isoladores centrado na utilização do sensor de ultra-som; Departamento de Engenharia Mecânica – UFPE – ensaios de raios x permitiram pré-classificar o estado dos isoladores em defeituoso ou não, a partir de um banco de imagens formadas pelos registros de raio x.

Termograma –  1. 4º Vão da linha experimental.

• 2014 – Diego Coutinho Rodrigues – Efeito Corona: Caracterização e Cálculo do Gradiente Crítico Visual. Síntese: Tendo em vista o que foi exposto neste trabalho, pode-se concluir que o efeito corona é caracterizado por descargas parciais que ocorrem quando o valor do gradiente de potencial superficial de um condutor excede o valor do gradiente crítico ali presente, produzindo ruídos e luminescência. Tal efeito pode ocorrer em diversos equipamentos elétricos. No que diz respeito às linhas de transmissão e seus componentes, a ocorrência de corona pode causar ao sistema e ao meio ambiente algumas consequências como: ruídos auditivos, rádio interferência, tv Interferência e perdas de energia. Foi mostrado que, paralelamente aos avanços tecnológicos no âmbito da engenharia, varias pesquisas e estudos sobre o fenômeno corona vêm sendo realizadas, as quais buscam métodos para a redução do efeito corona e suas consequências. Dentre as mais bem sucedidas, podem ser citados o desenvolvimento do equipamento chamado de anel anti-corona, o qual além de melhorar significativamente a distribuição de tensão ao longo da cadeia de isoladores, reduz a manifestação do efeito corona em suas ferragens. Outros equipamentos como fitas e vernizes anti-corona também foram desenvolvidos nesses últimos anos. Entretanto, uma das técnicas de projeto para combater o corona mais utilizada está no redimensionamento da geometria da linha, introduzindo-se feixes de condutores por fase, o que permite a redução do gradiente superficial imposto aos condutores, principal grandeza elétrica responsável pela manifestação do efeito corona. Por fim, este trabalho fez uma descrição matemática do efeito corona visual, caracterizando como se dá o cálculo analítico de um dos fatores fundamentais para a sua ocorrência, o gradiente crítico visual. Foram analisadas situações onde seu valor influenciava diretamente no surgimento ou não do efeito corona, e como parâmetros simples como a temperatura e a conservação de cabos pode influenciar neste surgimento.

Efeito corona em condutores.

• 2014 – Diogo Antônio da Silva Soares – Análise de Sensibilidade Técnico-Econômica a Variações Climáticas na Locação de Estruturas em Linhas de Transmissão. Síntese: No projeto das linhas de transmissão é necessário inicialmente fazer um planejamento adequado a fim de obter o menor custo possível e reduzir os riscos de falha, do sistema de transmissão, pois elas podem provocar danos materiais e patrimoniais bem como o risco a vida de terceiros. Os critérios de projeto devem ser especificados no começo e seguindo rigorosamente a norma NBR 5422 para que os tipos de estrutura, os tipos de cabos, cadeias de isoladores, tensão de operação e o carregamento da linha, bem como o custo do projeto possam ser devidamente especificados. Os critérios foram vistos com detalhes no estudo de caso da linha de sub transmissão, na classe de tensão de 69 KV, que foi construída na zona da mata de Alagoas. No estudo de caso abordado foram realizadas algumas variações de parâmetros, tais como as trações nos cabos condutores, o tipo de estrutura e a localização da linha de transmissão. A variação das condições climáticas foi realizada para uma análise de sensibilidade técnico-econômica do projeto a esses parâmetros, testando-se simultaneamente a ferramenta computacional para este fim. OBSERVAÇÃO: esse trabalho serviu de embasamento para diversas outras aplicações do PLSCAAD, no GpTD.

Etapas do projeto.

• 2014 – Jeferson Ferreira da Silva – Aplicação de Técnicas de Elementos Finitos para Análise da Distribuição de Tensão em Cadeia de Isoladores. Síntese: O trabalho aborda a técnica de elementos finitos, faz uma breve introdução ao aplicativo Comsol Multiphysics, utilizado para implementação computacional dessas técnicas. É justificado o seu uso pela grande precisão, boa estabilidade da solução e possibilidade de se trabalhar com geometrias em 3D. Ao final, são feitas estudos específicos de cadeias de isoladores e analisados os pontos críticos de tensão (locais com maior diferença de potencial). São mostrados alguns cortes com diferentes vistas tridimensionais possibilitando uma melhor análise dos resultados.

Distribuição de tensão ao longo de um isolador padrão IEEE.

• 2015 – Fábio Nepomuceno – Simulações de Transitórios Elétricos em Sistemas de Potência. Síntese: A área de transitórios eletromagnéticos envolve uma ampla gama de fenômenos, provocados por variações súbitas de tensão ou corrente nos sistemas elétricos, inicialmente em estado de regime permanente na grande maioria dos casos. Essas variações súbitas de tensão e corrente são provocadas por descargas atmosféricas, faltas no sistema ou operação de disjuntores. Um estudo de transitórios tanto pode levar à especificação dos dispositivos de proteção dos equipamentos de um sistema elétrico quanto permitir a determinação dos motivos que provocaram uma perturbação no sistema. Assim esta apostila é o primeiro passo para que os alunos da graduação do Departamento de Engenharia Elétrica e Sistemas de Potência da UFPE tenham contato com os fenômenos que envolvem os transitórios eletromagnéticos, estudando suas causas e procurando soluções que minimizem seus efeitos nos sistemas elétricos. OBSERVAÇÃO: Essa apostila passou a ser utilizada, na realização de práticas relacionadas a simulações de transitórios elétricos, subsidiando os alunos da disciplina Equipamentos Elétricos, através do uso do ATP (Alternative Transients Program).

Circuito para simulação da energização de uma linha de transmissão trifásica.

• 2015 – José Alexandro Ramos Xavier – Aplicação de Modelos de Elementos Finitos para Mapeamento da Distribuição de Potencial em Espaçadores de Redes de Distribuição na Classe de Tensão de 13.8 kV. Síntese: Este trabalho teve como objetivo desenvolver um modelo computacional para analisar a distribuição espacial do potencial elétrico e do campo elétrico, bem como seu decaimento ao longo da distância de fuga do isolamento, tendo sido utilizado o software Comsol Multiphysics. Este software utiliza o método dos elementos finitos como ferramenta matemática para cálculo computacional. O objeto de estudo foi o espaçador losangular de polietileno de alta densidade utilizado em linhas de distribuição compactas. Puderam ser observadas regiões de maior estresse elétrico, ou seja, zonas de concentração de campo elétrico ou de formação de grandes diferenças de potencial, sendo regiões mais propiciais a ocorrência de descargas parciais e a ruptura do dielétrico. Tais descargas além de aumentar a corrente de fuga e perdas técnicas podem carbonizar o dielétrico, podendo destruir o material isolante. Esses estudos certamente balizarão melhor a aplicabilidade dessas linhas compactas, principalmente em regiões costeiras ou de alta contaminação ambiental.

Distribuição espacial do potencial elétrico.

• 2015 – Ayrlw Maynyson de Carvalho Arcanjo – Avaliação do Desempenho de Espaçadores de Linhas Compactas de 13.8 kV Através de Experimentos Laboratoriais. Síntese: Neste trabalho foi avaliado o comportamento elétrico de espaçadores losangulares de linhas compactas de 13,8 kV. Fruto da pesquisa bibliográfica realizada, verificou-se que nesses espaçadores, quando submetidos a ambientes agressivos, surgem diversos fenômenos: trilhamento elétrico, erosão, centelhamentos, ruídos e outros processos de degradação que podem provocar o colapso do dielétrico. Dado ao fato de que os condutores de linhas compactas não possuem isolação com blindagem mas sim, cobertura semi-isolante, o campo elétrico dos cabos não está confinado. Isso abre caminho para que em ambientes poluídos, onde se forma uma camada de poluição, na presença de umidade, crie-se caminhos condutores sobre o espaçador. As correntes que percorrem esses caminhos condutivos são chamadas de correntes de fuga. Para observar e avaliar tais fenômenos, foram simulados no laboratório de alta tensão da UFPE/DEE o comportamento desses isolantes submetidos às condições de poluição padronizadas internacionalmente (A – Atmosfera limpa, B – Contaminação muito leve, “B’ – Contaminação leve”, C – Contaminação pesada, D – Contaminação muito pesada), quando foram registrados os valores de corrente de fuga para cada situação. O trabalho representa uma contribuição para a identificação de limitações nesses isolantes em função da sua aplicabilidade em ambientes contaminados.

Esquema de montagem laboratorial.

• 2015 – Victor Hugo de Aguiar Arruda – Processo de Diagnóstico da Vibração Eólica em Linhas Aéreas de Transmissão de Energia Elétrica. Síntese:   Muito embora as tensões mecânicas estáticas sejam levadas em consideração nos cálculos de uma linha de transmissão, não se podem deixar de lado as vibrações eólicas, pois estas podem levar os cabos ao rompimento devido à fadiga nos condutores. A linha projetada sem sobrecargas mecânicas ou elétricas deveria ter uma durabilidade praticamente ilimitada, fato que não ocorre na prática. Na procura das possíveis causas, observou-se que surgem vibrações nos diversos elementos das LTs, seja na Cadeia de Isoladores, nas Ferragens e Estruturas, mas, principalmente nos Condutores. Chegou-se à conclusão de que as vibrações eólicas são as grandes responsáveis pela ruptura dos cabos. Para se ter ideia da importância do problema causado por essas vibrações, a norma alemã que rege os procedimentos a serem adotados na construção de linhas de transmissão, VDE 0210 diz, em seu parágrafo 7, item (e) “ A experiência demonstrou que os condutores podem ser danificados principalmente em regiões planas e expostas aos ventos. O perigo consiste na possibilidade de aparecerem, especialmente nos pontos de fixação, tensões alternadas adicionais, as quais podem levar à ruptura dos fios”. Esse trabalho vem justamente com esse objetivo: analisar processos de diagnóstico de vibrações eólicas em condutores de linhas aéreas de transmissão, em especial o sensor PAVICA, e também a estação meteorológica portátil disponíveis no GpTD/DEE.

Vibrógarfo e anemógrafo instalados em campo.

• 2016 – Victor Andrade Lima Ferreira/Ayrlw Maynyson de Carvalho Arcanjo – Manual de Práticas Laboratoriais de Alta Tensão – LAT – UFPE. Síntese: O Laboratório de Alta Tensão da UFPE está localizado no Centro de Tecnologia e Geociências (CTG), no Galpão do Departamento de Engenharia Elétrica (DEE). É coordenado/supervisionado pelo Grupo de Pesquisas em Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica (GpTD). O laboratório conta com um Kit de alta tensão (0-100kV) montado pela Haefely, instrumentos de medição (voltímetros de pico, osciloscópio) além de diversos equipamentos elétricos como isoladores, espaçadores, pára-raios, chaves de manobra, muflas, etc. Este manual apresenta as premissas básicas de segurança para o trabalho em alta tensão e as técnicas de geração e medição em alta tensão. O mesmo ainda traz as instruções básicas de uso e os componentes que compõem o Kit de alta tensão. OBSERVAÇÃO: esse manual incorporou instruções necessárias para elaboração de práticas acadêmicas administradas aos alunos das Disciplinas Equipamentos Elétricos e Tecnologia dos Materiais, do Curso de Engenharia Elétrica da UFPE.

Esquema elétrico para realização de ensaios de tensão aplicada.

• 2016 – Cleiton Oliveira da Silva – Avaliação Técnico-Econômica entre Projetos Tradicionais e Otimizados de Locação de Estruturas de Linhas de Distribuição. Síntese: O objetivo deste trabalho foi contribuir para o desenvolvimento de uma nova forma de projetar linhas de distribuição, no que diz respeito à locação das estruturas, fazendo-se uma avaliação entre os projetos tradicionais e os projetos otimizados, através do uso da ferramenta computacional, PLSCADD (Power Line Systems – Computer Aided Design and Drafting), a qual visa aprimorar e otimizar informações referentes ao terreno, ao tipo de estruturas e distâncias entre estruturas, de tal forma a se obter uma análise otimizada em termos técnicos e econômicos. Essa avaliação foi feita através de um estudo de caso de uma linha de distribuição de 10km com uma classe de tensão de 13.8kV.

Trecho plotado pelo PLS – CADD, versão 10.6.

Trecho plotado manualmente.

Indicadores	Projeto
	Otimizado	Tradicional
Estruturas plotadas	89	132
Seções criadas	3	4
Custo das estruturas plotadas	13450,00	24000,00

Comparação entre alguns indicadores dos projetos.

• 2016 – Diego Cláudio da Fonseca Lima – Efeito de Aterramento de Para-Raios de Óxido de Zinco em seu Desempenho. Síntese: O presente trabalho faz um estudo sobre o equipamento de proteção – Para-Raios – utilizado em sistemas elétricos de potência, mais especificamente em subestações de potência. Primeiramente, o trabalho aborda a história e evolução do para-raios, analisando aspectos construtivos, características mecânicas e elétricas deste equipamento de proteção. Dada a importância do aterramento do para-raios, objetivo principal do trabalho, é realizada uma rápida abordagem sobre seus efeitos na eficiência da proteção. E por último, com o objetivo de validar e enriquecer o trabalho, foram realizadas várias simulações digitais, utilizando o software ATP (alternative transients program). Nas simulações, pôde ser observado o comportamento do para-raios de ZnO para diferentes valores de aterramento e para diferentes distâncias entre ele e o equipamento a ser protegido, neste caso, um transformador.

Resistência de Aterramento	Tesão no Para-Raios	Tensão no Transformador
5 Ω	617.6 kV	935.8 kV
10 Ω	631.4 kV	939.2 kV
20 Ω	653.9 kV	945.9 kV
50 Ω	716.1 kV	964.6 kV
100 Ω	808.8 kV	991.5 kV
500 Ω	1096 kV	1135 kV
1000 Ω	1237 kV	1243 kV
10000 Ω	1396 kV	1405 kV

Tensão máxima no para-raios e tensão no trafo para diferentes valores de resistência de aterramento do para-raios.

• 2016 – Juliana Maciel Maia Beça – Avaliação do Efeito das Variações Climatológicas sobre o Projeto de Locação de Linhas Aéreas de Transmissão Extensas. Síntese: Ao longo do desenvolvimento das cidades e do crescimento do consumo de energia elétrica, se buscou elevar a capacidade de transmissão de potência, para suprir as necessidades das cargas cada vez mais remotas, em relação aos centros de geração de energia. Dessa forma, devido ao crescimento na quantidade de linhas de diferentes níveis de tensão e aumento na demanda da carga, foi realizado o estudo na otimização da locação de torres sobre o terreno, com auxílio do aplicativo computacional de locação PLS-CADD, para um estudo voltado para a avaliação das variações climáticas sobre o projeto de locação de linhas de transmissão extensas. Foi realizado um planejamento adequado para a obtenção de um estudo com viabilidade econômica, mecânica e ambiental, como também, respeitando os critérios da norma NBR 5422/85 para os tipos de estruturas, cabos, acessórios, cadeias de isoladores e custo do projeto.

Critério	Quantidade de Estruturas					Custo	Comparativo
	MS1-m	S21s	S22s	A21s	AF2s	(R$)	%
1 (Sul da Bahia)	183	55	5	51	4	7.754.500,00	100
2 (RN)	180	28	20	90	11	13.302.500,00	171

Comparações dos indicadores do projeto por critérios ambientais distintos.

• 2017 – Rafael Póvoas de Lima – Estudo de Protótipo de Sistema de Alerta de Degradação em Cadeia de Isoladores de Linhas de Transmissão. Síntese: O Sistema Elétrico de Potência, por meio de seus componentes como subestações e linhas de transmissão e distribuição, ao decorrer de sua operação diária, apresenta solicitações elétricas que demandam cuidados a fim de evitar a falha na interrupção de energia elétrica. Neste cenário, uma análise sobre os principais elementos causadores de falhas é necessária para aferir a qualidade do produto e do serviço prestado, quanto ao tocante do transporte de energia. Desde que as cadeias de isoladores são bastante demandadas em relação às interrupções de energia, é feita inicialmente uma análise sobre a distribuição de tensão não uniforme, em torno dos seus elementos, devido à dupla concatenação das capacitâncias entre isoladores e a fase e isoladores e a terra, como também a alteração dessa distribuição em condições transitórias. Em seguida, é feita uma proposição de um sistema preliminar de detecção de deterioração da cadeia, de tal forma que sirvam de ideias e bibliografias para balizar estudos e futuros aprofundamentos nesta área. Este trabalho visa propor um sistema de detecção preliminar de deterioração de cadeias de isoladores, validar medições em campo para serem utilizadas em simulações computacionais em MATLAB, através de um modelo matemático, que indica o comportamento transitório da cadeia.

Vantagens	Desvantagens
Facilidade de projeto	Gases dependem seus comportamentos fortemente com a temperatura
Manutenção e Reparos rápidos	GLP não pode vasar, pois tornaria inviável o dispositivo.
Demonstração de atuação bastante identificável	Pode ser sensível com descargas parciais de menor capacidade.
Materiais envolvidos de fácil acesso

Análise de um dos dispositivos estudados: espinterômetro encapsulado.

• 2017 – Theonas Lourenço Félix da Hora – Avaliações Experimentais da Distribuição de Tensão ao Longo de Cadeias de Isoladores de Linhas Aéreas de Transmissão de Energia Elétrica. Síntese: Durante a operação diária dos sistemas elétricos de transmissão e distribuição, é de fundamental importância que seus equipamentos operem em plenas condições ideais, para que o próprio sistema tenha um funcionamento livre de problemas. Neste cenário, os isoladores desempenham um papel fundamental, impedindo escoamento de correntes entre os cabos de transmissão e as estruturas metálicas de suporte. Porém, as cadeias de isoladores estão sujeitas a distribuições não uniformes de tensões. Isto se deve a presença de capacitâncias parasitas entre os isoladores e os cabos de transmissão e as estruturas metálicas das torres. Este trabalho visa validar, através de experimentos laboratoriais, resultados das distribuições de tensão obtidos através de simulação de um modelo computacional da cadeia, o qual utiliza o método dos elementos finitos.

Cadeia de isoladores montada.

• 2017 – Victor Andrade Lima Ferreira – Adequações de Modelo Elétrico de Cadeias de Isoladores Poliméricos a Partir de Modelos Aplicados a Isoladores Cerâmicos. Síntese: O cálculo da distribuição de potencial é extensivamente realizado no projeto e desenvolvimento de isoladores para aplicações em linhas de transmissão. Desconhecido para os fabricantes, mas que também altera o comportamento da distribuição de potencial, são as influência das torres em que os isoladores são instalados e dos condutores que estes sustentam. Associado a isso vem a possível ocorrência de descargas parciais no isolador. Este trabalho, então, propõe analisar o comportamento da distribuição de potencial ao longo da cadeia de um isolador polimérico sob condições de descargas parciais em diferentes setores, através da adequação do modelo elétrico da cadeia de isoladores cerâmicos, já consolidado. Essas influências e perturbações são estudadas através de simulações, onde aplica-se o modelo utilizando a plataforma MATLAB/Simulink. Para a obtenção do parâmetro fundamental do modelo, a capacitância própria de cada aleta da cadeia polimérica, utiliza-se o software COMSOL Multiphysics o qual permite criar e resolver modelos usando avançados métodos de análise numérica, embasado no método de elementos finitos. Devido à complexidade da geometria do isolador simulado, necessitando de uma representação gráfica, implementa-se o desenho no AutoCAD, sendo esta uma ferramenta adequada para a determinada atividade. Os resultados obtidos por meio de simulações mostram graficamente o comportamento da distribuição de potencial ao longo do isolador polimérico para descargas parciais em três diferentes setores. Por fim, conclui-se que os resultados obtidos a partir do modelo elétrico na cadeia de isoladores poliméricos estão consonantes com o modelo já aplicado a isoladores cerâmicos. De posse desta validação foi possível, inclusive, a aplicação do modelo para aferição da distribuição dinâmica da tensão, quando do curto-circuito em aletas especificamente analisadas.

Circuito equivalente de capacitâncias de uma cadeia de isoladores sem poluição.

• 2018 – Caio César Cordeiro Viana – Avaliação de Aterramentos Convencionais para Estruturas de Linhas de Transmissão. Síntese: Diante das intensas descargas atmosféricas que atingem o país e podem afetar o sistema elétrico, estudos relacionados à proteção se fazem necessários. As linhas de transmissão são os componentes mais afetados do sistema e, por isso, elas merecem uma atenção especial. Além da proteção através de cabos para-raios, o aterramento das estruturas é de grande importância e fundamental para minimizar impactos  materiais, ambientais e à continuidade dos serviços . A técnica de aterramento utilizando cabos contrapesos enterrados no solo é a mais tradicional. Este trabalho registra estudos das configurações dos contrapesos , analisando casos específicos, através de modelagens no aplicativo ATP (Alternative Transient Program).

Configuração utilizando contrapesos de torres vizinhas interligados.

Circuito equivalente com o uso de contrapesos contínuos entre as torres.

• 2019 – Ebenezaide dos Santos Alves – Análise de Impactos Eletromagnéticos de Linhas de Transmissão sobre Tubulações Metálicas. Síntese: O compartilhamento da faixa de passagem de Linhas de Transmissão com sistemas de transporte via tubulações metálicas, como gasodutos, adutoras e oleodutos, é usual, porém trata-se de um projeto que requer estudos especializados. Esses estudos têm que se debruçar na coexistência desses sistemas, os quais incorporam acoplamentos eletromagnéticos, transferindo potenciais para as tubulações, que podem causar acidentes com pessoas próximas à região ou operadores da rede do sistema dutoviário. O estudo apropriado, na fase de projeto, é primordial para a coexistência dos dois sistemas, com o foco nas tensões induzidas que podem surgir na tubulação metálica aérea. Foram realizadas análises, a fim de visualizar o comportamento da tensão induzida na tubulação para diferentes casos de configuração da linha de transmissão aérea.

Tubulações próximas a linhas de transmissão.

• 2019 – Rayssa de Aquino Gomes – Análise de Descarregador em Forma de Chifre para Assegurar o Isolamento de Cabos Para-Raios. Síntese: O uso de cabos para raio é de extrema importância para a proteção dos condutores de fase nas linhas de transmissão. O modo no qual ele é ligado à estrutura de suporte influenciará nos valores de perdas por efeito Joule. Em sistemas onde os cabos são ligados à torre de forma direta, oferecem caminhos para circulação das correntes induzidas gerada pelo acoplamento eletromagnético entre as fases da rede elétrica. Neste trabalho, será discutido o uso de cabos para raios isolados com o intuito de reduzir as correntes induzidas existentes, quando estes possuem múltiplos aterramentos. Para que esse método possa ser aplicado é necessário fazer uso de gaps acoplados aos isoladores elétricos, isolando o sistema em condições normais de operação e servindo de passagem para a corrente quando a tensão em seus terminais atinge um valor capaz de ionizar o ar existente no espaçamento entre os eletrodos, criando um caminho para circulação de correntes com altos valores. Para desempenhar esse papel, foi analisado o comportamento elétrico para o equipamento conhecido como descarregador em forma de chifre, e constou-se a interferência existente entre o comprimento do espaçamento nos valores obtidos de tensão disruptivas, bem como a sua geometria na distribuição do campo elétrico.

Montagem experimental

DISSERTAÇÕES DE MESTRADO

• 2007 – Milton Tavares de Melo Neto – Rearranjo Otimizado dos Feixes de Condutores de Linhas de Transmissão com o Foco Centrado na Minimização de Impactos Eletromagnéticos. Síntese: É praxe, na fase de planejamento de uma linha de transmissão- LT- a análise das intensidades de campos magnéticos e elétricos produzidos pela mesma a fim de evitar problemas de compatibilidade eletromagnética em áreas limítrofes à linha. Nos últimos anos o aumento gradativo da população mundial além de acarretar uma maior demanda de energia, faz com que áreas livres tão desejadas, para passagem de linhas de transmissão, sejam cada vez mais raras. É comum observar, principalmente nos arredores dos grandes centros urbanos, a passagem de linhas de alta e extra-alta tensão, muito próximas a áreas densamente povoadas. Essa proximidade traz consequências sérias como o aumento no número de invasões das faixas das linhas e, também, das queixas da população quanto aos efeitos causados pelos campos eletromagnéticos emitidos pelas LT’s. O trabalho visa desenvolver métodos dos campos elétricos e magnéticos, provenientes das linhas de transmissão, bem como a sua utilização para minimização desses campos.

Campo elétrico e magnético da linha de transmissão estando a mesma transmitindo 2000 A.

• 2008 – Gabriela Seabra Melo e Santos – Aplicação de Redes Neurais para Diagnóstico de Poluição em Isoladores de Alta Tensão. Síntese: Este trabalho se propõe a apresentar uma metodologia para classicar o nível de poluição presente na superfície dos isoladores, ou seja, diagnosticar o estado do isolamento do sistema elétrico de transmissão através da técnica de reconhecimento de padrões, utilizando Redes Neurais Articiais (RNA) através da obtenção de sinais de ultra-som dos isoladores. Foram utilizadas neste trabalho técnicas de extração de atributos nos sinais de entrada da RNA visando viabilizar a execução computacional do treinamento e simulação da rede. Pode-se citar como técnicas de extração utilizadas o Centróide, Dados Estatísticos e no Domínio da Freqüência. Além da Rede Perceptrons de Múltiplas Camadas (MLP) também foi simulada a Rede de Funções de Bases Radiais (RBF) com o objetivo de realizar uma análise comparativa de desempenho das redes como classicadores de padrões, utilizando a técnica de extração de atributos que obteve melhor performance para as redes MLP.

Extração de atributos estatísticos.

• 2008 – Dácio da Silva Melo – Aplicação de Sincrofasores para Aferição de Parâmetros Elétricos de Linhas de Transmissão – Síntese: Este trabalho apresenta uma metodologia que permite medir os parâmetros de linha (Seqüência positiva e Seqüência zero), baseado na oscilo grafia  dos registradores digitais de perturbação, e em seguida avalia a precisão dos parâmetros de linha comparando-se os métodos atuais de definição dos parâmetros, com o novo método proposto neste trabalho. Ao final é apresentado resultado de testes realizados em campo, instalando-se os equipamentos na LT 05L7 MSI/RCD.

Diagrama da medição de sincrofasores.

• 2011 – Victor Rodrigo Alves Emerenciano – Desenvolvimento de Modelo RNA para localização de Faltas Fase-terra em Redes de Distribuição Dispersas e de Grandes Extensões – Síntese: A crescente demanda por energia elétrica vem impactando diretamente na regulação do setor elétrico, onde a falta de energia elétrica hoje disponibilizada passa a ser inaceitável e consequentemente impactando em penalização para as empresas concessionárias do setor. Diante deste cenário a possibilidade de contar com um sistema de monitoramento em tempo real que oriente ações corretivas das equipes de manutenção constitui uma ferramenta de fundamental importância na melhoria dos indicadores operacionais das empresas do setor. No sistema elétrico de potência, devido às suas características, cerca de 60% das ocorrências de falta de energia estão associadas a curtos-circuitos de origem monofásicas, o que apresentam ondas viajantes se propagando ao longo do alimentador, em ambas as direções, sofrendo reflexões e refrações relacionadas com as singularidades do percurso realizado. Assim, os sinais eletromagnéticos transitórios gerados pela incidência da falta manifestam peculiaridades associada ao caminho percorrido por essas ondas viajantes. Essas particularidades quando extraídas adequadamente podem ser empregadas, com grande eficácia, por sistemas inteligentes indicando a localidade da falta. Com base nesta premissa esta dissertação propõe uma abordagem utilizando redes neurais artificias para localizar faltas fase-terra em sistemas elétricos de distribuição rurais fortemente dispersos e de grandes extensões. A modelagem proposta faz uso da transformada de wavelets e das técnicas multirresolução de sinais no intuito de melhorar a precisão na localização de faltas como também se ressalta o emprego de processos estatísticos, o qual visa extrair atributos representativos do trecho sob falta.

Subdivisão do alimentador em grupos identificados em diferentes cores.

• 2013 – Suellen Holder de Morais e Silva – Aplicação de Técnica de Elementos Finitos para Mapeamento dos Estresses Elétricos sobre Cavidades Internas a Isoladores Poliméricos de 13,8 kV para Montagem de Processo não Invasivo de Diagnóstico. Síntese: Um dos problemas relacionados com a interrupção do fornecimento de energia elétrica é o colapso do sistema de isolamento das linhas de distribuição. Com o avanço tecnológico foram adotados novos materiais, como o polímero, que possuem características superiores aos já utilizados. No entanto, esses isoladores, em seu processo de fabricação, vêm apresentando cavidades em seu interior. Essas cavidades podem ser responsáveis pelo desgaste prematuro do isolador, já que, no interior delas podem ocorrer descargas parciais. Com o objetivo de identificar a possibilidade do surgimento dessas descargas foi analisada uma amostra de 85 isoladores poliméricos na classe de tensão de 15 kV, os quais apresentam cavidades internas. As análises foram realizadas utilizando-se resultados de ensaios de raios X para dimensionamento das cavidades e software de elementos finitos para mapeamento dos campos elétricos impostos. Essas análises tiveram como objetivo a classificação da amostra em dois grupos, sendo o primeiro relacionado com os que apresentam condições propícias ao surgimento de descargas, e o segundo associado a isoladores nos quais as condições impostas não se apresentam propícias ao surgimento das mesmas. Com base nesta classificação e utilizando como dados registros de ultrassom obtidos em laboratório, seria desenvolvido um novo processo de diagnóstico, com o auxílio de técnica de reconhecimento de padrões, no entanto os resultados obtidos não indicaram a possibilidade de realizar o treinamento da rede com o banco de dados adquirido.

Distribuição de campo elétrico no isolador polimérico e na cavidade.

• 2014 – Eduardo Lopes de Albuquerque – Análise e Tomada de Decisão Utilizando Sistema de Monitoramento via Satélite para Poluição em Cadeia de Isoladores de Alta Tensão – Síntese: O trabalho buscou desenvolver uma ferramenta para diagnóstico de poluição em cadeias de isoladores aéreos através da utilização de inteligência artificial e de sensores eletrônicos contadores de descargas parciais instalados em linhas de transmissão no Nordeste do Brasil. Foram utilizados experimentos de laboratório para criação de dados sobre o comportamento da corrente de fuga em isoladores submetidos a cinco níveis conhecidos e distintos de poluição. De posse desses dados foi treinada uma rede neural artificial – RNA em busca da criação de um classificador que pudesse receber como dados de entrada as informação coletada pelos sensores eletrônicos e fornecer como saída o grau de poluição do isolador sem que fosse necessário retirar os isoladores de sua atividade no campo nem depender da presença humana nas proximidades do isolador sob estudo, uma vez que os dados são enviados via satélite pelos sensores eletrônicos. A rede neural não apresentou percentual de acerto desejado para implementação imediata do projeto, contudo este trabalho fornece importantes balizadores a seguir para o avanço da idéia proposta nesta pesquisa que trará enormes ganhos em padronização de diagnósticos de poluição em isoladores, redução de custos com mão de obra na inspeção, melhor condições de trabalho para os inspetores de LT (pois não precisarão passar madrugadas em condições periculosas e insalubres em busca de isoladores poluídos) e garantia de maior confiabilidade ao sistema elétrico de potência com a supervisão contínua e ininterrupta dos sensores do sistema de monitoramento.

Treinamento da rede neural

• 2016 – Diego Soares Lopes – Modelo de Elementos Finitos Aplicado na Avaliação de Desempenho de Isolantes em Ambientes Contaminados. Síntese: A dissertação aplica um modelo computacional para mapeamento da distribuição de potencial e campo elétrico ao longo de dispositivos isolantes na presença de uma camada condutiva em sua superfície. Na natureza, a formação dessa camada se dá através da deposição de poluição juntamente com a umidade ambiental. A pesquisa teve como base outros estudos presentes na literatura que abordam a mesma temática. A avaliação do comportamento da distribuição de potencial e campo elétrico em peças isolantes é de fundamental importância na determinação de possíveis regiões, as quais esses dispositivos apresentem maior estresse elétrico, tais regiões podem levar a descargas parciais e possíveis desgastes dos acessórios, levando assim à sua falha. O modelo aplicado foi implementado utilizando o MEF (Método dos Elementos Finitos) através da construção do ambiente no software COMSOL Multiphysics e da representação gráfica do acessório no AutoCAD. O estudo foi realizado em isoladores de vidro e polimérico, bem como em espaçadores, sob diferentes níveis de poluição. Os resultados obtidos são coerentes e apresentam consonância com a teoria envolvida neste estudo.

Potencial elétrico em cadeia com dezesseis isoladores.

• 2017 – Ayrlw Maynyson de Carvalho Arcanjo – Avaliação de Espaçadores de 13,8kV em Ambientes Contaminados. Síntese: Esta dissertação avalia o comportamento elétrico de espaçadores losangulares de linhas compactas de 13,8 kV em ambientes poluídos. Nas literaturas verifica-se que nesses espaçadores, quando submetidos a ambientes agressivos, fenômenos como trilhamento elétrico, centelhamentos, erosão e outros processos de degradação de dielétricos surgem sobre eles. A cobertura dos cabos de linhas compactas são em sua maioria semi-isolantes, ou seja, o campo elétrico produzido não é confinado no cabo, isto dá oportunidade para correntes trilharem caminhos de fase à fase ou de fase à terra. Tais correntes são denominadas de fuga. A corrente de fuga atrapalha o funcionamento dos espaçadores de linhas compactas, podendo acarretar perdas elétricas e desligamentos indesejados. Logo, o trabalho propõe um estudo comparativo entre dois tipos de espaçadores normalmente utilizados em redes compactas de 13,8 kV , buscando observar pontos positivos e negativos destes isolantes. Para isso, se faz uso de Laboratório de Alta Tensão, buscando medição de corrente fuga fase-fase e fase-terra, e de ferramentas computacionais, tais como, software COMSOL Multiphysics, software MATLAB e AutoCAD, buscando a distribuição de potencial elétrico ao longo da distância de escoamento, campo elétrico produzido e a tensão de flashover dos espaçadores. Toda a contaminação produzida artificialmente e geração de neblina é baseado segundo norma técnica CEI/IEC 60507:1991. Assim, a dissertação representa contribuições para a identificação de limitações nesses espaçadores em ambientes contaminados sob aspectos de distribuição de potencial elétrico, campo elétrico, tensão de flashover e corrente de fuga.

Potencial elétrico do espaçador sem poluição.

• 2017 – José Alexandro Ramos Xavier – Ajustamento de Técnica de Monitoração Remota de Poluição em Cadeias de Isoladores a Partir de Aferições Laboratoriais. Síntese: A presente dissertação realiza uma análise por meio de redes neurais artificiais, utilizando dados colhidos em laboratório. Isoladores de vidro foram contaminados com níveis de poluição diferentes e então ensaiados com tensão equivalente a 11kV para uma única unidade isolante. Esta tensão foi obtida através de simulação computacional. Foi utilizado o software Comsol Multiphysics. Os níveis de poluição foram classificados de acordo com faixas de valores, sendo 5 faixas responsáveis por representar as poluições presentes em campo, os isoladores foram poluídos com níveis de poluição pertencentes a cada faixa. Dos ensaios foram colhidos sinais de corrente de fuga em 500s. Nesses sinais foram aplicadas técnicas de extração de atributos. Três atributos foram escolhidos para analise comparativa, sendo o primeiro as componentes harmônicas do sinal, o segundo as coordenadas do centroide do sinal e por fim as contagens de pulso da corrente de fuga. Após extração de atributos foram realizados testes com redes neurais artificiais , tendo sido verificado que os dados, foram os componentes harmônicos , os quais apresentaram uma maior taxa de acertos em relação aos outros atributos escolhidos, sendo estes os mais indicados para caracterizar os níveis de poluição do isolador pelo sinal da corrente de fuga.

Área de ensaio,

• 2017 – Lígia Verônica Genésio Pessoa – Proposta de Tecnologia para Recapacitação de Linhas de Transmissão Baseado na Relocação de Estruturas de Concreto. Síntese: Este trabalho propõe uma tecnologia para recapacitação de linhas aéreas de transmissão de energia elétrica, através da relocação de estruturas de concreto existentes. Está alicerçado na aplicação de ferramentas para travamento das estruturas, na utilização de fundação aflorada com areia adensada e em materiais adequados para deslocamento das estruturas. A metodologia viabiliza o reprojeto da linha, a partir de levantamentos topográficos mais detalhados e do uso de ferramenta computacional de locação otimizada de estruturas. Foram realizados estudos de caso em linhas reais, nos quais se adotou a metodologia proposta, fazendo comparações com as técnicas tradicionais. Os resultados alcançados caracterizam o surgimento de uma técnica de recapacitação de linha de transmissão bastante promissora.

Fundações afloradas concluídas (cor magenta), travamento da estrutura 1/2 e relocação para o ponto projetado.

• 2018 – Bruno Rafael Ferreira Lopes – Estudo da Criticidade de Cavidades Internas a Isoladores Poliméricos. Síntese: Para o sistema elétrico de potência, o desenvolvimento de novos materiais isolantes permite uma contínua evolução, desta forma, nos últimos anos a utilização de materiais poliméricos para a isolação elétrica se tornou cada vez mais comum. Apesar da eficácia desses materiais, devido a impurezas ou bolhas de ar durante a sua fabricação, ou mesmo devido ao mau uso no procedimento de montagem e instalação, podem surgir cavidades internas ao material isolante, que mesmo não causando sua falha imediata, podem desencadear pequenas descargas internas e reduzir a vida útil do material deteriorando lentamente o polímero, podendo finalmente acarretar no rompimento completo do dielétrico. Este trabalho se propõe a realizar um estudo do comportamento dos isoladores poliméricos através da distribuição do campo elétrico quando o mesmo possui uma cavidade interna e está submetido a vários níveis de camada de poluição. Para se calcular os efeitos da distribuição do campo elétrico em materiais isolantes com cavidades internas é utilizado o método dos elementos finitos. A utilização desse método se torna difícil quando aplicado em objetos com geometria complexa, como é o caso dos isoladores poliméricos utilizados nesta dissertação, para facilitar esta tarefa, tem sido de grande ajuda nos estudos científicos a utilização de softwares que realizam esses cálculos. Neste trabalho foi utilizado o software COMSOL Multiphysics e os resultados obtidos demonstram a variação do campo elétrico no interior da cavidade em função da tensão a qual o isolador está submetido, da variação da geometria da cavidade e também em função do nível de poluição que se deposita na superfície do isolador.

Campo elétrico no isolador de classe 15 kV, tensão aplicada 33,8 kV, sem poluição.

• 2019 – Alexsandro Aleixo Pereira da Silva – Modelagem para Repontecialização de Linhas de Transmissão Através da Aplicação de Condutores Especiais. Síntese: Esta dissertação apresenta uma nova modelagem para cálculo das tensões mecânicas e flechas em uma seção de tensionamento com cabos diferentes em vãos nivelados ou desnivelados, iguais ou desiguais a qualquer temperatura, incluindo também situações onde a temperatura do condutor varia ao longo do tramo. A teoria desenvolvida foi fundamental para avaliação de uma técnica para correção de distâncias do cabo ao solo que propõe a aplicação de condutores especiais em vãos específicos mantendo os cabos existentes nos vãos onde for viável. O confinamento do condutor a um determinado trecho da linha de transmissão foi obtido através da conversão de cadeias de isoladores de suspensão em falsa amarração. Como as distâncias do condutor ao solo estão intrinsecamente associadas à temperatura e a corrente elétrica do condutor, foram realizados estudos comparativos dos modelos de ampacidade em regime permanente e análise de suas sensibilidades aos parâmetros meteorológicos. O método resulta em um maior ganho das alturas do cabo, como também as trações horizontais nos condutores ficam inferiores aos calculados para a linha original dependendo do conjunto de falsa amarração utilizado. Com esta solução não há descarte do condutor antigo e instalação de estruturas adicionais em grande escala, tornando a relação custo benefício bastante atrativa. A modelagem desenvolvida representa uma contribuição significativa para a repotencialização de linhas de transmissão a baixo custo, como também a postergação de novas obras.

Trecho de uma seção de tensionamento constituída por vãos com condutores diferentes , separados por cadeias de falsa amarração cujo elemento vertical foi totalmente suprimido.

• 2019 – Jonata Esaú Meijia Quijada – Recapacitação de Linhas Aéreas de Transmissão de Energia Elétrica Através da Incorporação de Condutor Adicional e Subvãos. Síntese: Este trabalho introduz estruturações acadêmicas e validações práticas à tecnologia para recapacitação de linhas aéreas de transmissão de energia elétrica, através da adição de um novo condutor, afixado sob o condutor original, formando subvãos. Os estudos e análises foram direcionados para o aumento da potência natural da linha de transmissão. Como reflexo imediato da metodologia adotada, observa-se um ganho significativo das alturas dos condutores devido à divisão da corrente e consequente diminuição da temperatura do condutor original. Através da diminuição da temperatura nos condutores são obtidas flechas menores em cada vão, isso colabora na redução de vãos que estejam apresentando problemas de altura de segurança ao longo da linha de transmissão. A metodologia se apresenta viável, devido ao aproveitamento de materiais existentes e menores impactos ao meio ambiente. O trabalho evidencia que, a partir de levantamentos topográficos detalhados e com o uso de ferramentas computacionais de suporte ao projeto, é possível substancializar a tecnologia em foco. Ao longo dos estudos foram analisadas diferentes alternativas de condutores para identificar quais forneceriam os melhores resultados. Observou-se que a metodologia contribui de sobremaneira para os objetivos buscados, representando uma contribuição técnico-científica competitiva para a recapacitação de linhas em processo de superação tecnológica.

Esquema da tecnologia de recapacitação “super-festão”.

• 2019 – Juliana Maciel Maia Beça – Modelagem e Validação de Técnicas de Recapacitação de Linhas de Transmissão. Síntese: A crescente demanda na capacidade de transmissão de energia elétrica e a evolução das cargas supridas pelas linhas de transmissão requer constantes ampliações para não prejudicar o retorno econômico do sistema elétrico implantado. As linhas de transmissão vão se tornando superadas em sua capacidade de atendimento a demanda, assim, ao planejador da expansão do sistema elétrico restam duas alternativas: partir para o projeto e construção de novas linhas de transmissão ou pesquisar a possibilidade de repotencializar as linhas de transmissão já existentes. Este trabalho propõe uma avaliação das diversas tecnologias de repotencialização procurando detalhá-las e validá-las através do uso de ferramenta computacional largamente utilizado pelas empresas de energia elétrica para projetos de novas linhas de transmissão de locação otimizada. Foram realizados estudos de caso em linhas reais, a partir de levantamentos topográficos mais detalhados, como também, estudos comparativos entre as diferentes técnicas de repotencialização identificando qual deve ser a metodologia escolhida. Ressalta-se, por fim, a introdução de condutores especiais como alternativa tecnológica ao uso de condutores convencionais, devidamente validada a partir de estudos de caso.

Variação da tração em função da temperatura.

• 2019 – Victor Andrade Lima Ferreira – Fundamentação Teórica e Experimental para Monitoração em Cadeia de Isoladores de Vidro com Base nas Variações de Sua Distribuição de Tensão – Síntese: O cálculo da distribuição de potencial é de extrema importância para determinação dos níveis de estresse elétrico ao longo da cadeia de isoladores. Este trabalho, então, analisa o comportamento da distribuição de potencial ao longo da cadeia de isoladores de vidro quando submetida a unidades em curto-circuito, através da adequação do modelo elétrico da cadeia de isoladores cerâmicos, já consolidado. Essas influências e perturbações são estudadas através de simulações, em que se aplica o modelo utilizando o software MATLAB/Simulink®. Para a obtenção do parâmetro fundamental do modelo, a capacitância própria de cada isolador da cadeia, realizam-se ensaios em campo e utiliza-se também o software COMSOL Multiphysics®, o qual permite criar e resolver modelos usando avançados métodos de análise numérica, embasado no método de elementos finitos. Devido à complexidade da geometria do isolador simulado, necessitando de uma representação gráfica, implementa-se o desenho no AutoCAD®. Os resultados obtidos por meio de simulações mostram graficamente o comportamento da distribuição de potencial ao longo da cadeia de isoladores para descargas em unidades próximas ao lado fase. Os dados obtidos nessas simulações são utilizados para ajustar espinterômetro, o qual é utilizado como possível dispositivo de monitoração da cadeia. Por fim, conclui-se que os resultados obtidos a partir do modelo elétrico na cadeia de isoladores estão consonantes com a literatura. De posse desta validação foi possível, inclusive, ajustar em laboratório de alta tensão espinterômetro para ensaiar possível protótipo de monitoração da cadeia de isoladores.

Diagrama da montagem laboratorial.

TESES DE DOUTORADO

• 2020 – Alexsandro Aleixo Pereira da Silva – Desenvolvimento e Validação de Modelo para Recapacitação de Linhas de Transmissão Através de Tramos Mistos – Síntese: Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento, aprimoramento e validação de um modelo para cálculo das trações, flechas e temperatura de knee point em uma seção de tensionamento com cabos diferentes em vãos nivelados ou desnivelados, iguais ou desiguais a qualquer temperatura, incluindo também situações em que a temperatura do condutor varia ao longo do tramo. A partir deste modelo foi possível aplicar a técnica denominada “Tramos Mistos”, a qual permite resolver diversos problemas de alturas de condutores, representando uma alternativa bastante promissora para solucionar demandas crescentes de recapacitação de linhas aéreas de transmissão. Porém, possui como restrição o peso do condutor e o número de vãos no tramo. A técnica foi testada em uma linha de 69 kV do sistema de distribuição da Eletrobras Alagoas (atualmente pertencente ao grupo Equatorial), localizada entre os municípios de Rio Largo e Pilar, no estado de Alagoas, Brasil, e continua em operação até a data presente. Os estudos de caso demonstraram significativa competitividade econômica, quando comparado com soluções convencionais. Com a aplicação da técnica foi obtido uma redução de até 85% dos custos totais para correção das violações quando comparadas às técnicas de recondutoramento e retensionamento. A modelagem desenvolvida representa uma contribuição significativa de baixo custo para a recapacitação de linhas de transmissão, como também a postergação de novas obras.

Cadeia do final do tramo, já montada.

• 2021 – Márcio Severino da Silva – Eficientização de Linhas Aéreas de Transmissão de Energia Elétrica Centrada na Redução de Perdas em Cabos Para-raios – Síntese: O sistema de transmissão de qualquer país, e isso inclui o Brasil, constitui um dos elementos mais importantes e complexos de uma sistema elétrico. Tais complexidades apresentam características legais e operacionais. Do ponto de vista legal é desejável que o modelo de transmissão seja o mais adequado possível para os interesses da sociedade. Do ponto de vista da operação, cabe às linhas de transmissão transportarem os grandes pacotes de energia dos centros geradores até o consumo. Tornar os sistemas energéticos, de maneira geral, mais eficientes é um grande desafio. Fazer o transporte de energia com os menores percentuais de perdas possíveis tem sido um obstáculo a ser superado. As perdas menores no sistema de transmissão representam, também, um ganho ambiental com a
  redução da produção de gases de efeito estufa, por exemplo. Equalizar então os interesses sob a ótica da legislação, menores perdas e benefícios ao meio-ambiente é, portanto, um desafio para engenheiros e técnicos do setor. Neste contexto, esse trabalho apresenta uma nova abordagem que visa reduzir as perdas em cabos para-raios de linhas de transmissão. A solução adotada para o problema foi a alteração do IACS do cabo para-raios. Essa solução foi testada de várias formas diferentes e em situações diferentes para avaliar se seria uma alternativa viável para reduzir as perdas sem, contudo, comprometer a operação da linha de transmissão. Como resultado, obteve-se uma solução inovadora que foi testada computacionalmente, que atingiu níveis de 94% de redução de perdas e está pronta para ser implementada em testes de campo.

Perdas por quilômetro para os cabos para-raios da linha de transmissão, considerando 5% IACS.

• 2021 – Diego Soares Lopes – Estudo Computacional da Distribuição de Potencial Elétrico ao Longo de Isoladores Poliméricos para Fins de Monitoração de Descargas Superficiais – Síntese: Esta pesquisa propicia as bases para o desenvolvimento de uma nova técnica de monitoração em isoladores poliméricos através do comportamento da distribuição de potencial durante a ocorrência de descargas superficiais. Para este fim, é desenvolvido um estudo para determinar quais dois pontos na superfície do isolador indicam a ocorrência de um arco superficial de um comprimento crítico, através da diferença de potencial elétrico entre esses dois pontos. O modo de determinação dos pontos pode ser aplicado para qualquer isolador polimérico, desde que sejam conhecidas a tensão aplicada ao isolador e sua distância de escoamento. Sucessivas simulações foram realizadas com o objetivo de testar os pontos escolhidos e verificar se a diferença de potencial entre eles pode ser utilizado como indicativo da ocorrência de descargas superficiais. Tais simulações foram desenvolvidas aplicando o método dos elementos finitos, em que foi considerado um isolador em três dimensões, na presença de apenas um caminho condutivo em sua superfície e com condutividade não-uniforme. Os valores das condutividades utilizadas possuem correspondência com níveis encontrados na natureza, bem como estão relacionados a um nível de depósito de sal equivalente. Os resultados são promissores, considerando que o método apresenta uma alta taxa de sucesso para a maioria dos cenários estudados.

Gabarito dos testes do método

Resultado das cem simulações no cenário de condutividade na faixa moderada.

APOIO TECNICO E ADMINISTRATIVO

Ficam também registrados os apoios técnicos e administrativos da FADE, do DEE e diretamente de diversos bolsistas que não envidaram esforços para que os objetivos traçados nos diversos projetos ora mencionados fossem plenamente alcançados.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Esse post resume, portanto, a produção de todos os colaboradores que abrilhantaram o GpTD, fazendo os seus trabalhos de pesquisa, quer como bolsistas, ou como voluntários, no caminhar de suas conquistas acadêmicas. Atualmente, o grupo de pesquisa está sob a coordenação do Prof. José Castro. Fica a certeza do sucesso dessa nova gestão, conduzindo o glorioso GpTD a uma merecida vida longa!

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Todos os materiais mencionados neste post podem ser encontrados na biblioteca digital da UFPE (www.ufpe.br). Eventualmente, se houver alguma dificuldade, ainda estou aqui: jmbb.ufpe@gmail.com. Podem entrar em contato!