Estudo da aplicação do aterramento ressonante em redes de distribuição com ramais monofásicos e bifásicos

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Estudo da aplicação do aterramento ressonante em redes de distribuição com ramais monofásicos e bifásicos

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Title: Estudo da aplicação do aterramento ressonante em redes de distribuição com ramais monofásicos e bifásicos
Author: Frederico Branquinho Teixeira
Orientador: Jose Osvaldo Saldanha Paulino
Banca:
Presidente: Jose Osvaldo Saldanha Paulino
Membro: Ivan Jose da Silva Lopes; Wallace do Couto Boaventura; Paulo Fernandes Costa; Afonso Ferreira Ávila
Subject: Engenharia elétrica Teses.
Palavra-chave: Engenharia Elétrica
Date: 23-03-2012
Publisher: UFMG
Abstract: A busca constante por melhores índices de qualidade no fornecimento de energia e as perdas financeiras nos processos industriais, oriundas de desligamentos na rede elétrica, são alguns dos motivos que fazem com que concessionárias e grandes indústrias estejam sempre em busca de novas tecnologias para aprimorar seus sistemas elétricos. Uma técnica de aterramento pouco utilizada no Brasil, mas em expansão em vários países da Europa e na China, é o aterramento via bobina de Petersen ou aterramento ressonante. Nela, o neutro do transformador da subestação é ligado à terra através de um reator, cuja reatância é dimensionada para compensar a capacitância fase-terra total da rede. Na ocorrência de uma falta fase-terra, uma corrente de baixa amplitude irá circular pelo ponto de falta, favorecendo a autoextinção do arco elétrico e o restabelecimento do regime de trabalho do sistema em poucos ciclos, sem a necessidade de interrupção do fornecimento. Esta dissertação trata primeiramente da teoria básica do aterramento ressonante. Em seguida são apresentados os sistemas e as principais tecnologias utilizadas em conjunto com a bobina. No último capítulo, por meio de simulações de circuitos com características típicas de redes de distribuição urbanas e rurais, são dadas contribuiçõoes para o estudo da migraçãao do neutro solidamente aterrado para o aterramento ressonante nas redes brasileiras. Os principais tópicos estudados foram o impacto da presença dos ramais monofásicos e bifásicos, a alteração da coordenação de isolamento, as faltas de alta impedância e rompimento de cabos, e a influência do núcleo saturável da bobina.
Resumo em lingue estrangeira: The continuous search for better reliability indices in the power supply and the financial losses in the industrial processes, arising from power grid shutdowns, are among the reasons which make utilities and major industries always seek new technologies to improve their electrical systems. A grounding technique little used in Brazil, but in expansionin many countries in Europe and China, is the neutral grounding via Petersen coil or resonant grounding. In it, the neutral of the substation transformer is connected to the ground through a reactor whose reactance is defined to compensate the total phaseground capacitance of the entire network. On the occurrence of a phase-to-ground fault, a low amplitude current will ow through the point of failure, favoring arc self-extinction and system reestablishment in a few cycles without any supply interruption. This dissertation treats primarily the basic theory of resonant grounding. Then, the systems and the main technologies used along with the coil are presented. In the last chapter, by means of circuit simulations with typical characteristics of urban and rural distribution networks, some contributions are made to the study of the migration fromsolid grounding to resonant grounding in brazilian networks. The main topics studied were the impact of the presence of single-phase and two-phase branches, insulation coordination, high-impedance faults and broken wires, and the inuence of the saturable core coil.
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-95QF4U

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