Simulação de Sobretensões Atmosféricas e de Chaveamento

Coordenação de Isolamento
Trabalho I – Simulação de Sobretensões
Atmosféricas e de Chaveamento

Frederico Pedrosa da Fonseca
2009016283

Parte 1 - Distância de Proteção de Para-Raios
A Parte 1 consistiu em avaliar a ação protetora do para-raios em um transformador. A partir do Caso-Base sugerido, alteraram-se alguns parâmetros do surto atmosférico incidente para simulação da tensão num transformador localizado numa subestação ao fim da LT e no próprio para-raios. A topologia da linha simulada é representada na Figura 1, enquanto os valores do Caso-Base são relatados na Tabela 1.

Figura 1. Transformador protegido por Para-Raios

Tensão de
Surto (kV)

Tempo de
Frente do
Surto (µs)

Tempo de
Trânsito (ns)

1000

0,2

180

Tensão de
Operação do
Para-Raios
(kV)
610

Tabela 1. Parâmetros do Caso-Base

Com tais informações, foi simulado no MicroTran o Caso-Base e o Gráfico 1 foi plotado.

Tensão de Surto

Tensão no Para-Raios

Gráfico 1. Simulação do Caso-Base

Tensão no Transformador

É notável no gráfico o tempo de frente extremamente pequeno do surto atmosférico, o que lhe confere uma alta taxa de variação, permitindo-o chegar ao valor máximo muito rápido.
No comportamento do para-raios, pode-se observar pequenas oscilações referentes às primeiras reflexões do surto até que a tensão atinge seu valor de operação e se estabiliza, demonstrando o funcionamento correto do dispositivo.
Como esperado, a tensão no transformador oscila em torno do valor da tensão de operação do para-raios, até que o surto seja drenado pela proteção do sistema e a tensão na linha volte a funcionar como programada. Assim como no para-raios, as oscilações ocorrem devido à reflexões de onda na linha e subestação, e atenuam pois o coeficiente de reflexão do transformador presente na subestação varia entre 0 e 1.
Para analisar a resposta do sistema a diferentes surtos atmosféricos, o tempo de frente do surto foi alterado para 1,5µs;