Análise de Sistemas de Transmissão de Energia Elétrica

Ernesto João Robba , Hernán Prieto Schmidt , José Antonio Jardini

Todos os Autores

Ernesto João Robba, Hernán Prieto Schmidt, José Antonio Jardini, Carlos Marcio Vieira Tahan

2020 — 1ª edição

Livro em Pré-Lançamento

Sobre o Livro

ISBN: 9786555060072
Páginas: 522
Formato: 17 x 24 cm
Ano de Publicação: 2020
Peso: 0.994 kg

Sumário

CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA
1.1 Introdução
1.2 A constituição de um sistema elétrico
    1.2.1 Introdução
    1.2.2 Geração
    1.2.3 Sistema de transmissão da energia
1.3 Evolução do sistema elétrico brasileiro
    1.3.1 Introdução
    1.3.2 Primeiro período: Brasil Império (1822 a 1889)
    1.3.3 Segundo período: Proclamação da República (1889 a 1930)
    1.3.4 Terceiro período: governo Getúlio Vargas (1930 a 1954)
    1.3.5 Quarto período: governo militar (1964 a 1985)
    1.3.6 Quinto período: a partir de 1985
1.4 Estudos em sistemas de potência e evolução dos recursos computacionais
    1.4.1 Introdução
    1.4.2 Estudos desenvolvidos em sistemas de potência
    1.4.3 Desenvolvimento dos sistemas computacionais
    1.4.4 Fase anterior ao advento dos computadores digitais
    1.4.5 Advento dos primeiros computadores digitais
Referências
 

CAPÍTULO 2 – REPRESENTAÇÃO DE REDES
2.1 Introdução
2.2 Indutância mútua
2.3 Representação do sistema por redes monofásicas e redes trifásicas
    2.3.1 Introdução
    2.3.2 Redes simétricas
    2.3.3 Redes simétricas com carga equilibrada
    2.3.4 Revisão da transformação em componentes simétricas
2.4 Representação dos componentes das redes
    2.4.1 Introdução
    2.4.2 Representação da carga
    2.4.3 Representação da geração
    2.4.4 Linhas de transmissão
    2.4.5 Representação de transformadores
    2.4.6 Suporte reativo
    2.4.7 Elos em corrente contínua
Referências
 

CAPÍTULO 3 – MATRIZES DE REDES DE TRANSMISSÃO DE ENERGIA
3.1 Introdução
3.2 Redes primitivas
    3.2.1 Redes primitivas sem mútuas
    3.2.2 Redes primitivas com indutâncias mútuas
3.3 Matriz de admitâncias de redes com representação monofásica
    3.3.1 Introdução: convenções
    3.3.2 Definição da matriz de admitâncias nodais
    3.3.3 Algoritmos para montagem da matriz de admitâncias nodais
    3.3.4 Montagem da matriz de admitâncias de redes e seu armazenamento
    3.3.5 Eliminação de barras
3.4 Matriz de impedâncias de redes com representação monofásica
    3.4.1 Introdução: convenções
    3.4.2 Definição da matriz de impedâncias
    3.4.3 Montagem da matriz de impedâncias nodais
3.5 Matrizes híbridas
    3.5.1 Introdução
    3.5.2 Obtenção da matriz híbrida
3.6 Redução de redes: redes equivalentes
    3.6.1 Introdução
    3.6.2 Obtenção de redes equivalentes
    3.6.3 Comentários finais
Referências
 

CAPÍTULO 4 – FLUXO DE POTÊNCIA
4.1 Introdução
4.2 Equações gerais da rede
    4.2.1 Introdução
    4.2.2 Equacionamento da rede
4.3 Métodos de solução de sistemas de equações não lineares
    4.3.1 Introdução
    4.3.2 Método de Gauss Seidel
    4.3.3 Método de Newton-Raphson
    4.3.4 Método de relaxação
4.4 Representação da rede
    4.4.1 Introdução
    4.4.2 Representação da geração
    4.4.3 Representação da carga
4.5 Fluxo de potência em corrente contínua
    4.5.1 Introdução
    4.5.2 Hipóteses simplificativas
    4.5.3 Determinação do ângulo das tensões
    4.5.4 Determinação do fluxo de potência nas ligações
    4.5.5 Coeficientes de influência
    4.5.6 Modificações na rede: método da compensação
4.6 Aplicação do método de Gauss Seidel ao estudo de fluxo de potência
    4.6.1 Introdução
    4.6.2 Representação da rede pela matriz de admitâncias nodais
    4.6.3 Representação da rede pela matriz de impedâncias nodais
    4.6.4 Conclusões
4.7 Aplicação do método de Newton Raphson ao estudo de fluxo de potência
    4.7.1 Introdução
    4.7.2 Formulação baseada em injeções de potência e coordenadas polares
    4.7.3 Formulação baseada em injeções de corrente e coordenadas retangulares
    4.7.4 Método de Newton Raphson desacoplado rápido
    4.7.5 Intercâmbio entre áreas e elos em corrente contínua
4.8 Análise de sensibilidade
    4.8.1 Introdução
    4.8.2 Conceituação de variáveis de estado
    4.8.3 Equação geral da análise de sensibilidade
    4.8.4 Suporte reativo
4.9 Estimação de estado
    4.9.1 Introdução
    4.9.2 Formulação do problema
    4.9.3 Grandezas medidas e variáveis de estado
    4.9.4 Cálculo dos valores estimados
    4.9.5 Montagem da matriz [H]: cálculo das derivadas
    4.9.6 Fixação do desvio padrão das medições
4.10 Fluxo de potência com representação trifásica da rede
    4.10.1 Introdução
    4.10.2 Representação dos componentes da rede
    4.10.3 Adaptação do método de Newton Raphson em coordenadas retangulares para redes desequilibradas
4.11 Procedimentos para a realização de estudos de fluxo de potência
    4.11.1 Introdução
    4.11.2 Dados necessários para estudos de planejamento
    4.11.3 Resultados do estudo
    4.11.4 Análise de caso
Referências
 

CAPÍTULO 5 – ESTUDO DE CURTO-CIRCUITO
5.1 Introdução
5.2 A natureza da corrente de curto-circuito
    5.2.1 Introdução
    5.2.2 Defeito em rede monofásica suprida por fonte ideal de tensão constante
    5.2.3 Conclusão
5.3 Componentes que contribuem para a corrente de curto-circuito
    5.3.1 Introdução
    5.3.2 Geradores síncronos
    5.3.3 Motores síncronos
    5.3.4 Compensadores síncronos
    5.3.5 Motores assíncronos
    5.3.6 Capacitores
    5.3.7 Compensadores estáticos controlados
5.4 Representação dos componentes da rede
    5.4.1 Introdução
    5.4.2 Linhas de transmissão
    5.4.3 Transformadores
5.5 Estudo de redes trifásicas em presença de curtos-circuitos
    5.5.1 Introdução
    5.5.2 Cálculo de defeitos trifásicos
    5.5.3 Defeitos fase a terra
    5.5.4 Defeitos dupla fase e dupla fase a terra
5.6 Potência de curto-circuito em redes trifásicas
    5.6.1 Introdução
    5.6.2 A potência trifásica de curto-circuito: barramento infinito
5.7 Sistemas aterrados e isolados
5.8 Defeitos de alta impedância
    5.8.1 Introdução
    5.8.2 Características das correntes de defeitos de alta impedância
    5.8.3 Detecção de defeitos de alta impedância em redes de distribuição
5.9 Estudo de defeitos com representação trifásica da rede
Referências
 

ANEXO – PARÂMETROS ELÉTRICOS DE REDES AÉREAS
A.1 Introdução
A.2 Indutância de redes
    A.2.1 Indutância própria e mútua
    A.2.2 Indutância interna de um condutor sólido
    A.2.3 Indutância de um circuito monofásico com condutores sólidos
    A.2.4 Indutância de um circuito monofásico com condutores encordoados
    A.2.5 Impedância série de linhas de transmissão
    A.2.6 Matriz de impedâncias em termos de componentes simétricas
A.3 Capacitância de redes
    A.3.1 Capacitância própria e mútua
    A.3.2 Matriz dos coeficientes de potencial de Maxwell
    A.3.3 Redes com transposição
    A.3.4 Matriz das capacitâncias
    A.3.5 Eliminação dos cabos guarda
    A.3.6 Matriz de capacitâncias em termos de componentes simétricas
Referências

Sinopse

Este livro aborda a análise de sistemas de transmissão de energia elétrica operando em condições de regime permanente e também na presença de defeitos. Devido ao tamanho das redes reais, tais análises só são possíveis a partir de modelos matemáticos matriciais que permitem representar os inúmeros vínculos existentes entre geradores, linhas, transformadores e cargas.

O livro se destina principalmente a estudantes de graduação e pós-graduação em cursos de Engenharia Elétrica com ênfase em Sistemas de Potência. É também ferramenta de apoio ao profissional que atua nessa área e deseja aprofundar seu conhecimento na análise de dados e na interpretação dos resultados de cálculo.

A obra busca preencher uma importante lacuna, que é a escassez de textos voltados àqueles que irão desenvolver os modelos matemáticos e incorporá-los em ferramentas computacionais como fluxo de potência e estudo de curto-circuito. Para tanto, diversos exemplos numéricos de aplicação são apresentados detalhadamente.

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