Introduction of a non-conventional solution for Amazon transmission system: Analysis of the electric aspects

This article shows an analysis of the longitudinal electric parameters of a three-phase transmission line/section using a 280-meter high steel tower. This characteristic, the height of the line conductors and distance between them, are intrinsic related to the longitudinal and transversal parameters of the line. By this means, an accurate study was carried out in order to show the electric variations between a transmission line using the new technology and a three-phase conventional 440 kV line for a wide range of frequencies and a variable soil resistivity. In addition, by using a digital line model, simulations are carried out in time domain to analyze critical overvoltage transients on the studied line. © 2011 IEEE.

Mutual coupling modeling in transmission lines directly in the phase domain

This paper describes a computational model based on lumped elements for the mutual coupling between phases in three-phase transmission lines without the explicit use of modal transformation matrices. The self and mutual parameters and the coupling between phases are modeled using modal transformation techniques. The modal representation is developed from the intrinsic consideration of the modal transformation matrix and the resulting system of time-domain differential equations is described as state equations. Thus, a detailed profile of the currents and the voltages through the line can be easily calculated using numerical or analytical integration methods. However, the original contribution of the article is the proposal of a time-domain model without the successive phase/mode transformations and a practical implementation based on conventional electrical circuits, without the use of electromagnetic theory to model the coupling between phases. © 2011 IEEE.

Transmission network expansion planning considering phase-shifter transformers

This paper presents a novel mathematical model for the transmission network expansion planning problem. Main idea is to consider phase-shifter (PS) transformers as a new element of the transmission system expansion together with other traditional components such as transmission lines and conventional transformers. In this way, PS are added in order to redistribute active power flows in the system and, consequently, to diminish the total investment costs due to new transmission lines. Proposed mathematical model presents the structure of a mixed-integer nonlinear programming (MINLP) problem and is based on the standard DC model. In this paper, there is also applied a specialized genetic algorithm aimed at optimizing the allocation of candidate components in the network. Results obtained from computational simulations carried out with IEEE-24 bus system show an outstanding performance of the proposed methodology and model, indicating the technical viability of using these nonconventional devices during the planning process. Copyright © 2012 Celso T. Miasaki et al.

Equivalent representation of mutual coupling in transmission lines by discrete element

This paper describes a computational model based on lumped elements for the mutual coupling between phases in transmission lines without the explicit use of modal transformation matrices. The self and mutual parameters and the coupling between phases are modeled using modal transformation techniques. The modal representation is developed from the intrinsic consideration of the modal transformation matrix and the resulting system of time-domain differential equations is described as state equations. Thus, a detailed profile ofthe currents and the voltages through the line can be easily calculated using numerical or analytical integration methods. However, the original contribution of the article is the proposal of a time-domain model without the successive phase/mode transformations and a practical implementation based on conventional electrical circuits, without the use of electromagnetic theory to model the coupling between phases. © 2003-2012 IEEE.

Simplified computational routine to correct the modal decoupling in transmission lines and power systems modelling

Modal analysis is widely approached in the classic theory of power systems modelling. This technique is also applied to model multiconductor transmission lines and their self and mutual electrical parameters. However, this methodology has some particularities and inaccuracies for specific applications, which are not clearly described in the technical literature. This study provides a brief review on modal decoupling applied in transmission line digital models and thereafter a novel and simplified computational routine is proposed to overcome the possible errors embedded by the modal decoupling in the simulation/ modelling computational algorithm. © The Institution of Engineering and Technology 2013.

Simplified procedure to estimate the resistance parameters of transmission lines

An alternative and simplified procedure is described to estimate the longitudinal resistances of transmission lines based on the real-time load profile. This method proposes to estimate the resistance parameters from the synchronized measurements of complex currents and complex voltages at the sending and receiving ends of transmission systems. The synchronized measurements can be in practice obtained using phasor measurement units (PMUs). © 2012 Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

Assessment of branch outage contingencies using the continuation method

This paper provides a contribution to the contingency analysis of electric power systems under steady state conditions. An alternative methodology is presented for static contingency analyses that only use continuation methods and thus provides an accurate determination of the loading margin. Rather than starting from the base case operating point, the proposed continuation power flow obtains the post-contingency loading margins starting from the maximum loading and using a bus voltage magnitude as a parameter. The branch selected for the contingency evaluation is parameterised using a scaling factor, which allows its gradual removal and assures the continuation power flow convergence for the cases where the method would diverge for the complete transmission line or transformer removal. The applicability and effectiveness of the proposed methodology have been investigated on IEEE test systems (14, 57 and 118 buses) and compared with the continuation power flow, which obtains the post-contingency loading margin starting from the base case solution. In general, for most of the analysed contingencies, few iterations are necessary to determine the post-contingency maximum loading point. Thus, a significant reduction in the global number of iterations is achieved. Therefore, the proposed methodology can be used as an alternative technique to verify and even to obtain the list of critical contingencies supplied by the electric power systems security analysis function. © 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Representação modal alternativa de linhas de transmissão trifásicas simétricas não idealmente transpostas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Um programa interativo para estudos de fluxo de potência

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estimação dos parâmetros de linha de transmissão a partir de um segmento de linha discretizado

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Método da continuação aplicado na análise de contingência de linhas de transmissão

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Localização de falhas em linhas de transmissão utilizando decomposição harmônica e redes neurais artificiais

Este trabalho propõe a utilização de uma nova metodologia para a localização de falhas em linhas de transmissão (LT). Esta metodologia consiste na utilização da decomposição harmônica da corrente de fuga de uma linha e na aplicação de uma Rede Neural Artificial (RNA) capaz de distinguir padrões da condição normal de funcionamento e padrões de situações de falhas de uma LT. Foi utilizado um modelo Pi capaz de absorver dados reais de tensão e corrente de três fases e de alterar valores de R, L e C segundo modificações ambientais. Neste modelo foram geradas falhas em todas as torres com diferentes valores de capacitância. A saída fornecida pelo modelo é a decomposição da corrente de fuga do trecho considerado. Os dados de entrada e saída do modelo foram utilizados no treinamento da RNA desenvolvida. A aquisição de dados reais de tensão e corrente foi feita através de analisadores de parâmetros de qualidade de energia elétrica instalados nas extremidades de um trecho de LT, Guamá-Utinga, pertencente à Centrais Elétricas do Norte do Brasil ELETRONORTE. O cálculo dos parâmetros construtivos foi feito através do método matricial e melhorado através da utilização do Método de Elementos Finitos (MEF). A RNA foi desenvolvida com o auxílio do software Matlab. Para treinamento da RNA foi utilizado o algoritmo de Retropropagação Resiliente que apresentou um bom desempenho. A RNA foi treinada com dois conjuntos de dados de treinamento para analisar possíveis diferenças entre as saídas fornecidas pelos dois grupos. Nos dois casos apresentou resultados satisfatórios, possibilitando a localização de falhas no trecho considerado.

Estudo de vibrações eólicas em linhas de transmissão de energia elétrica de alta tensão

O crescente aumento da demanda de energia elétrica tem forçado o avanço tecnológico dos equipamentos responsáveis pelo transporte desta energia fazendo com que estes trabalhem sob tensões cada vez maiores, principalmente por razões econômicas. Mas este fato implica diretamente no incremento do diâmetro do condutor, o que acarreta elevação de seus custos, bem como das estruturas que devem suportá-lo. Para atender a esta necessidade sem aumentar o custo de projeto da linha de transmissão, surgiu a idéia de utilizar mais de um condutor por fase, montados paralelamente entre si a pequenas distâncias, o que é conseguido através da inserção de espaçadores montados a intervalos regulares ao longo dos vãos das linhas. Por outro lado, problemas mecânicos de ordem operacional das linhas podem ocorrer, como, por exemplo, a ruptura total ou parcial dos cabos e/ou espaçadores, proveniente de excitações dinâmicas devidas ao vento. Assim, este trabalho consiste no estudo do comportamento dinâmico de feixe de cabos de linhas aéreas de transmissão, através de um modelo de elementos finitos. O modelo reproduz o acoplamento dos cabos aos espaçadoresamortecedores da linha de transmissão e às estruturas de ancoragem, considerando o efeito de não-linearidade geométrica, decorrente dos grandes deslocamentos dos cabos, bem como a continuidade da linha, ou seja, os vãos adjacentes, que são representados por rigidez equivalente no modelo. O carregamento de vento é modelado através de um processo não deterministico a partir de suas propriedades estatísticas, tal que fica subdividido em duas partes: uma parte média, analisada de forma estática; e uma parte variável, analisada de forma dinâmica. Os resultados obtidos ao longo desse estudo mostram que a parcela variável do carregamento leva a uma resposta dinâmica do modelo que pode ser determinante no seu comportamento. Assim, o procedimento tradicional de assumir o carregamento do vento como uma excitação estática pode levar, em alguns casos a conseqüências desastrosas.

Coordenação de relés de sobrecorrente e distância para sistemas de transmissão

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Analysis of the electrical characteristics and surge protection of EHV transmission lines supported by tall towers

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)