Resumo da Tese apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Doutor em Ciências (D.Sc.)

Redução da Instabilidade Numérica em Modelos de Linhas de Transmissão

Paulo Eduardo Darski Rocha

Julho/2013

Orientador:

Antonio Carlos Siqueira de Lima

Programa:

Engenharia Elétrica

      O objetivo dessa tese é analisar o comportamento dos parâmetros unitários de linhas de transmissão em larga faixa de frequência e o impacto dos mesmos na estabilidade numérica dos modelos computacionais de linhas de transmissão. Primeiro verifica-se o comportamento dos parâmetros unitários e as aproximações dos mesmos a partir de um modelo de onda completa, incluindo aproximações que não foram apresentadas ainda na literatura técnica. Detalha-se o procedimento para o cálculo da constante de propagação do modelo de onda completa empregando um método numérico para a solução da equação integral. No caso do emprego de expressões aproximadas para as matrizes de parâmetros unitários, para o caso de linhas de extra alta tensão, verificamos que as instabilidades numéricas podem ocorrer em frequências próximas à frequência industrial. A fim de minimizar essas instabilidades propomos o emprego de formulações baseadas em funções especiais que permitem a extensão da faixa de frequência de validade para frequências acima de dez MHz.
      O efeito das instabilidades numéricas é analisado através de testes de simulação onde a linha de transmissão é tanto representada no domínio do tempo como no domínio da frequência. A Transformada Numérica de Laplace é empregada para obtenção da resposta temporal no caso das simulações realizadas no domínio da frequência. Para as respostas empregando o domínio do tempo é utilizado o Método das Características e a síntese por funções racionais empregando o Ajuste Vetorial.