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

Estimação dos Parâmetros Elétricos de Cabos de Potência Submarinos Considerando Meios Dispersivos

José Carlos Leão Veloso Silva

Fevereiro/2016

Orientador:

Antonio Carlos Siqueira de Lima

Programa:

Engenharia Elétrica

      A utilização de cabos elétricos de potência submarinos vem passando por significativa expansão no Brasil e no mundo, podendo-se citar como exemplos a atividade de exploração de petróleo no mar, e a operação de fazendas eólicas com transmissão de energia em águas rasas. A modelagem matemática desse tipo de cabo, para a estimação de seus parâmetros elétricos unitários (impedâncias e admitâncias por unidade de comprimento) em larga faixa de frequências, é complexa, envolvendo equações de campos eletromagnéticos para representar efeitos internos, como o pelicular e o de proximidade, e a influência dos meios exteriores. Quando se consideram modelos analíticos, a abordagem normalmente adotada desconsidera o efeito de proximidade e faz simplificações na caracterização do ambiente externo, para fins de modelagem. Na presente tese, mantendo desenvolvimentos analíticos, essas limitações são significativamente reduzidas: no caso do efeito de proximidade é apresentado um equacionamento capaz de considera-lo no cálculo das impedâncias unitárias, o que é feito aplicando-se o método denominado Subdivisão de Condutores; em relação aos meios externos ao cabo, propõe-se uma formulação onde os campos eletromagnéticos são modelados acuradamente, pressupondo a influência de até dois meios, com características gerais. A partir dessa solução, chamada de modelo de onda completa, são identificadas as adequadas aproximações quase-estacionárias, a partir das quais são definidos os parâmetros unitários de quaisquer tipos de linhas elétricas. Resultados comparativos de simulações de diversos casos-teste, nos domínios do tempo e da frequência, indicam que as formulações propostas nesta tese levam a uma estimação mais precisa dos parâmetros elétricos de cabos de potência submarinos.