Electrification of small loads close to transmission line using electromagnetic coupling

Orientador: Maria Cristina Dias TavaresDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: A eletrificação rural é uma ferramenta de desenvolvimento social e econômico que apresenta ainda uma dificuldade elevada para os engenheiros da nossa era. Vilarejos e pequenos povoados localizados nas proximidades de linhas de transmissão de alta tensão ainda não têm acesso à energia elétrica, uma vez que o custo de alimentar estas pequenas cargas é muito elevado se forem considerados os projetos convencionais. Soluções usando acoplamentos capacitivos dos cabos para-raios isolados como método de fornecimento de energia elétrica são propostas neste trabalho com o objetivo de alimentar uma carga rural base considerando populações com menos de 1000 habitantes. Uma proposta para modelagem de uma carga padrão que exemplifique o caso de pequenas cargas elétricas isoladas do sistema interligado nacional é apresentada, tendo sido estabelecido como meta a eletrificação de uma carga de 500 kW por vilarejo. Utilizando-se simulações computacionais, são apresentados os resultados considerando-se uma linha de transmissão de 500 kV com transposição real. Ao isolar trechos de 100 km de cabo para-raios isolado numa linha de transmissão de 500 kV, consegue-se uma tensão induzida por acoplamento capacitivo próxima de 30 kV, sendo necessário implementar um sistema de regulação de tensão específico baseado em sintonização de ressonância. São apresentados resultados para diferentes configurações de conexão do alimentador procurando maximizar a potência de saída do sistema. Apresenta-se uma análise tanto em regime permanente como em regime transitórioAbstract: Rural electrification plays an important role in social and economic development for small regions and this still is a great challenge for electrical engineers. Small towns located close to high voltage transmission lines and have no electrical power supply due to high cost of conventional electrification projects. Solutions using capacitive coupling and isolated shield wire as electrical supply method are analyzed in this work aiming to energize a basic load considering rural populations of less than 1000 inhabitants. A premisse of isolated electric load of 500~kW was considered during the research. Simulations were performed in a 500 kV transmission line system based on actual data. Sections of 100 km isolated shield wires were used to attend the load, resulting in 30 kV induced voltage. The equivalent system has poor voltage regulation, being necessary to develop a specific regulation system based on resonant tuning circuit. Several different conection configuration of rural feeder were analyzed to maximizing power system output. Both steady state and transient state analysis were perfomedMestradoEnergia EletricaMestre em Engenharia Elétrica2014/16383-9FAPES