Analysis of the behavior of an isolated transmission line with a little more than half wave lenght for different operating conditions in steady state and during the energization manouver

Resumo: Este trabalho apresenta uma análise do comportamento de uma linha de transmissão isolada de um pouco mais de meio comprimento de onda (2600 km) na freqüência fundamental, 60 Hz, alimentada a partir de uma barra infinita para diferentes condições de operação. Os perfis de tensão e de corrente, para diferentes condições de carregamento, são monitorados ao longo da linha. Uma análise do fator de potência da potência injetada no terminal emissor também é realizada e sua influência nos perfis de tensão e de corrente é verificada. As perdas ao longo da linha para diferentes níveis de potência transmitida são medidas e uma alternativa para minimização dessas perdas é apresentada. Uma metodologia de análise sistemática na freqüência fundamental de um sistema elétrico de potência identificando as condições críticas é também apresentada. A presente metodologia é aplicada em um sistema formado por linhas de transmissão de 500 kV existentes no sistema elétrico brasileiro, as quais são interligadas formando um tronco de 2600 km com a finalidade de representar uma linha de transmissão de um pouco mais de meio comprimento de onda. As análises feitas nesse trabalho consistem na verificação do comportamento do sistema na presença de diferentes tipos de curtos-circuitos em diferentes pontos da linha. Após a análise sistemática em regime permanente, as condições extremas podem ser simuladas em um programa de transitórios eletromagnéticos. Deste modo o comportamento da linha isolada alimentada a partir de uma barra infinita na presença de diferentes tipos de curtos-circuitos é discutido e os principais resultados são apresentados nesse trabalho. O tronco de 2600 km formado por linhas de 500 kV existentes no Brasil foi utilizado para simular a manobra de energização. As simulações incluíram diferentes técnicas de energização como o fechamento direto das fases, a utilização de um resistor de pré-inserção e o chaveamento controlado. Para cada alternativa de chaveamento foram analisadas as sobretensões transitórias e o perfil de tensão ao longo da linha. As simulações foram feitas utilizando-se os softwares ATP e PSCAD/EMTDCAbstract: This work presents an analysis of the behavior of an isolated transmission line with a little more than half-wave length (2600 km) on fundamental frequency, 60 Hz, connected to an infinite busbar for different operating conditions. The voltage and current profiles for different loading conditions are monitored along the line. An analysis of the influence of the power factor of the transmitted energy on the voltage and current profiles along the line is performed. The losses along the line for different levels of transmitted power are measured and a method to minimize these losses is presented. A systematic review methodology in the fundamental frequency of a power system identifying the critical conditions is also presented. This methodology is applied to a system formed by 500 kV existing transmission lines in the Brazilian electrical system, which are interconnected forming an AC-link of 2600 km in order to represent a transmission line of a little more than half-wave length. The analysis made in this paper means to verify the system behavior in the presence of different types of short circuits at different points along the line. After systematic analysis in steady state, the extreme conditions can be simulated in an electromagnetic transient program. Thus the behavior of the isolated line connected to an infinite busbar in the presence of different types of short circuits is discussed and the main results are presented in this paper. The 2600 km AC-link formed by actual Brazilian 500 kV lines was used to simulate the trunk energization. The simulations included different techniques such as direct closure energization, the use of a pre-insertion resistor and the controlled switching. For each alternative it was analyzed the transient overvoltage profile along the line. The simulations were done with the software ATP and PSCAD / EMTD