Modelagem dinâmica de linha de transmissão aérea utilizando método do elemento espectral.

Abstract

Devido a crescente demanda de energia elétrica, surge a necessidade de expansão das Linhas de Transmissão Aéreas (LTAs), tornando-as mais robustas e complexas. Aumentando assim a necessidade de segurança e eficiência deste tipo de estrutura, uma vez que o surgimento de falhas pode acarretar grandes prejuízos para os consumidores e para as empresas geradoras. O estudo do comportamento dinâmico de LTAs apresenta alta relevância quando o objetivo é assegurar sua estabilidade. Dessa forma, métodos numéricos vêm sendo explorados para este tipo de análise, tais como o Método de Elementos Finitos (MEF) e o Método dos Elementos Espectrais (MEE), ambos abordados neste trabalho, utilizando os softwares MATLAB e ANSYS APDL. Considerando que o MEF requer a discretização da estrutura, foi comparado seu custo computacional em relação ao MEE, o qual é um métodos derivado da equação analítica da onda e que não necessidade de discretizações além de apresentar acurácia nos resultados. Foram modelados os elementos de cabo e de torre com diferentes tipos de barras. Em seguida, foi realizado o acoplamento das estruturas a partir da matriz de rigidez dinâmica espectral a fim de avaliar a influência de uma sobre a outra. Excitações de fenômenos como vento e chuva foram consideradas na análise dinâmica da LTA. Ainda, foram percebidas alterações nas frequências do cabo na região próxima ao acoplamento e a prevalência do comportamento da resposta da estrutura excitada. Por fim, o método proposto (MEE) apresentou eficiência, alta viabilidade e baixo custo computacional, tornando-se uma alternativa para análises do comportamento de LTAs.