SESAmpacity
O SESAmpacity é uma ferramenta eficaz para executar os cálculos da ampacidade, do menor tamanho de condutor e do aumento da temperatura em condutores enterrados e aéreos com base nas características térmicas dos condutores. Ele também calcula o aumento de temperatura de um eletrodo de aterramento HVDC.
O SESAmpacity calcula o menor tamanho de condutor necessário para suportar uma dada corrente. Ele determina a ampacidade do condutor, assim como o aumento de temperatura de condutores nus enterrados durante uma condição de falta e de condutores aéreos em regime permanente ou condições de falta.
Abordagens tradicionais das condições de falta e versões anteriores do SESAmpacity consideram um único conjunto de dados da corrente de falta e da relação X/R para uma dada duração de falta. A versão atual do SESAmpacity considera faltas que consistem de múltiplos níveis de corrente de falta, com diversos tempos de dispersão. Faltas de múltiplos estágios podem ser analisadas com precisão pelo SESAmpacity.
Destaques técnicos
A escolha do condutor é um dos principais fatores a serem levados em conta durante o processo de criação de uma malha de aterramento ou de uma linha de transmissão. É importante que o tipo e a dimensão do condutor sejam os mais apropriados para uma ótima eficiência operacional. As propriedades elétricas e térmicas ditam a escolha do tipo e da dimensão do condutor para um dado desenho. Fatores como efeitos do ambiente, perdas elétricas, carga da corrente e muitos outros devem ser considerados com frequência no processo.
O SESAmpacity oferece três módulos de cálculo que permitem estimar com rapidez a dimensão necessária de condutores enterrados, simular o comportamento térmico de condutores aéreos e calcular o aumento de temperatura de um eletrodo de aterramento HVDC.
Diversos tipos de bancos de dados armazenam as propriedades de uma grande coleção de condutores em relação aos comportamentos térmico e elétrico, e a capacitividade e condutividade térmica do solo. O banco de dados de condutores pode ser ampliado com os dados dos seus próprios condutores caso os predefinidos não atendam as suas necessidades.
Uma interface amigável, com a entrada de dados fácil, faz do SESAmpacity uma ferramenta eficiente e útil no processo de escolha do condutor para um sistema de aterramento ou uma linha de transmissão.
O SESAmpacity tem três formas de operar:
Módulo para condutores nus enterrados
O módulo para condutores nus enterrados calcula as seguintes quantidades durante condições de falta:
As suposições feitas nesse cálculo são as seguintes:
As equações de base utilizadas neste módulo são as fornecidas na norma ANSI/IEEE 80 para o cálculo da ampacidade para correntes simétricas. Para considerar correntes de características assimétricas (ou seja, polarização CC; em inglês, DC offset), a corrente simétrica é aumentada em conformidade com o fator de decaimento apresentado no mesmo padrão.
Um cálculo preciso da corrente de falta eficaz assimétrica é uma etapa importante para determinar a elevação de temperatura dos condutores durante uma falta ou durante o dimensionamento dos condutores da malha de aterramento. Conforme detalhado na norma IEEE 80, a forma padrão de calcular a corrente de falta eficaz assimétrica (que é usada na versão anterior do SESAmpacity) assume que a corrente de falta eficaz simétrica e a relação X/R do sistema são constantes durante toda a duração da falta. Isso pode ser chamado de falta de estágio único.
Entretanto, na realidade, uma falta pode vir de várias subestações e ter tempos diferentes de dissipação; assim, o valor da relação X/R do sistema pode variar durante a falta. Isso pode ser chamado de falta multiestágio. A abordagem de uma falta de estágio único não pode ser aplicada diretamente a esse cenário porque existem diferenças significativas na corrente efetiva simétrica ao longo da duração da falta.
Ao calcular a corrente de falta eficaz assimétrica, o módulo SESAmpacity considera-a como uma falta multiestágio. O usuário decide se quer usar essa abordagem multiestágio ou manter uma abordagem conservadora, conforme a descrita na norma IEEE 80.
Resultados de cálculo
Um relatório abrangente e gráficos elucidativos ficam disponíveis quando os cálculos são completados. Por exemplo, valores intermediários da elevação da temperatura são descritos no relatório de análise de cada estágio.
Módulo para condutores nus aéreos
A temperatura de um condutor aéreo que carrega uma corrente elétrica é a função não só da amplitude dessa corrente, mas também de inúmeros fatores ambientais que influenciam a quantidade de luz solar recebida e a sua habilidade de dissipar calor por convecção e radiação.
O módulo para condutores nus aéreos inclui métodos de cálculo baseados no procedimento descrito na norma IEEE 738, que relaciona a corrente elétrica à temperatura do condutor, para calcular:
Nesses dois casos, SESAmpacity pode realizar quatro cálculos diferentes, dependendo da capacidade térmica dos condutores nus aéreos:
Módulo para eletrodos HVDC
O projeto de um eletrodo HVDC geralmente leva em consideração vários aspectos. O cálculo do aumento de temperatura é uma etapa importante no projeto de um eletrodo de aterramento HVDC. As redes HVDC usam, permente ou temporariamente, eletrodos de aterramento para conduzirem correntes para a terra como um circuito de retorno. Quando isso acontece durante operações de carga máxima, uma alta corrente passa por esse eletrodo por uma longa duração. O solo é um condutor térmico pobre, e a densidade de corrente na terra perto de um eletrodo de aterramento HVDC pode ser bem alta. Quando a temperatura do solo aumenta, a água contida nele vira vapor, seu teor de umidade diminui e, como resultado, há um aumento na resistividade do solo, o que pode colocar em perigo o equipamento e o pessoal próximo a esse eletrodo.
O módulo de eletrodo HVDC é usado para calcular a elevação de temperatura do eletrodo de aterramento HVDC. Os parâmetros necessários para realizar os cálculos estão agrupados em três conjuntos de dados:
