Proposta de modelo circuital aprimorado para a análise precisa de sistemas de aterramento eletricamente extensos

Abstract

A modelagem precisa de sistemas de aterramento é fundamental em várias aplicações de sistemas de potência, especialmente em subestações e linhas de transmissão. Este estudo apre- senta uma abordagem computacionalmente eficaz para modelar com precisão diversos sistemas de aterramento extensos, incorporando perdas nos condutores para calcular a distribuição de corrente na malha. O trabalho destaca as limitações dos modelos equipotenciais clássicos por meio de simulações, especialmente em sistemas de aterramento complexos e de grande porte. Ele estabelece quantitativamente o comprimento limite do condutor onde a suposição equipoten- cial começa a causar desvios significativos de um modelo mais preciso, usando simulações com condutores horizontais em solo uniforme. Além disso, o erro cometido por modelos equipoten- ciais em malhas extensas em um solo de duas camadas é destacado, comparando os resultados dos modelos proposto e equipotencial. O modelo proposto é aplicado a dois casos reais: uma situação de corrente de retorno pelo neutro do transformador em uma subestação e a simulação de um sistema de aterramento de uma usina fotovoltaica de grande porte. Ambos os casos revelam disparidades significativas na tensão de toque, tensão de passo e elevação de potencial do solo em comparação com abordagens simplificadas.