Manual interno do ATPDraw do Servio Tcnico de Altas Tenses e Descargas Atmosfricas do

IEE/USP Verso: out/2014. Autor: Paulo Futoshi Obase.

Sumrio 1. Programa Digital de Transitrios Eletromagnticos EMTP-ATP ........................................ 4

1.1. Histrico ........................................................................................................................................ 4 1.2 Estrutura geral de entrada do ATP .......................................................................................... 5

2. Exemplos de simulaes utilizando o ATPDraw ................................................................. 6 2.1 Exemplo 1 ....................................................................................................................................... 7 2.2 Exemplo 2 ..................................................................................................................................... 14 2.3 Exemplo 3 ..................................................................................................................................... 17 2.4 Exemplo 4 ..................................................................................................................................... 22 3 Fontes (sources) e chaves (switches) ..................................................................................... 26 5 Transformadores ........................................................................................................................... 26 6 Elementos no lineares ............................................................................................................... 26 7 Exemplo da rotina MODELS (texto includo em fev/2014) .................................................. 27

7.1 Exemplo da rotina Modesl Resistencia considerando a ionizao do solo.

(texto includo em out/2014) ........................................................................................... 33

8 Comentrios finais ........................................................................................................................ 37 Referncias bibliogrficas ........................................................................................................ 39

Lista de figuras Fig. 1: Janela confirmando a realizao da instalao do ATP + ATPDraw. ........................ 6 Fig. 2: Abertura de uma nova janela para simulao. ............................................................. 6 Fig. 3: Menu com as opes dos componentes eltricos. ..................................................... 7 Fig. 4 : Silhueta e cotas da torre. ............................................................................................... 8 Fig. 5: Passo 1 ............................................................................................................................. 8 Fig. 6: Passo 2 ............................................................................................................................. 9 Fig. 7: Passo 3. .......................................................................................................................... 10 Fig. 8: Passo 4. .......................................................................................................................... 10 Fig. 9: Passo5. ........................................................................................................................... 11 Fig. 10: Passo 6. ........................................................................................................................ 11 Fig. 11: Menagem de erro da importao do arquivo *.PCH. ................................................ 11 Fig. 12: Passo 7. ........................................................................................................................ 12 Fig. 13: Passo 8. ........................................................................................................................ 12 Fig. 14: Passo 9. ........................................................................................................................ 13 Fig. 15: Passo 10. ...................................................................................................................... 13 Fig. 16: Finalizao do processo de criao da linha de transmisso. ............................... 14 Fig. 17 : Circuito do exemplo 1 ................................................................................................ 14 Fig. 18: Implementao passo a passo do circuito de exemplo 2 ....................................... 15 Fig. 19: Criao do arquivo *.atp. ............................................................................................ 16 Fig. 20: Simulao do caso. ..................................................................................................... 16 Fig. 21: Esquemtico do exemplo 3. ....................................................................................... 17 Fig. 22: Insero da rotina LCC do exemplo 3 passo 1. ..................................................... 17 Fig. 23: Preenchimento dos dados do exemplo 3 passo2. ................................................. 18 Fig. 24: Continuao do preenchimento dos dados do exemplo 3 passo 3. ................... 18 Fig. 25: Instrues da insero da linha. ............................................................................... 19 Fig. 26: Passo a passo da implementao do circuito do exemplo 3. ................................. 20 Fig. 27: Preenchimento do settings. .................................................................................... 21 Fig. 28: resposta do exemplo 3. ............................................................................................... 21 Fig. 29: Arquivo LINHA-FREQ60.lis. ........................................................................................ 23 Fig. 30: Insero dos parmetros em seqncia. .................................................................. 24 Fig. 31: Preenchimento dos dados do exemplo 4. ................................................................. 25 Fig. 32: Componentes e parmetros da simulao do exemplo 4. ...................................... 25 Fig. 33: Comparao dos resultados da linha modelada com parmetros em seqncias

e em matrizes RLC. ........................................................................................................... 26 Fig. 34: Insero de parmetros no lineares. ....................................................................... 27 Fig. 35: Arquivo I_PROBE.mod ............................................................................................ 27 Fig. 36 Sequencia de gerao dos cones do MODELS ..................................................... 28 Fig. 37 - Sequencia de gerao dos cones do MODELS final. ............................................ 29

Fig. 38: Arquivo R_ION2.mod ............................................................................................... 33 Fig. 39 - Esquemtico do poste modificado e da instalao do cabo guarda. ................... 34 Fig. 40 Exemplo do circuito montado no ATPDraw. ........................................................... 35 Fig. 41 Dados de entrada para rotina LCC para converso dos parmetros geomtricos

para eltricos. ................................................................................................................... 36 Fig. 42 Tenso fase-terra no ponto da descarga atmosfrica. .......................................... 37

Lista de Tabelas Tabela 1: Impedncias de seqncias do exemplo 4 ............................................................ 22 Tabela 2: Resistncias, indutncias e capacitncias em seqncias do exemplo 4 ......... 24

1. Programa Digital de Transitrios Eletromagnticos EMTP-ATP A falta de bibliografia didtica para o aprendizado do ATP (Alternative transients Program), a rgida formao em formato texto exigido na simulao dos casos e a falta de um programa amigvel para mostrar os resultados simulados tm sido os principais problemas na popularizao do ATP. Numa tentativa de se melhorar a interao entre o usurio e o programa foi desenvolvido uma verso em ambiente windows denominado ATPDraw. Essa verso simplesmente um pr-processador do ATP, formatando automaticamente o programa e portanto, o usurio no mais precisa se preocupar com as rgidas regras de alinhamento que o programa exige. Um dos problemas nas primeiras verses do ATPDraw era a falta de informaes quanto a localizao do programa executvel do ATP. Porm nas verses mais recentes esse problema foi sanado atravs de uma rotina que cria pastas e instala automaticamente o ATP e o ATPDraw. Para visualizao dos resultados de simulao foi desenvolvido o programa PLOTXY de fcil interao com o usurio. Nota 1: No stio http://www.emtp.org (acessado em 12/04/2005) [1] podem ser encontrados mais detalhes do ATP e tambm o manual do ATPDraw. Nota 2: O programa ATPDraw e PLOTXY so oficiais do grupo Leuven EMTP Center (LEC). Porm existe outro programa de visualizao de resultados denominado TOP (com as mesmas caractersticas do PLOTXY) que apresenta algumas vantagens em relao ao PLOTXY, porm trata-se de um programa no oficial. Mais detalhes do TOP podem ser encontrados no sitio http://www.pqsoft.com/ (acessado em 12/04/2005) [2]. Primeiramente, faz-se uma rpida introduo da histria do ATP e posteriormente so apresentados exemplos de algumas utilizaes do programa. Ressalta-se tambm que no prprio programa ATPDraw traz exemplos que podem auxiliar no aprendizado do ATP. Esses exemplos esto na pasta C:\ATP_CBUE\Project com arquivos com extenso *adp. Lembrando que mais detalhes do ATP podem ser encontrados no manual RULE BOOK [3] de 1987 que embora traga muitas informaes no muito didtico. 1.1. Histrico O EMTP (ElectroMagnetic Transients Program) teve sua origem em Portland, Oregon (EUA) e foi desenvolvido por uma agncia do Departamento de Energia americana, o Bonneville Power Administration (BPA). De domnio pblico, em 1984 comearam a ocorrer discusses e divergncias em relao a comercializao do programa acarretando na criao do ATP (Alternative Transients Program) que embora seja livre de royalty no de domnio pblico e essa distino necessria para a proteo de alguns materiais contra a explorao comercial. Segundo Amon F, J. e Pereira, M. P. (1996) [4] o EMTP foi desenvolvido por Herman W. Dommel na dcada de 60, com base no trabalho de Frey e Althammer (Brown Boveri, Sua), em Munique, Alemanha. Para o clculo computacional utilizada a regra da integrao trapezoidal.

Vrias modificaes e atualizaes foram efetuadas na programa ao longo dos anos com a ajuda de vrios colaboradores dentre eles Scott Meyer que assumiu a coordenao do programa com a sada de Dommel que foi para a Universidade de British Columbia (UBC). Divergncias entre Scott Meyer e EPRI levaram criao de uma nova verso do EMTP denominada de ATP (Alternative Transients Program) que foi transferida para o Leuven EMTP Center (LEC) cuja sede fica na Blgica. Desde ento, o LEC faz a distribuio do programa at o final de 1992 quando, ento, a BPA e Scott Meyer decidiram novamente exercer a coordenao do programa. 1.2 Estrutura geral de entrada do ATP O ATP em formato texto tem uma rgida ordem de entrada dos componentes que so agrupados em cartes. A letra C em maiscula seguida de espao representa linha de comentrio e o { em qualquer posio aps uma instruo tambm representa um comentrio. De um modo geral a estrutura deve seguir: 1. BEGIN NEW DATA CASE {obrigatrio comear com essa instruo} 2. C Opo de inserir vrias linhas contendo comentrios que normalmente C o cabealho do programa. 3. Cartes especiais (no mostrado nesse manual) 4. Carto de dados miscelaneos C Nesse carto definido o passo e tempo total da simulao, a resoluo C da sada de dados entre outros dados iniciais da respectiva simualo. C No necessrio finalizar com BLANK 5. TACS HYBRID ou TACS STAND ALONE ou MODELS BLANK CARD ENDING TACS C Se existir esse carto deve-se termin-lo com BLANK. C Requisio da Rotina TACS ou MODELS (mais detalhes a seguir) C Se no existir essas rotinas deve-se ignorar esse carto. 6. CARTO DE RAMOS LINEARES OU NO. C Carto de insero dos ramos lineares e no lineares como por exemplo C resistores, indutores, capacitores, pra-raios, transformadores, linhas de C transmisso, etc. C obrigatrio nas simulaes ter pelo menos um ramo desse carto que deve ser C finalizado com BLANK. BLANK card ending all BRANCH cards. 7. CARTO DAS CHAVES. C Carto de chaves, deve ser finalizado com BLANK. BLANK card ending all SWITCH cards. 8. CARTO DAS FONTES. C Carto das fontes, deve ser terminado com BLANK. BLANK card ending all SOURCE cards. 9. CARTO PARA Load flow de "FIX SOURCE". C Normalmente no utilizado. 10.CARTO PARA NOVA SIMULAO COM CONDIES INICIAIS DA SIMULAO ANTERIOR. C Normalmente no utilizado. 11 CARTO DE SADA DE RESULTADOS C Carto que identifica os ramos solicitados para visualizao de tenso. C Deve ser terminado com BLANK BLANK card ending all OUTPUT cards 12.CARTO ESPECFICO PARA FONTES TIPO 1-10 DO EMTP (FONTE EMPRICA) C Normalmente no utilizado. 13 CARTO PARA VISUALIZAO NO PROGRAMA PCPLOT C Deve ser terminado com BLANK. C O programa PCPLOT pode ser substitudo pelo programa PLOTXY. BLANK card ending all batch-mode PLOT cards 14.BEGIN NEW DATA CASE { obrigatrio essa instruo} BLANK { obrigatrio terminar com essa instruo}.

Essa estrutura deve ser seguida e, alm disso, cada carto tem rgidas regras de alinhamento que podem ser encontradas no RULE BOOK [4]. A seguir sero mostrados exemplos de simulao utilizando o ATPDraw e portanto no se entrar em mais detalhes na formatao dos cartes.

2. Exemplos de simulaes utilizando o ATPDraw O presente captulo apresenta alguns exemplos de simulaes utilizando o ATPDraw. Primeiramente deve-se instalar o programa ATP + ATPDraw (Verso 3.5) atravs do duplo clique em instala_atp_cbue.exe. Um janela, mostrada na Fig. 1, deve aparecer mostrando que a instalao foi realizada com sucesso. Atravs desse executvel o ATP e ATPDraw sero instalados com todos os pacotes necessrios para a simulao.

Fig. 1: Janela confirmando a realizao da instalao do ATP + ATPDraw.

Aps a instalao deve-se clicar no cone do atpdraw.exe (C:\ATP_CBUE\Atpdraw.exe) para abrir o programa. A Fig. 2 mostra a tela inicial do ATPDraw bem como a abertura de uma nova janela para iniciar a simulao.

Fig. 2: Abertura de uma nova janela para simulao.

Clicando-se com o boto direito do mouse na rea branca da janela de simulao aparecer um menu com vrias opes dos componentes eltricos necessrios para uma simulao, como mostra a Fig. 3. A partir dessas informaes j possvel deduzir como proceder a montagem de casos a serem simulados. Notar que toda vez que algo for definido, um valor ou

atributo, aos componentes o cone muda de cor e que em quase todos os componentes existe o cone help. A seguir so mostradas as instrues passo a passo de exemplos.

Fig. 3: Menu com as opes dos componentes eltricos.

Ressalta-se que essa verso do ATP + ATPDraw compatvel com o Windows XP ou Windows 2000. Nas verses anteriores do Windows (98 ou 95) algumas janelas do DOS podem no ser fechadas automaticamente, porm isso no influencia nas simulaes. 2.1 Exemplo 1 Implementao de uma linha de transmisso com 3 km de comprimento com a

silhueta e dados mostrados na Fig. 4. A resistividade do solo de 250 .m e freqncia de 60 Hz Ao final do modelo resultar em uma matriz RLC com elementos mutuamente acoplados especficos para a freqncia na qual foi modelada. A seguir mostrado passo a passo a implementao e preenchimento do componente de modelagem da linha de transmisso.

Fig. 4 : Silhueta e cotas da torre.

Passo 1: Clicar com o boto direito do mouse no programa ATPDraw achar a rotina mostrada na Fig. 5.

Fig. 5: Passo 1

Passo 2: Clicar duas vezes com o boto esquerdo no cone que apareceu para habilitar, abrir e preencher os campos (Model) de acordo com a Fig. 6.

Altura do cabo guarda : 30,5 mAltura do meio vo do cabo guarda : 23,2 m

7,85m

12,0 m

0,4 m

Alturas:Fases = 21,63 mMeio vo das fases = 9,83 m Condutores fases:

resis. DC = 0,05137 ohms/km;raio interno = 0,99 cm;Raio externo = 1,599 cm;

Condutores cabo guarda:resis. DC = 0,35961 ohms/km;Raio externo = 0,73 cm;

Fig. 6: Passo 2

Passo 3: Idem ao passo 2 com preenchimento do campo Data, conforme mostra a Fig. 7. Nesse item ser necessrio clicar no boto Add row para adicionar mais linhas.

Fig. 7: Passo 3.

Passo 4: Salvar (Save as) o modelo da linha de transmisso com um nome qualquer. Nesse caso o exemplo ser automaticamente salvo na pasta C:\ATP_CBUE\LCC, como mostra a Fig. 8. permitido salvar em qualquer outra pasta.

Fig. 8: Passo 4.

Passo 5: Criar o arquivo *.atp clicando no boto Run ATP e se a janela mostrada na Fig. 9 aparecer clique em Yes, caso contrrio ir para o passo 6.

Fig. 9: Passo5.

Passo 6: Aps criar com sucesso o arquivo *.atp aparecer a janela mostrada na Fig. 10.

Fig. 10: Passo 6.

Se a mensagem da Fig. 11 aparecer significa que o ATPDraw no conseguiu importar ou criar o arquivo *.pch automaticamente devendo o usurio faz-lo manualmente seguindo os passos a seguir. Caso contrrio o modelo est pronto.

Fig. 11: Menagem de erro da importao do arquivo *.PCH.

Passo 7: Criao do arquivo *.pch. Deve-se seguir as instrues mostradas na Fig. 12.

Fig. 12: Passo 7.

Passo 8: Ser pedido ao usurio escolher o arquivo criado no passo 5, ou seja, o arquivo *.atp que foi salvo em C:\ATP_CBUE\LCC como mostra a Fig. 13. Nessa etapa dever aparecer uma janela do DOS que se fechar automaticamente (no Windows 98 fechar manualmente). Na pasta C:\ATP_CBUE\LCC dever ter sido criado o arquivo *.pch.

Fig. 13: Passo 8.

Passo 9: Importao manual do arquivo *.pch. Nesse caso deve-se apagar o

cone anteriormente solicitado (passo 1) e seguir a instruo mostrada na Fig. 14.

Fig. 14: Passo 9.

Passo 10: Ir para a pasta C:\ATP_CBUE\LCC no qual foi criado o arquivo *.pch e selecion-lo, como mostra a Fig. 15.

Fig. 15: Passo 10.

Automaticamente devem aparecer as mensagens mostrada na Fig. 16 finalizando o processo de modelagem da linha de transmisso.

Fig. 16: Finalizao do processo de criao da linha de transmisso.

Nota-se que na criao do modelo da linha de transmisso houve um pr-processamento convertendo os parmetros geomtricos em eltricos atravs da rotina LINE CONSTANTS que est implcita no ATPDraw. O mesmo raciocnio vale quando for criado modelo de cabos que usa a rotina CABLE CONSTANTS. Uma vez criado o modelo da linha ele pode ser usado para simulaes como no caso do exemplo 2 a seguir. 2.2 Exemplo 2 A Fig. 17 mostra um circuito simulado utilizando o ATPDraw e a sua respectiva resposta, ressalta-se que essa figura apenas ilustrativa. A Fig. 18 mostra a implementao passo a passo do exemplo. O circuito consiste basicamente de uma fonte trifsica alimentando a linha de transmisso modelada no exemplo 1. Foi considerada a impedncia interna da fonte como parmetros em seqncias zero e positiva e as chaves representam disjuntores. As marcaes (label) 1, 2, 3 e SAIDA so facilmente colocadas atravs de duplo clique do mouse no n desejado. Quando se deseja ligar os componentes, clica-se uma vez no n desejado e arrasta-se o mouse at ligar ao outro componente.

Para colocar o probe de tenso ( ) deve-se clicar com o boto direito do mouse na tela do programa e encontrar

aps essa etapa deve-se clicar duas

vezes no cone ( ) para habilit-lo.

(a)

(b)

Fig. 17 : Circuito do exemplo 1 a) Circuito simulado

b) Reposta no marcador SAIDA

Dados do circuito:

Fonte trifsica com tenso de pico de 359 kV equilibrada;

(f ile EXEMPLO1.pl4; x-v ar t) v :SAIDAA v :SAIDAB v :SAIDAC

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10[s]

-500

-350

-200

-50

100

250

400

[kV]

Impedncia de parmetros de seqncia do gerador R0 = 0.3182 ohms, R1+ = 1.4035 ohms, L0 = 9.62069 mH e L1+ = 42,4403 mH;

Tempo de abertura das chaves para a Fase A, B e C de 20 ms, 30 ms e 40 ms,. Respectivamente. Esses tempos no tm relao com os de um disjuntor real e foram escolhidos arbitrariamente para esse exemplo;

Silhueta da linha de transmisso de 3 km de comprimento dada na Fig. 4.

Para cada componente do circuito deve-se dar um duplo clique para habilit-lo e preencher os campos necessrios (note que o cone muda de cor). A partir desse ponto todas as instrues so dedutveis e em caso de dvidas no preenchimento dos campos pode-se utilizar o HELP do componente.

(a) (b)

(c) (d)

Fig. 18: Implementao passo a passo do circuito de exemplo 2 a) Implementao da fonte trifsica

b)Implementao das chaves trifsicas c)Implementao das impedncias de seqncia da fonte

d)Importao do arquivo *.pch do exemplo 1.

Uma vez montado o caso, deve-se apertar a tecla F3 (menu => ATP => Settings) e preencher os campos do passo (delta T = 1E-5), tempo final ( Tmax = 0.1), Xopt = 0, Copt = 0 e certificar-se que o time domain est ticado. Em seguida, criar o arquivo texto *.atp como mostra a Fig. 19. Esse arquivo automaticamente formatado e pode ser visualizado apertando-se a tecla F4 (Edit ATP-File). Salienta-se que cabe ao usurio a escolha adequada do passo e tempo de simulao e que as dvidas podem ser facilmente esclarecidas pelo uso do help das respectivas janelas.

Fig. 19: Criao do arquivo *.atp.

Finalizando, a simulao realizada como mostra a Fig. 20. Uma janela do DOS deve aparecer e desaparecer automaticamente (no Windows 98 deve-se fechar manualmente). Para verificar se no houve erros no processo de simulao pode-se apertar o boto F5 (Edit LIS-file). O programa PLOTXY pode ser usado para verificar o resultado da simulao. Para abri-lo clicar no menu ATP => run Plotxy, ou apertar simultaneamente as teclas ctrl + Alt + 3.

Fig. 20: Simulao do caso.

Obs: Antes de sair do programa no esquea de salvar tambm o arquivo do circuito (extenso *.adp), para isto basta ir em: Arquivo/ Salvar e escolher a pasta de sua preferncia. 2.3 Exemplo 3 Simulao de uma linha de transmisso de 3 km de comprimento com parmetros distribudos e variando na freqncia comparada mesma linha com parmetros mutuamente acoplados sem variao na freqncia. A Fig. 21 mostra o esquemtico da simulao de modelos de linha de transmisso. A nica diferena entre ambos a modelagem da linha. A linha da Fig. 21a modelada com parmetros distribudos (e mutuamente acoplados) e variando na freqncia e a da Fig. 21b mostra a linha idntica ao do exemplo 1 com comprimento de 3 km (parmetros mutuamente acoplados).

(a) (b) Fig. 21: Esquemtico do exemplo 3.

Para a linha com parmetros acoplados a modelagem idntica ao do exemplo 1 com comprimento de 3 km, porm os nomes dos arquivos foram denominados de LINHA-FREQ60.alc, LINHA-FREQ60.atp e LINHA-FREQ60.pch. J a outra linha modelada conforme os passos a seguir. Passo 1: Clicar com o boto direito do mouse no programa ATPDraw achar a rotina mostrada na Fig. 22.

Fig. 22: Insero da rotina LCC do exemplo 3 passo 1.

Passo 2: Clicar duas vezes com o boto esquerdo no cone para habilit-lo, abrir e preencher os campos (Model) de acordo com a Fig. 23.

Fig. 23: Preenchimento dos dados do exemplo 3 passo2.

Passo 3: Idem ao passo 2 com preenchimento do campo Data, conforme mostra a Fig 24 (que semelhante a Fig.7). Nesse item ser necessrio clicar no boto Add row para adicionar mais linhas.

Fig. 24: Continuao do preenchimento dos dados do exemplo 3 passo 3.

Os demais passos so idnticos aos do exemplo 1. Nesse exemplo o arquivo da linha foi salvo como LINHA-FREQ.alc, gerando os arquivos LINHA-FREQ.atp e LINHA-FREQ.pch. Para insero da linha devem-se seguir as instrues da Fig. 25. Ao final da importao deve-se dar um duplo click no

cone do LCC e verificar se a opo send parameters est ticada. Caso no esteja, o ATDraw no entender que o arquivo faz parte do circuito e mesmo que o usurio conecte os ns o ATPDraw no reconhecer como sendo incio ou final do respectivo n ligado acarretando em erros.

(a) (b)

(c)

Fig. 25: Instrues da insero da linha. a) Importao do arquivo *.pch

b) Insero do arquivo LINHA-FREQ.pch c) Finalizao da importao

A montagem passo a passo do circuito do exempo 3 mostrado na Fig. 26.

(a) (b)

(c) (d)

Fig. 26: Passo a passo da implementao do circuito do exemplo 3. a)Insero da fonte tipo rampa

b)Insero do resistor c)insero da chave controlada por tempo

d)Insero do SPLITTER

Os seguintes valores foram colocados para :

fonte tipo rampa =>U/I = 0; Amp.= 1; T_o = 0; Tsta = 0; Tsto = 0.001.

Resistor => RES = 1.e -6 (o valor de 1 micro ohms foi arbitrado, pois trata-se de um exemplo).

Chave => t-cl = -1; t_op = 1e-5; Imar = 0.5 Finalizando o processo de implementao do exemplo, deve-se apertar a tecla F3 (menu=> ATP => settings) e preencher com os dados mostrados na Fig. 27.

Fig. 27: Preenchimento do settings.

Para simular deve-se criar o arquivo *.atp atravs do menu =>ATP => make file as.... Nesse exemplo o arquivo foi denominado exemplo3.atp. A seguir foi simulado a caso com a opo menu => ATP => run ATP file e escolhendo o arquivo exemplo3.atp. Para visualizar a resposta da simulao, mostrada na Fig. 28 foi utilizado o programa plotxy. Pode-se notar que existem diferenas nas respostas no final da linha que se encontra aberta. No caso, mostrada a tenso na fase A no final da linha de 3 km. Em verde a tenso na linha com parmetros mutuamente acoplados e em vermelho com parmetros distribudos e variando na freqncia. Cabe ao usurio verificar qual modelo mais adequado para as suas anlises. Para casos de baixa freqncia, a modelagem em parmetros concentrados e mutuamente acoplados adequada, porm, para anlises em alta freqncia no.

Fig. 28: resposta do exemplo 3.

Existem outras maneiras de se modelar a linha para freqncia industrial como por exemplo colocar a seqncia positiva e zero da linha que muitas vezes conhecida ou calculada e dependendo da anlise pode ser mais adequada do

(f ile exemplo3.pl4; x-v ar t) v :FREQA v :60HZA

0 10 20 30 40 50 60[us]

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

[V]

que dos modelos com parmetros variando na freqncia, principalmente quando envolve tempo de simulao da ordem de milissegundos com passo da ordem de microssegundos, tornando a simulao mais rpida. 2.4 Exemplo 4 Comparao entre os modelos em seqncia e mutuamente acoplados e em matrizes RLC (exemplo1). Nesse caso deve-se abrir o arquivo *.lis que no exemplo1 foi salvo na pasta C:\ATP_CBUE\LCC como exemplo1.lis ou o arquivo LINHA-FREQ60.lis da pasta C:\ATP_CBUE\LCC que devem ser arquivos com a mesma informao (ateno para no confundir com o exemplo1.lis da pasta C:\ATP_CBUE\ATP). A Fig. 29 mostra o arquivo LINHA-FREQ60.lis. As informaes que devem ser observadas esto em negrito e referem-se as impedncias seqncia zero e positiva que so :

Tabela 1: Impedncias de seqncias do exemplo 4

Seqncia zero Seqncia positiva

R=2,0863E-1 ohms/km R= 2,6724E-2 ohms/km

XL=9,06808E-1 ohms/km XL= 3,9847E-1 ohms/km

1/XC =3,0813E-6 mhos/km 1/XC = 4,1542E-6 mhos/km

--- 20 cards of disk file read into card cache cells 1 onward. Alternative Transients Program (ATP), Watcom translation. All rights reserved by Can/Am user group of Portland, Oregon, USA. Date (dd-mth-yy) and time of day (hh.mm.ss) = 18-Apr-05 15.24.24 Name of disk plot file is C:\ATP_CBUE\LCC\LINHA-FREQ602.pl4 Consult the 860-page ATP Rule Book of the Can/Am EMTP User Group in Portland, Oregon, USA. Source code date is 22 January 2002. Total size of LABCOM tables = 7546726 INTEGER words. VARDIM List Sizes follow : 6002 10K 192K 900 320K 1200 15K 120K 2250 3800 720 1200 72800 510 90K 800 90 254 120K 100K 3K 15K 192K 30 30K 160K 600 210K 300 60 --------------------------------------------------+----------------------------------------------------------------------------- Descriptive interpretation of input data cards. | Input data card images are shown below, all 80 columns, character by character 0 1 2 3 4 5 6 7 8 012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890 -----------------------------------------------+--------------------------------------------------------------------- Comment card. KOMPAR > 0. |C data:C:\ATP_CBUE\LCC\LINHA-FREQ602.ATP Marker card preceding new EMTP data case. |BEGIN NEW DATA CASE Compute overhead line constants. Limit = 120 |LINE CONSTANTS Erase all of 0 cards in the punch buffer. |$ERASE New XOPT, COPT = 6.00000000E+01 6.00000000E+01 |$UNITS, 60., 60. Pairs of 6-character bus names for each phase. |BRANCH IN___AOUT__AIN___BOUT__BIN___COUT__Cequest for metric (not English) units. |METRIC Line conductor card. 1.900E-01 5.137E-02 4 | 10.190 0.05137 4 3.198 -12.2 21.63 9.83 Line conductor card. 1.900E-01 5.137E-02 4 | 10.190 0.05137 4 3.198 -11.8 21.63 9.83 Line conductor card. 1.900E-01 5.137E-02 4 | 20.190 0.05137 4 3.198 -0.2 21.63 9.83 Line conductor card. 1.900E-01 5.137E-02 4 | 20.190 0.05137 4 3.198 0.2 21.63 9.83 Line conductor card. 1.900E-01 5.137E-02 4 | 30.190 0.05137 4 3.198 11.8 21.63 9.83 Line conductor card. 1.900E-01 5.137E-02 4 | 30.190 0.05137 4 3.198 12.2 21.63 9.83 Line conductor card. 5.000E-01 3.596E-01 4 | 0 0.5 0.35961 4 1.46 -7.85 30.5 23.2 Line conductor card. 5.000E-01 3.596E-01 4 | 0 0.5 0.35961 4 1.46 7.85 30.5 23.2 Blank card terminating conductor cards. |BLANK CARD ENDING CONDUCTOR CARDS Frequency card. 2.500E+02 6.000E+01 3.000E+00 | 250. 60. 000001 001000 0 3. 44 Line conductor table after sorting and initial processing. Table Phase Skin effect Resistance Reactance data specification Diameter Horizontal Avg height Row Number R-type R (ohm/km) X-type X(ohm/km) or GMR ( cm ) X (mtrs) Y (mtrs) Name 1 1 .19000 .05137 4 .000000 3.19800 -12.200 13.763 2 2 .19000 .05137 4 .000000 3.19800 -0.200 13.763 3 3 .19000 .05137 4 .000000 3.19800 11.800 13.763 4 1 .19000 .05137 4 .000000 3.19800 -11.800 13.763 5 2 .19000 .05137 4 .000000 3.19800 0.200 13.763 6 3 .19000 .05137 4 .000000 3.19800 12.200 13.763 7 0 .50000 .35961 4 .000000 1.46000 -7.850 25.633 8 0 .50000 .35961 4 .000000 1.46000 7.850 25.633 Matrices are for earth resistivity = 2.50000000E+02 ohm-meters and frequency 6.00000000E+01 Hz. Correction factor = 1.00000000E-06 Susceptance matrix, in units of [mhos/kmeter ] for symmetrical components of the equivalent phase conductor Rows proceed in the sequence (0, 1, 2), (0, 1, 2), etc.; columns proceed in the sequence (0, 2, 1), (0, 2, 1), etc. 0 3.081302E-06 0.000000E+00 1 4.516873E-08 -1.308798E-07 -7.823453E-08 -2.266905E-07 2 4.516873E-08 4.154201E-06 -1.308798E-07 7.823453E-08 0.000000E+00 2.266905E-07 Both "R" and "X" are in [ohms]; "C" are in [microMhos]. Impedance matrix, in units of [ohms/kmeter ] for symmetrical components of the equivalent phase conductor Rows proceed in the sequence (0, 1, 2), (0, 1, 2), etc.; columns proceed in the sequence (0, 2, 1), (0, 2, 1), etc. 0 2.086304E-01 9.068084E-01 1 -9.901201E-03 -2.874103E-02 -4.243829E-03 1.747705E-02 2 8.625864E-03 2.672434E-02 2.950608E-02 -6.452778E-03 3.984871E-01 1.615194E-02

Sequence Surge impedance Attenuation velocity Wavelength Resistance Reactance Susceptance magnitude(ohm) angle(degr.) db/km km/sec km ohm/km ohm/km mho/km Zero : 5.49529E+02 -6.47832E+00 1.65941E-03 2.24072E+05 3.73454E+03 2.08630E-01 9.06808E-01 3.08130E-06 Positive: 3.10063E+02 -1.91838E+00 3.74528E-04 2.92844E+05 4.88073E+03 2.67243E-02 3.98487E-01 4.15420E-06 Request for flushing of punch buffer. |$PUNCH A listing of 80-column card images now being flushed from punch buffer follows. =============================================================================== 1234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789 =============================================================================== C Cards punched by support routine on 18-Apr-05 15.24.24 C LINE CONSTANTS C $ERASE C $UNITS, 60., 60. C BRANCH IN___AOUT__AIN___BOUT__BIN___COUT__C C METRIC C 10.190 0.05137 4 3.198 -12.2 21.63 9.83 C 10.190 0.05137 4 3.198 -11.8 21.63 9.83 C 20.190 0.05137 4 3.198 -0.2 21.63 9.83 C 20.190 0.05137 4 3.198 0.2 21.63 9.83 C 30.190 0.05137 4 3.198 11.8 21.63 9.83 C 30.190 0.05137 4 3.198 12.2 21.63 9.83 C 0 0.5 0.35961 4 1.46 -7.85 30.5 23.2 C 0 0.5 0.35961 4 1.46 7.85 30.5 23.2 C BLANK CARD ENDING CONDUCTOR CARDS C 250. 60. 000001 001000 0 3. 44 $VINTAGE, 1 1IN___AOUT__A 2.60293417E-01 1.71601836E+00 1.13086198E+01 2IN___BOUT__B 1.83946395E-01 5.52646864E-01 -1.42499621E+00 2.65650293E-01 1.67931103E+00 1.15518741E+01 3IN___COUT__C 1.77825234E-01 4.19670081E-01 -3.68704788E-01 1.83946395E-01 5.52646864E-01 -1.42499621E+00 2.60293417E-01 1.71601836E+00 1.13086198E+01 $VINTAGE, -1, =========< End of LUNIT7 punched cards as flushed by $PUNCH request >=======

Fig. 29: Arquivo LINHA-FREQ60.lis.

Para a freqncia industrial de 60hz tem-se:

Tabela 2: Resistncias, indutncias e capacitncias em seqncias do exemplo 4

Seqncia zero Seqncia positiva

R=2,0863E-1 ohms/km R= 2,6724E-2 ohms/km

L=2,4054 mH/km L= 1,05702 mH/km

C =0,008173 F/km C = 0,01102 F/km

De posse dos valores de resistncias, indutncias e capacitncias, seguem-se os passos 1 e 2, a seguir. Passo 1: A insero dos parmetros acoplados e sem variao na freqncia mostrado na Fig. 30.

Fig. 30: Insero dos parmetros em seqncia.

Passo 2: Preenchimento dos dados, como mostra a Fig. 31, com os seguintes parmetros: => R/I+ = 0,026724; R/I0 = 0,020863; A+ = 1,05702; A0 = 2,4054; B+ = 0,01102; B0 = 0,008173; I = 3; ILINE = 0; IPUNCH = 0. As dvidas com relao as unidades podem ser tiradas atravs do help.

Fig. 31: Preenchimento dos dados do exemplo 4.

Os demais componentes da simulao bem como o settings so dados na Fig. 32. Na Fig. 33 mostrada a comparao das simulaes na sada da linha na fase A que devem apresentar o mesmo resultado. As pequenas diferenas devem-se aos arredondamentos dos valores de resistncias, indutncias e capacitncias.

Fig. 32: Componentes e parmetros da simulao do exemplo 4.

Fig. 33: Comparao dos resultados da linha modelada com parmetros em seqncias e em

matrizes RLC.

3 Fontes (sources) e chaves (switches) Os modelos de fontes disponveis no ATPDraw so adequadas para a realizao das modelagens cabendo ao usurio apenas definir os parmetros das respectivas fontes. O cone help traz as informaes necessrias para a correta modelagem. No exemplo 2 foram utilizadas chaves (switches) representando disjuntores. Porm existem outras aplicaes que podem ser teis em alguns casos como, por exemplo, o uso das chaves como diodos, vlvulas, chaves estatsticas e chaves controladas. No ATPDraw o arquivo All.adp armazenado na pasta CBUE\Project traz os exemplos das fontes, chaves e outros componentes.

5 Transformadores Os modelos em baixa freqncia de transformadores esto disponveis no ATPDraw. Logo para a modelagem necessrio saber os dados de placa e os do ensaio de curto circuito e em vazio. Para algumas anlises de baixa freqncia bom ter informaes da curva de saturao do transformador, mas infelizmente esse dado difcil de obter. Para anlise de altas freqncias necessrio alterar o modelo de transformador [5] ou usar um outro que pode ser definido pelo usurio.

6 Elementos no lineares Os modelos de elementos no lineares como, por exemplo, pra-raios no ATPdraw so bem simples. Porm necessrio conhecer as caractersticas V x I dos pra-raios ou a curva de saturao do indutor. A Fig. 34 mostra como

(f ile exemplo4.pl4; x-v ar t) v :OUT2A v :OUT1A

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10[s]

-10.0

-7.5

-5.0

-2.5

0.0

2.5

5.0

7.5

10.0

[V]

inserir os parmetros no lineares. O menu HELP dos respectivos componentes traz as especificaes necessrias.

Fig. 34: Insero de parmetros no lineares.

7 Exemplo da rotina MODELS (texto includo em fev/2014) Primeiramente escreve-se um programa em qualquer editor de texto, como por exemplo, o arquivo I_PROBE.mod, conforme mostra a Fig. 35.

MODEL I_PROBE COMMENT Ampermetro que mede a tenso sobre um resistor RSHUNT (0,01 ohms) AMPS= (VPOS - VNEG)/RSHUNT ENDCOMMENT INPUT VPOS,VNEG OUTPUT AMPS VAR AMPS,RINVER DATA RSHUNT INIT RINVER:= 1.0/RSHUNT ENDINIT EXEC AMPS:= (VPOS-VNEG)*RINVER ENDEXEC ENDMODEL

Fig. 35: Arquivo I_PROBE.mod

Uma caracterstica da rotina Models requer que todos os nomes dos componentes que sero criados devem ter o mesmo nome (exceto as extenses). Posteriormente segue-se a sequncia mostrada a seguir (Fig. 36Fig.

37).

(a) (b)

(c)

Fig. 36 Sequencia de gerao dos cones do MODELS

U

U

(a)

(b)

(c)

Fig. 37 - Sequencia de gerao dos cones do MODELS final.

Node The Kind is a code for the type of parameter: Kind MODELS Description 0: output 1: (i) current input 2: (v) voltage input 3: (switch) switch status input 4: (mach) machine variable input 5: (tacs) tacs variable input 6: (imssv) imaginary part of complex steady-state node voltage 7: (imssi) imaginary part of complex steady-state switch current 8: output from other model 9: (atp) input of global ATP variable (MNT=simulation number)

Finalmente apresentado os aquivo *.ATP e *.lis do exemplo. BEGIN NEW DATA CASE C -------------------------------------------------------- C Generated by ATPDRAW February, Thursday 13, 2014 C A Bonneville Power Administration program C Programmed by H. K. Hidalen at SEfAS - NORWAY 1994-2003 C -------------------------------------------------------- C dT >< Tmax >< Xopt >< Copt >

1.7E-5 .17 500 1 1 1 1 0 0 1 0 MODELS /MODELS INPUT MM0001 {v(NODE1)} MM0002 {v(NODE2)} OUTPUT XX0007 MODEL I_IPROBE COMMENT Ampermetro que mede a tenso sobre um resistor RSHUNT (0,01 ohms) AMPS= (VPOS - VNEG)/RSHUNT ENDCOMMENT INPUT VPOS,VNEG OUTPUT AMPS VAR AMPS,RINVER DATA RSHUNT INIT RINVER:= 1.0/RSHUNT ENDINIT EXEC AMPS:= (VPOS-VNEG)*RINVER ENDEXEC ENDMODEL USE I_IPROBE AS I_IPROBE1 INPUT VPOS:= MM0001 VNEG:= MM0002 DATA RSHUNT:= 0.01 OUTPUT XX0007:=AMPS ENDUSE ENDMODELS C 1 2 3 4 5 6 7 8 C 345678901234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890 /BRANCH C < n 1>< n 2>< R >< L >< C > C < n 1>< n 2>< R >< A >< B >0 NODE1 NODE2 .01 1 NODE2 100. 0 XX0007 1.E3 0 /SOURCE C < n 1>< Ampl. >< Freq. >< A1 >< T1 >< TSTART >< TSTOP > 14NODE1 0 169.7 60. -1. 1. 60XX0007 0 10. /OUTPUT XX0007NODE2 BLANK MODELS BLANK BRANCH BLANK SWITCH BLANK SOURCE BLANK OUTPUT BLANK PLOT BEGIN NEW DATA CASE BLANK Arquivo *.Lis --- 63 cards of disk file read into card cache cells 1 onward. Done with "/"-card sorting by data class. Remember that the source file appears different from interpreted input data. Alternative Transients Program (ATP), Watcom translation. All rights reserved by Can/Am user group of Portland, Oregon, USA. Date (dd-mth-yy) and time of day (hh.mm.ss) = 13-Feb-14 11.16.48 Name of disk plot file is :\ATP_CBUE\MODELS\IPROBE-PAULO3.pl4 Consult the 860-page ATP Rule Book of the Can/Am EMTP User Group in Portland, Oregon, USA. Source code date is 19 December 2003. 6002 10K 192K 900 420K 1200 15K --------------------------------------------------+-------------------------------------------------------------------------------- Descriptive interpretation of input data cards. | Input data card images are shown below, all 80 columns, character by character 120K 2250 3800 720 1200 72800 510 90K 800 90 254 120K 100K 3K 15K 192K 120 30K 160K 600 210K 300 19 200 012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890 --------------------------------------------------+-------------------------------------------------------------------------------- Blank card to terminate EMTP execution. Comment card. KOMPAR > 0. |C data:C:\ATP_CBUE\MODELS\IPROBE-PAULO3.ATP Marker card preceding new EMTP data case. |BEGIN NEW DATA CASE Comment card. KOMPAR > 0. |C -------------------------------------------------------- Comment card. KOMPAR > 0. |C Generated by ATPDRAW February, Thursday 13, 2014 Comment card. KOMPAR > 0. |C A Bonneville Power Administration program Comment card. KOMPAR > 0. |C Programmed by H. K. Hidalen at SEfAS - NORWAY 1994-2003 Comment card. KOMPAR > 0. |C -------------------------------------------------------- Comment card. KOMPAR > 0. |C dT >< Tmax >< Xopt >< Copt > Misc. data. 1.700E-05 1.700E-01 0.000E+ | 1.7E-5 .17 Statistics data. 500 1 1 1 1 0 0 1 | 500 1 1 1 1 0 0 1 0 Electric network, too. But TACS data first ... |MODELS Another ordinary MODELS data card. |INPUT Another ordinary MODELS data card. |MM0001 {v(NODE1)} Another ordinary MODELS data card. |MM0002 {v(NODE2)} Another ordinary MODELS data card. |OUTPUT Another ordinary MODELS data card. | XX0007 Another ordinary MODELS data card. |MODEL I_IPROBE Another ordinary MODELS data card. |COMMENT Another ordinary MODELS data card. | Ampermetro que mede a tenso sobre um resistor RSHUNT (0,01 ohms) Another ordinary MODELS data card. | AMPS= (VPOS - VNEG)/RSHUNT Another ordinary MODELS data card. |ENDCOMMENT Another ordinary MODELS data card. |INPUT VPOS,VNEG Another ordinary MODELS data card. |OUTPUT AMPS Another ordinary MODELS data card. |VAR AMPS,RINVER Another ordinary MODELS data card. |DATA RSHUNT Another ordinary MODELS data card. |INIT Another ordinary MODELS data card. | RINVER:= 1.0/RSHUNT Another ordinary MODELS data card. |ENDINIT Another ordinary MODELS data card. |EXEC Another ordinary MODELS data card. | AMPS:= (VPOS-VNEG)*RINVER Another ordinary MODELS data card. |ENDEXEC Another ordinary MODELS data card. |ENDMODEL

Another ordinary MODELS data card. |USE I_IPROBE AS I_IPROBE1 Another ordinary MODELS data card. |INPUT Another ordinary MODELS data card. | VPOS:= MM0001 Another ordinary MODELS data card. | VNEG:= MM0002 Another ordinary MODELS data card. |DATA Another ordinary MODELS data card. | RSHUNT:= 0.01 Another ordinary MODELS data card. |OUTPUT Another ordinary MODELS data card. | XX0007:=AMPS Another ordinary MODELS data card. |ENDUSE Termination of data for Laurent Dube`s MODELS. |ENDMODELS Comment card. KOMPAR > 0. |C 1 2 3 4 5 6 7 8 Comment card. KOMPAR > 0. |C 345678901234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890 Optional blank card follows last of MODELS data. |BLANK MODELS Comment card. KOMPAR > 0. |C < n 1>< n 2>< R >< L >< C > Comment card. KOMPAR > 0. |C < n 1>< n 2>< R >< A >< B >0 Series R-L-C. 1.000E-02 0.000E+00 0.000E+00 | NODE1 NODE2 .01 1 Series R-L-C. 1.000E+02 0.000E+00 0.000E+00 | NODE2 100. 0 Series R-L-C. 1.000E+03 0.000E+00 0.000E+00 | XX0007 1.E3 0 Blank card ending branches. IBR, NTOT = 3 4 |BLANK BRANCH Blank card ending switches. KSWTCH = 0. |BLANK SWITCH Comment card. KOMPAR > 0. |C < n 1>< Ampl. >< Freq. >< A1 >< T1 >< TSTART >< TSTOP > Source. 1.70E+02 6.00E+01 0.00E+00 -1.00E+00 |14NODE1 0 169.7 60. -1. 1. Source. 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 |60XX0007 0 10. Blank card ends electric sources. KCONST = 2 |BLANK SOURCE List of input elements that are connected to each node. Only the physical connections of multi-phase lines are shown (capacitive and inductive coupling are ignored). Repeated entries indicate parallel connections. Switches are included, although sources (including rotating machinery) are omitted -- except that U.M. usage produces extra, internally-defined nodes "UMXXXX". --------------+------------------------------ From bus name | Names of all adjacent busses. --------------+------------------------------ NODE1 |NODE2 * NODE2 |TERRA *NODE1 * XX0007 |TERRA * TERRA |NODE2 *XX0007* --------------+------------------------------ Sinusoidal steady-state phasor solution, branch by branch. All flows are away from a bus, and the real part, magnitude, or "P" is printed above the imaginary part, the angle, or "Q". The first solution frequency = 6.00000000E+01 Hertz. Bus K Phasor node voltage Phasor branch current Power flow Power loss Bus M Rectangular Polar Rectangular Polar P and Q P and Q NODE1 169.7 169.7 1.6968303169705 1.6968303169705 143.97605239495 .01439616562297 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 NODE2 169.68303169683 169.68303169683 -1.69683031697 1.6968303169705 -143.9616562293 0.0 0.0 0.0 -180.0000000 0.0 NODE2 169.68303169683 169.68303169683 1.6968303169683 1.6968303169683 143.96165622914 143.96165622914 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TERRA 0.0 0.0 -1.696830316968 1.6968303169683 0.0 0.0 0.0 0.0 -180.0000000 0.0 Total network loss P-loss by summing injections = 1.439760523946E+02 Solution at nodes with known voltage. Nodes that are shorted together by switches are shown as a group of names, with the printed result applying to the composite group. The entry "MVA" is SQRT( P**2 + Q**2 ) in units of power, while "P.F." is the associated power factor. Node Source node voltage Injected source current Injected source power name Rectangular Polar Rectangular Polar P and Q MVA and P.F. NODE1 169.7 169.7 1.6968303169706 1.6968303169706 143.97605239495 143.97605239495 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0000000 Card of names for time-step loop output. | XX0007NODE2 Blank card ending requests for output variables. |BLANK OUTPUT Column headings for the 3 EMTP output variables follow. These are divided among the 5 possible classes as follows .... First 2 output variables are electric-network voltage differences (upper voltage minus lower voltage); Next 1 output variables are branch currents (flowing from the upper node to the lower node); Step Time XX0007 NODE2 NODE1 NODE2 0 0.0 0.0 169.683032 1.69683032 500 .0085 -1.6941301 -169.3482 -1.693482 1000 .017 1.68477869 168.34503 1.6834503 1500 .0255 -1.6687783 -166.67748 -1.6667748 2000 .034 1.64619194 164.352127 1.64352127 2500 .0425 -1.6171088 -161.37815 -1.6137815 3000 .051 1.58164376 157.767293 1.57767293 3500 .0595 -1.5399366 -153.5338 -1.535338 4000 .068 1.49215211 148.694374 1.48694374 4500 .0765 -1.4384787 -143.26812 -1.4326812 5000 .085 1.37912833 137.276456 1.37276456 5500 .0935 -1.3143351 -130.74302 -1.3074302 6000 .102 1.24435488 123.693607 1.23693607 6500 .1105 -1.1694637 -116.15603 -1.1615603 7000 .119 1.0899572 108.160035 1.08160035 7500 .1275 -1.0061491 -99.737184 -.99737184 8000 .136 .918370253 90.920715 .90920715 8500 .1445 -.82696698 -81.745424 -.81745424 9000 .153 .732300055 72.247521 .72247521

9500 .1615 -.63474307 -62.46449 -.6246449 % % % % % % Final time step, PLTFIL dumps plot data to ".PL4" disk file. Done dumping plot points to C-like disk file. 10000 .17 .534681048 52.4349405 .524349405 Extrema of output variables follow. Order and column positioning are the same as for the preceding time-step loop output. Variable maxima : 1.69683032 169.683032 1.69683032 Times of maxima : .17E-4 0.0 0.0 Variable minima : -1.6968303 -169.68303 -1.6968303 Times of minima : .041684 .041667 .041667 Blank card terminating all plot cards. |BLANK PLOT Actual List Sizes for the preceding solution follow. 13-Feb-14 11.16.48 Size 1-10: 4 3 3 2 4 0 9 0 0 0 Size 11-20: 0 3 -9999 -9999 1840 0 0 0 23 0 Size 21-30: 0 0 4 0 -9999 0 -9999 1698 -9999 0 Seconds for overlays 1-5 : 0.016 0.000 0.016 -- (CP: Wait; Real) Seconds for overlays 6-11 : 0.000 0.000 0.000 Seconds for overlays 12-15 : 0.000 0.000 0.000 Seconds for time-step loop : 0.003 0.000 0.003 Seconds after DELTAT-loop : 0.000 0.000 0.000 --------------------------- Totals : 0.019 0.000 0.019

7.1 Exemplo da rotina Modesl Resistencia considerando a ionizao do solo. (texto includo em out/2014) Foi implementada na rotina MODELS do ATPDRAW um programa editado no Notepad do Windows, conforme apresenta a Fig.36

MODEL R_ION2 COMMENT resistncia de terra considerando a ionizao pelo modelo proposto pelo IEEE1410. R=R0 / Raiz(1 + I/Ig) no qual Ig = Eg*rho/ (2* Pi*R0^2) . Eg= 300kV/m IEEE ou 400 kV Cigre. ENDCOMMENT INPUT I OUTPUT R_ION2 VAR IG2, R_ION2 DATA EG2, R02, RHO2 INIT IG2:=EG2*RHO2/(2 * 3.14159 * R02*R02) ENDINIT EXEC R_ION2:= R02/SQRT(1 + (I/IG2)) ENDEXEC ENDMODEL

Fig. 38: Arquivo R_ION2.mod

Esse programa refere-se ao Modelo Geomtrico (CIGRE) da Resistncia de Terra para considerar a ionizao do solo em estruturas de aterramento concentradas:

0( )1 ( ) /

RR t

i t Ig

(1)

02

oEIgR

(2)

No qual,

E0 - Campo eltrico crtico, em (V/m).

Ig - Corrente limite para campo crtico, em (A).

- Resistividade eltrica do solo, em (.m), para baixas correntes.

i(t) Corrente transitria, em (A), no ponto de injeo do eletrodo/estrutura de aterramento.

R0 - Resistncia do aterramento, em (), para baixas correntes.

Posteriormente foi gerado o cone do models para a resistncia considerando a ionizao do solo. A mesma metodologia apresentada no IPROBE deve ser realizada. 7.1.1 Exemplo de utilizao do MODELS para a modelagem da ionizao da resistncia de terra. (disponvel em COMP_IONIZACAO.adp) A seguir apresentado um circuito de uma rede de distribuio na qual o cabo guarda est conectado ao poste (Fig. 39). As ferragens do poste de concreto so utilizadas como sistema de aterramento e foram modeladas considerando a sua indutncia igual a 1 H/m. O valor da resistncia de terra (Rt) foi adotada

sendo igual 500 e o efeito da ionizao do solo foi levado em considerao nas simulaes de acordo com a equao (1).

Fig. 39 - Esquemtico do poste modificado e da instalao do cabo guarda.

A Fig. 40 apresenta o circuito montado no ATPDraw no qual:

1)CFO1 = 156 kV + 256 kV * 1.1m = 431 kV 2)CFO2 = 156 kV + 250 kV * 0.5 = 284 kV 3)CFO3 = 156 kV + 250 kV * 1 = 406 kV 4) Dados da linha dados na Fig. 41 5) Indutncia L = 9 H 6) Indutncia LCG = 1,3 H 7) Eg = 300 kV/m

8) Ro=500

9) Resistividade do solo igual a 4000 m. 10) Descarga atmosfrica modelada como uma fonte triangular com Amp.=50 kA, T0 =5 s, A1=25 kA, T1 = 40 s, Tsta = -1 e TSto = 1.

O resultado da simulao (t = 5 e-9s, Tmax = 30e-6s) apresentado na Fig. 42.

Fig. 40 Exemplo do circuito montado no ATPDraw.

10Km4000

I

90m_4000 10Km400090m_4000

L

LCG

90m_4000

L

LCG

L

LCG

L

LCG

(a)

(b)

Fig. 41 Dados de entrada para rotina LCC para converso dos parmetros geomtricos para eltricos.

(a) Dados do MODEL

(b) Dados do Data

Fig. 42 Tenso fase-terra no ponto da descarga atmosfrica.

Sugestes de simulao:

1) Verificar se a modelagem da ionizao do solo est correta atravs de simulaes simples e comparar com os valores tericos. Ex.: para

corrente de 1kA a resistncia tem que ser 329 .

2) Fazer uma variao do valor da resistividade do solo (100m a

5000m) Qual o passo ? 100, 1000, 2000,4000 e 5000 ??? 3) Fazer uma variao da amplitude da descarga (10kA, 30kA, 50kA,

60kA,90kA)??? 4) Fazer uma variao do tempo de frente (1, 2, 3,4,5,6 e 8 s)??

8 Comentrios finais O manual traz uma viso geral do programa ATPDraw para iniciantes. A partir de exemplos comentados passo a passo possvel para o usurio implementar novas simulaes. De modo geral o ATPDraw oferece muitas possibilidades de implementao de simulao que no foram contempladas nesse manual. Para mais informaes deve-se recorrer ao RULE BOOK [1].

(file COMP_IONIZACAO.pl4; x-var t) v:MOD_A v:MOD_B v:MOD_C 0 5 10 15 20 25 30

[us]0

200

400

600

800

1000

1200

[V]

Referncias bibliogrficas

[1] Alternative Transients Program, Home page oficial do ATP. Disponvel em:< http://www.emtp.org>. Acesso em: 12 de abr. 2005.

[2] Pqsoft, Home page do TOP. Disponvel em:< http://www.pqsoft.com>. Acesso em: 12 de abr. 2005.

[3] Alternative transients program rule book. Leuven EMTP Center. 1987, 876p.

[4] Amon F, J. ; Pereira, M. P. Curso bsico sobre a utilizao do ATP, 1996, 190p.

[5 ] Cigre Working Group 02 of Study COmmittee 33 Guidelines for representation of network elements when calculating transients, out, 1991