Estudo Regionalizado do Balanço de Cadeias de Isoladores devido à Ação do Vento Maurissone Ferreira Guimarães – CEMIG D
Sumário Projeto P&D 159  Ângulo de balanço no projeto de Linhas Aéreas Monitoramento do ângulo de balanço Abordagem via es...
Sumário <ul><li>P&D 159  </li></ul><ul><li>“ Estudo regionalizado da ação do vento no balanço de cadeias de isoladores par...
Problema Básico do Balanço de Cadeia <ul><li>O balanço da cadeia de isoladores é resultado da ação de uma carga de vento a...
Medição e Cálculo do Ângulo do Balanço  ângulo de balanço da cadeia;  massa específica do ar (kg/m 3 ); V R velocidade d...
K: Fator de efetividade do Vento Ângulo médio: sobretensões de frente rápida (descargas atmosféricas) Ângulo máximo: sobre...
 
Questão Qual sensor usar para medir o deslocamento da cadeia? Tecnologia do sensor de Balanço
Tecnologia do sensor de Balanço O sistema de medição de ângulo é composto basicamente por uma plataforma inercial denomina...
Sensor de balanço- funcionamento
<ul><li>Plataforma inercial  IMU Spark Fun Eletronics: </li></ul><ul><li>circuito transmissor com sensores, </li></ul><ul>...
<ul><li>Oito canais de dados ( saída binária, 10 bits de resolução) </li></ul><ul><ul><ul><li>dados de aceleração  (x, y, ...
Montagem experimental em laboratório:  (a) câmera digital;  (b) sensor de umidade e temperatura;  (c) sensor de radiação s...
Fixação do sistema de monitoramento na torre: (A) sensor ângulo de balanço; (B) câmera digital;  (C) painel solar;  (D) da...
 
Instalação do sensor de medição e sistema de registro digital do ângulo da cadeia.
Abordagem Teórica via Camada Limite Atmosférica CLA é a camada de ar próximo da terra que sofre diretamente os efeitos do ...
Seleção domínio Digitalização  do terreno Campos de  Velocidade Vento  CLA Modelo cálculo de  Balanço Pontos de interesse ...
Seleção de Campo: Acuruí - MG
Relevo digitalizado de Acuruí contendo três pontos com altitudes diferentes Digitalização do Acuruí – MG
Malha final utilizada na simulação numérica Aplicação Método de Elemento Finito – CFX
Detalhe da malha no solo e a sua progressão no plano vertical Aplicação Método de Elemento Finito – CFX
Condições de Contorno
Perfis de velocidade apresentados nos Pontos A, B e C Resultados da CLA
Corte (linha imaginária) Resultados da CLA
Detalhes do vetor resultante da velocidade para um perfil a 50 m de altura Resultados da CLA
Detalhes do vetor resultante da velocidade para um perfil a 10, 50 e 100 metros de altura
Perfis de vento Perfis de vento no plano vertical para a região próxima ao solo. Perfis de Velocidade
Esquema da nuvem de pontos no arquivo de saída do CFX e  pontos de interesse. Entrada de dados no programa de cálculo de â...
Resultados esperados para todas as metodologias de cálculo propostas pelo software Cálculo do Balanço
Resultados obtidos para várias relações de vão (V/H) Cálculo do Balanço
Resultados obtidos para diversas categorias de terreno (rugosidades) Cálculo do Balanço
O projeto P&D 159 possibilitou desenvolvimento de um  protótipo de sensor de balanço e um sistema de monitoramento  (novo ...
<ul><li>Entidades:  CEMIG ANEEL, UFMG </li></ul><ul><li>Equipe: </li></ul><ul><li>Carlos Alexandre M. do Nascimento – CEMI...
Obrigado! Maurissone Ferreira Guimarães  [email_address]
Próximos SlideShares
Carregando em…5
×

17.ago ametista 11.35_230_cemig-d

1.027 visualizações

Publicada em

Publicada em: Negócios, Tecnologia
0 comentários
0 gostaram
Estatísticas
Notas
  • Seja o primeiro a comentar

  • Seja a primeira pessoa a gostar disto

Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
1.027
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
197
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
9
Comentários
0
Gostaram
0
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

17.ago ametista 11.35_230_cemig-d

  1. 1. Estudo Regionalizado do Balanço de Cadeias de Isoladores devido à Ação do Vento Maurissone Ferreira Guimarães – CEMIG D
  2. 2. Sumário Projeto P&D 159 Ângulo de balanço no projeto de Linhas Aéreas Monitoramento do ângulo de balanço Abordagem via estudo de Camada Limite Atmosférica - CLA Resultados Alcançados Considerações finais
  3. 3. Sumário <ul><li>P&D 159 </li></ul><ul><li>“ Estudo regionalizado da ação do vento no balanço de cadeias de isoladores para projeto de coordenação de isolamento de linhas aéreas de transmissão” </li></ul><ul><li>Parceria: </li></ul><ul><li>Objetivos macros: </li></ul><ul><ul><li>Desenvolvimento de um protótipo de sensor de balanço </li></ul></ul><ul><ul><li>Introdução de conceitos de Camada Limite Atmosférica nos estudos de coordenação de isolamento </li></ul></ul>
  4. 4. Problema Básico do Balanço de Cadeia <ul><li>O balanço da cadeia de isoladores é resultado da ação de uma carga de vento atuando sobre o comprimento total de um dado vão </li></ul><ul><li>O vento é fator de projeto de linhas para: </li></ul><ul><li>Determinação de distâncias mínimas do condutor à estrutura (ângulo máximo e médio) </li></ul><ul><li>Geometria de topo de torre (dimensionamento eletrogeométrico) </li></ul><ul><li>Distâncias de segurança (faixa) </li></ul><ul><li>Abordagem experimental vs cálculo... </li></ul>
  5. 5. Medição e Cálculo do Ângulo do Balanço  ângulo de balanço da cadeia;  massa específica do ar (kg/m 3 ); V R velocidade do vento (m/s); C c coeficiente de arrasto para cabos; D Diâmetro do condutor (m); p peso unitário do condutor (N/m); S i área da envoltória da cadeia de isoladores (m 2 ); C i coeficiente de arrasto para isoladores; P i peso da cadeia de isolares ( N ); V v vão de vento (m); V p vão de peso (m); K Fator de efetividade do Vento Medições na Alemanha realizadas por Hornisgrinde (década de 70)
  6. 6. K: Fator de efetividade do Vento Ângulo médio: sobretensões de frente rápida (descargas atmosféricas) Ângulo máximo: sobretensões em frequência industrial (60 Hz) Medição e Cálculo do Ângulo do Balanço Necessidade de ajustes nos modelos de cálculo (em discussão na revisão da norma NBR 5422)
  7. 8. Questão Qual sensor usar para medir o deslocamento da cadeia? Tecnologia do sensor de Balanço
  8. 9. Tecnologia do sensor de Balanço O sistema de medição de ângulo é composto basicamente por uma plataforma inercial denominada IMU ( Inertial Measurement Unit ). Plataformas inerciais são utilizadas normalmente em sistemas de navegação de aeronaves, satélites, automóveis, mísseis, etc. Através da combinação acelerômetros e girômetros , o IMU possibilita determinar o estado inercial de qualquer sistema ao qual esteja acoplado.
  9. 10. Sensor de balanço- funcionamento
  10. 11. <ul><li>Plataforma inercial IMU Spark Fun Eletronics: </li></ul><ul><li>circuito transmissor com sensores, </li></ul><ul><li>circuito receptor. </li></ul>Sensor de balanço - IMU
  11. 12. <ul><li>Oito canais de dados ( saída binária, 10 bits de resolução) </li></ul><ul><ul><ul><li>dados de aceleração (x, y, z) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>taxa de giro (x, y, z) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>dados do magnetômetro (x, y) </li></ul></ul></ul><ul><li>Comunicação RS 232 (receptor - Datalogger) </li></ul><ul><li>Comunicação Bluetooth @ 2,4 GHz (emissor - Receptor) </li></ul>Características da plataforma inercial (IMU)
  12. 13. Montagem experimental em laboratório: (a) câmera digital; (b) sensor de umidade e temperatura; (c) sensor de radiação solar; (d) sensor de velocidade de vento; (e) sensor ângulo de balanço Sistema de monitoramento em tempo real - Arquitetura
  13. 14. Fixação do sistema de monitoramento na torre: (A) sensor ângulo de balanço; (B) câmera digital; (C) painel solar; (D) datalogger, bateria e modem; (E) sensores de radiação solar, temperatura, velocidade de vento 3D e pressão atmosférica. Montagem do sistema de monitoramento
  14. 16. Instalação do sensor de medição e sistema de registro digital do ângulo da cadeia.
  15. 17. Abordagem Teórica via Camada Limite Atmosférica CLA é a camada de ar próximo da terra que sofre diretamente os efeitos do solo, rugosidade, térmicos, transferência de massa, etc, com escalas de tempo baixas e movimentos turbulentos
  16. 18. Seleção domínio Digitalização do terreno Campos de Velocidade Vento CLA Modelo cálculo de Balanço Pontos de interesse e Dados da LT Resultado Início FIM Software CDF - Computer Fluid Dynamics (ANSIS CFX) Condições de Contorno Abordagem via Camada Limite Atmosférica
  17. 19. Seleção de Campo: Acuruí - MG
  18. 20. Relevo digitalizado de Acuruí contendo três pontos com altitudes diferentes Digitalização do Acuruí – MG
  19. 21. Malha final utilizada na simulação numérica Aplicação Método de Elemento Finito – CFX
  20. 22. Detalhe da malha no solo e a sua progressão no plano vertical Aplicação Método de Elemento Finito – CFX
  21. 23. Condições de Contorno
  22. 24. Perfis de velocidade apresentados nos Pontos A, B e C Resultados da CLA
  23. 25. Corte (linha imaginária) Resultados da CLA
  24. 26. Detalhes do vetor resultante da velocidade para um perfil a 50 m de altura Resultados da CLA
  25. 27. Detalhes do vetor resultante da velocidade para um perfil a 10, 50 e 100 metros de altura
  26. 28. Perfis de vento Perfis de vento no plano vertical para a região próxima ao solo. Perfis de Velocidade
  27. 29. Esquema da nuvem de pontos no arquivo de saída do CFX e pontos de interesse. Entrada de dados no programa de cálculo de ângulo da cadeia. Cálculo do Balanço
  28. 30. Resultados esperados para todas as metodologias de cálculo propostas pelo software Cálculo do Balanço
  29. 31. Resultados obtidos para várias relações de vão (V/H) Cálculo do Balanço
  30. 32. Resultados obtidos para diversas categorias de terreno (rugosidades) Cálculo do Balanço
  31. 33. O projeto P&D 159 possibilitou desenvolvimento de um protótipo de sensor de balanço e um sistema de monitoramento (novo sensor, depósito patente, trabalhos de graduação). Técnicas CFD para tratamento de Camada Limite Atmosférica podem ser ferramentas robustas para dar suporte ao projeto de linhas aéreas (nova metodologia , uma tese de mestrado, produção acadêmica ). O balanço de cadeia e outros problemas de dimensionamento para novas linhas de transmissão estão num campo aberto à pesquisa e desenvolvimento. Conhecimento ainda incipiente de Camada Limite Atmosférica e técnicas CFD por parte dos engenheiros projetistas de linhas. Abordagem teórica pode se renovar com o suporte da computação avançada aliada a medições experimentais . Considerações finais
  32. 34. <ul><li>Entidades: CEMIG ANEEL, UFMG </li></ul><ul><li>Equipe: </li></ul><ul><li>Carlos Alexandre M. do Nascimento – CEMIG D </li></ul><ul><li>Maurissone F. Guimarães – CEMIG D </li></ul><ul><li>Ramon Molina Valle – UFMG </li></ul><ul><li>Geraldo Augusto Campolina França – UFMG </li></ul><ul><li>Gilberto Augusto Amado Moreira – UFMG </li></ul><ul><li>Rogério Lima – UFMG </li></ul>Agradecimentos
  33. 35. Obrigado! Maurissone Ferreira Guimarães [email_address]

×