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Impacto dos esforços eletromecânicos nos equipamentos de uma subestação elétrica
| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 5.85 MB | Adobe PDF |
Authors
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Abstract(s)
O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma ferramenta computacional
capaz de automatizar os cálculos dos esforços eletromecânicos em condutores utilizados em
subestações elétricas, atendendo aos critérios técnicos estabelecidos pelas normas
IEC 60865-1:2011, IEC 60865-2:2015, IEEE 605:2008 e Regulamento de Segurança de Linhas
Elétricas de Alta Tensão - RSLEAT:1992. A ferramenta foi desenvolvida utilizando a linguagem
de programação Python, com foco na modularidade, clareza na estrutura de processamento e
facilidade de atualização, permitindo que seja aplicada em diferentes contextos e projetos com
exigências variadas.
A metodologia adotada baseia-se na separação do sistema em três blocos principais: entrada
de dados, processamento dos cálculos e saída de resultados. O projetista insere as informações
relevantes do sistema, tais como tensão, corrente de curto-circuito, frequência e características
dos condutores, selecionados a partir de uma base de dados previamente estruturada. Essa
base de dados, por sua vez, permite o armazenamento e a recuperação automática de
propriedades físicas e geométricas dos cabos, promovendo agilidade e precisão na etapa inicial
do processo.
O módulo de processamento realiza a combinação das informações fornecidas com as fórmulas
de cálculo normativas, previamente adaptadas do Excel para o ambiente Python, garantindo a
conformidade com as normas/regulamentos nacionais e internacionais. O sistema automatiza
equações complexas e elimina a necessidade de consultas manuais a gráficos normativos,
contribuindo para a redução do tempo de execução e a diminuição de erros humanos.
Para validar a funcionalidade da aplicação, foi utilizado um caso real de projeto de subestação
elétrica, cujos dados foram parcialmente apresentados, em cumprimento ao acordo de
confidencialidade firmado entre a Quadrante Compass Group – QDE e a empresa parceira. A
ferramenta demonstrou resultados consistentes e maior precisão em relação aos métodos
tradicionais, além de proporcionar benefícios como a padronização dos cálculos e a organização
sistemática das saídas em planilhas de Excel.
Os resultados obtidos demonstram o potencial da ferramenta como apoio técnico ao
desenvolvimento de projetos de subestações elétricas, especialmente naquelas que envolvem
condutores rígidos e flexíveis em diferentes orientações. A abordagem proposta contribui
significativamente para a modernização do processo de projeto eletromecânico, aliando rigor
técnico à eficiência operacional, ajustando-se assim às necessidades atuais do setor elétrico.
The objective of this work is to develop a computational tool capable of automating the calculations of electromechanical stresses in conductors used in electrical substations, meeting the technical criteria established by standards IEC 60865-1:2011, IEC 60865-2:2015, IEEE 605:2008 and Regulamento de Segurança de Linhas Elétricas de Alta Tensão - RSLEAT:1992. The tool was developed using the Python programming language, with a focus on modularity, clarity in the processing structure and ease of updating, allowing it to be applied in different contexts and projects with varying requirements. The methodology adopted is based on separating the system into three main blocks: data input, calculation processing and output of results. The designer enters the relevant system information, such as voltage, short-circuit current, frequency, and conductor characteristics, selected from a previously structured database. This database, in turn, allows for the storage and automatic retrieval of the physical and geometric properties of the cables, promoting agility and precision in the initial stage of the process. The processing module combines the information provided with standard calculation formulas, previously adapted from Excel to the Python environment, ensuring compliance with national and international standards/regulations. The system automates complex equations and eliminates the need for manual consultation of standard charts, contributing to reduced execution time and fewer human errors. To validate the application's functionality, a real substation design case was used, whose data was partially presented, in compliance with the confidentiality agreement signed between Quadrante Compass Group – QDE and its partner company. The tool demonstrated consistent results and greater accuracy compared to traditional methods, in addition to providing benefits such as standardisation of calculations and systematic organisation of outputs in Excel spreadsheets. The results obtained demonstrate the tool's potential as technical support for the development of electrical substation projects, especially those involving rigid and flexible conductors in different orientations. The proposed approach contributes significantly to the modernisation of the electromechanical design process, combining technical rigour with operational efficiency, thus adapting to the current needs of the electrical sector.
The objective of this work is to develop a computational tool capable of automating the calculations of electromechanical stresses in conductors used in electrical substations, meeting the technical criteria established by standards IEC 60865-1:2011, IEC 60865-2:2015, IEEE 605:2008 and Regulamento de Segurança de Linhas Elétricas de Alta Tensão - RSLEAT:1992. The tool was developed using the Python programming language, with a focus on modularity, clarity in the processing structure and ease of updating, allowing it to be applied in different contexts and projects with varying requirements. The methodology adopted is based on separating the system into three main blocks: data input, calculation processing and output of results. The designer enters the relevant system information, such as voltage, short-circuit current, frequency, and conductor characteristics, selected from a previously structured database. This database, in turn, allows for the storage and automatic retrieval of the physical and geometric properties of the cables, promoting agility and precision in the initial stage of the process. The processing module combines the information provided with standard calculation formulas, previously adapted from Excel to the Python environment, ensuring compliance with national and international standards/regulations. The system automates complex equations and eliminates the need for manual consultation of standard charts, contributing to reduced execution time and fewer human errors. To validate the application's functionality, a real substation design case was used, whose data was partially presented, in compliance with the confidentiality agreement signed between Quadrante Compass Group – QDE and its partner company. The tool demonstrated consistent results and greater accuracy compared to traditional methods, in addition to providing benefits such as standardisation of calculations and systematic organisation of outputs in Excel spreadsheets. The results obtained demonstrate the tool's potential as technical support for the development of electrical substation projects, especially those involving rigid and flexible conductors in different orientations. The proposed approach contributes significantly to the modernisation of the electromechanical design process, combining technical rigour with operational efficiency, thus adapting to the current needs of the electrical sector.
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Keywords
Electromechanical stresses Esforços eletromecânicos Subestações elétricas Python Substations
Pedagogical Context
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