MODELAGEM DE CABOS SUBTERRˆANEOS E ... - UFRJ

um resultado existente na literatura (Noda 1996).
Posteriormente, faz-se um estudo de casos, onde é proposto um modelo alternativo
para o cálculo do parâmetros longitudinais por unidade de comprimento de um cabo
umbilical, sendo passível de implementação em programas comerciais de simulação de
transitórios.
1.3 Motivação
A expansão de sistemas de transmissão não-convencionais representa uma grande
tendência devido ao crescimento da indústria de petróleo. A implantação de platafor-
mas a grandes distâncias do litoral em águas profundas, exige trechos quilométricos
de cabos. O alto custo de instalação faz com que estes cabos agreguem, cada vez
mais, outros elementos em seu interior. Sistemas de transmissão de energia, comu-
nicação, comando, entre outros, são instalados de forma compacta envolvidos por uma
armadura metálica, criando um grande desafio para a modelagem dos mesmos devido
à sua configuração assimétrica não concêntrica.
A representação da variação dos parâmetros com a freqüência devido ao efeito
pelicular, solenóide e de proximidade, exige soluções numéricas, tais como: Técnicas
de Elementos Finitos (Silvester e Ferrari 1990, Triantafyllidis, Papagiannis e Labridis
1999, Yin 1990) e Método da Subdivisão de condutores (Arizon e Dommel 1987), que
não são aplicadas em programas de simulação. Desta forma a simplificação do mod-
elo por meio de hipóteses adotadas é necessária para a implementação em programas
matemáticos como o Mathematica e o Matlab.
Devido à configuração não-convencional destes cabos, os parâmetros elétricos longi-
tudinais e transversais, por unidade de comprimento, não podem ser obtidos usando as
subrotinas convencionais de cálculos de parâmetros disponíveis em programas de tran-
sitórios eletromagnéticos, tais como um EMTP-RV e ATP. Significantes esforços têm
sido feitos para aplicar estes modelos em programas do tipo EMTP (Dommel 1992),
e diversos trabalhos de modelagem de sistemas de cabos de potência e de linhas de
transmissão são de grande contribuição (Martí 1982, Martí 1988, Castellanos, Martí
e Marcano 1997, Gustavsen, Sletbak e Henriksen 1995, Noda, Nagaoka e Ametani
1996, Manhães 1992).
A formulação adotada na modelagem de cabos umbilicais são formulações “clássicas”,
que envolvem funções de Bessel (Schelkunoff 1934) e séries numéricas infinitas (Ametani
1980). A formulação “clássica” pode ser entendida, portanto, como um solução “exata”
desde que sejam válidas as hipótese associadas ao cálculo de parâmetros unitários, a
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