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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: HVDC grounding electrode of Rio Madeira - Bipole 1 : geoelectric modeling of earth's crust for the electrode design = Eletrodo de aterramento HVDC do Rio Madeira - Bipolo 1: modelagem geoelétrica da crosta terrestre para projeto do eletrodo
Title Alternative: Eletrodo de aterramento HVDC do Rio Madeira - Bipolo 1 : modelagem geoelétrica da crosta terrestre para projeto do eletrodo
Author: Freire, Paulo Edmundo da Fonseca, 1955-
Advisor: Pereira, Sueli Yoshinaga, 1961-
Abstract: Resumo: Um sistema de transmissão HVDC é composto por duas Subestações Conversoras, interligadas pela linha HVDC, cada uma com um eletrodo de aterramento separado do seu pátio CC, geralmente localizado de 15 km a 150 km de distância e conectado por meio da linha do eletrodo. Os eletrodos HVDC proporcionam redução de custos e agregam confiabilidade ao sistema de transmissão de energia. Os eletrodos geralmente dissipam na terra a corrente de desequilíbrio do bipolo, entre 20 A a 40 A. No caso de perda de um polo da linha HVDC, a energia pode ser transmitida pelo polo remanescente com retorno pela terra, utilizando os eletrodos de aterramento para a injeção de correntes que chegar a quase 4 kA, o que pode resultar em interferências em uma área ampla, dependendo da estrutura geológica. A seleção dos locais de construção dos eletrodos deve ser realizada dentro de um raio de algumas dezenas de quilômetros ao redor das subestações, nas duas extremidades da linha HVDC. O melhor local em cada extremidade é aquele que apresenta a estrutura geoelétrica com resistividades mais baixas, desde a superfície do solo até pelo menos o meio da crosta. Esta tese apresenta o desenvolvimento do modelo geoelétrico 1D para o eletrodo sul do sistema HVDC do Rio Madeira, bipolo 1, localizado em Araraquara, na Bacia Sedimentar do Paraná, sul do Brasil. O eletrodo é constituído por um anel aproximadamente retangular de poços (cerca de 820 m x 560 m), cada um revestido por tubos de aço com profundidades variáveis, entre 20 m e 40 m de profundidade. O modelo geoelétrico deve ser representativo da média do solo raso, até a profundidade dos poços, combinada com um modelo profundo. A modelagem do solo raso foi desenvolvida a partir de uma campanha de sondagens Schlumberger e da perfilagem por indução de poços de monitoramento perfurados no local. O modelo profundo foi construído a partir de uma campanha magnetotelúrica (MT). Os modelos geoelétricos são aprimorados ao longo do projeto, à medida que mais dados geofísicos e geotécnicos são levantados. O modelo de projeto tem um ajuste final após o comissionamento do eletrodo, pois o desempenho elétrico medido permite um ajuste complementar do desvio estático da curva de resistividades aparentes MT. Uma medição independente do potencial tubo-solo foi feita no gasoduto Bolívia-Brasil, a 26 km do eletrodo, sendo o valor medido comparado com o potencial calculado a partir da simulação do eletrodo com o modelo geoelétrico final, com ambos os valores apresentando boa compatibilidade

Abstract: A HVDC transmission system comprises two Converter Substations, interconnected by the HVDC line, each one requiring a separate grounding electrode for its DC switchyard, which usually is located from 15 km to 150 km away and connected by means of the electrode line. HVDC electrodes allow for cost reduction and add reliability to the energy transmission system. The electrodes usually dissipate into the ground the unbalance current of the bipole, about 20 A to 40 A. In case of the loss of one pole of the HVDC line, the energy can be transmitted by the remaining pole with ground return, using grounding electrodes for the injection into the ground currents that may reach almost 4 kA, which may produce interferences within a wide area, depending on the tectonic setting. The electrodes Site Selection shall be carried up within a radius of some tens of kilometers around the substations at the two ends of the HVDC line. The best site at each end is the one with the geoelectric structure that presents lower resistivities, from soil surface down to at least mid-crust. This thesis presents the development of the 1D geoelectric model for the South electrode of Rio Madeira HVDC system, bipole 1, located at Araraquara, in the Paraná Sedimentary Basin, South of Brazil. The electrode is constituted by an approximately rectangular ring of wells (about 820 m x 560 m), each one lined with steel pipes with varying depths, between 20 m to 40 m deep. The geoelectric model shall represent the average of the shallow ground, down to the depth of the wells, combined with a deep model, down to the mid-crust. The modeling of the shallow ground was developed from a Schlumberger survey and from the induction profiling of monitoring wells drilled in the site. The deep model was built from a magnetotelluric (MT) survey. The models are improved along the project, as more geophysical and geotechnical data are surveyed. The design model has a final adjustment after the electrode commissioning, because the measured electrical performance allows for a complementary adjustment of the MT static deviation. An independent measurement of pipe-to-ground potential was done at the Bolivia-Brazil pipeline, 26 km away from the electrode, which was compared with the potential calculated from the electrode simulation using the final geoelectric model, with both values presenting good compatibility
Subject: Correntes elétricas - Aterramento
Crosta terrestre
Modelagem geológica
Correntes continuas
Energia elétrica - Transmissão - Corrente continua
Language: Inglês
Editor: [s.n.]
Citation: FREIRE, Paulo Edmundo da Fonseca. HVDC grounding electrode of Rio Madeira - Bipole 1: geoelectric modeling of earth's crust for the electrode design = Eletrodo de aterramento HVDC do Rio Madeira - Bipolo 1: modelagem geoelétrica da crosta terrestre para projeto do eletrodo. 2018. 1 recurso online (151 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências, Campinas, SP.
Date Issue: 2018
Appears in Collections:IG - Tese e Dissertação

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