Método dos elementos finitos aplicado para cálculo de campos eletromagnéticos excitados por descargas parciais em hidrogerador

dc.contributor.advisor-co1DMITRIEV, Victor Alexandrovich
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3139536479960191
dc.contributor.advisor-co1ORCIDhttps://orcid.org/0000-0002-7715-7300
dc.contributor.advisor1OLIVEIRA, Rodrigo Melo e Silva de
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4768904697900863
dc.contributor.memberVIEIRA, João Paulo Abreu
dc.contributor.memberZAMPOLO, Ronaldo de Freitas
dc.contributor.memberALCANTARA, Licinius Dimitri Sá de
dc.contributor.member1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8188999223769913
dc.contributor.member1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9088524620828017
dc.contributor.member1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9588130677160311
dc.contributor.member1ORCIDxxx
dc.contributor.member1ORCIDhttps://orcid.org/0000-0002-2460-3135
dc.contributor.member1ORCIDxxx
dc.creatorLOPES, Nathan Mastrange
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4764330446827176
dc.creator.ORCIDhttps://orcid.org/0000-0003-4822-7418
dc.date.accessioned2026-01-30T12:55:37Z
dc.date.available2026-01-30T12:55:37Z
dc.date.issued2025-03-07
dc.description.abstractThis study aims to develop and numerically simulate a three-dimensional model of a hydrogenerator subjected to partial discharge (PD) and analyze the resulting induced voltage and field. To achieve this, an electromagnetic model was developed based on the finite element method, representing a twelve-degree angular sector of a hydrogenerator from the Campos Novos power plant. The model’s properties were carefully selected to accurately reflect the physical characteristics of the real machine. The definition of the magnetic core parameters of the stator was based on a study of losses and wear mechanisms in the material used in hydrogenerator stator cores, allowing for the selection of appropriate magnetic permeability for a linear simulation. To simulate PD in the numerical model, a small unitary current source was introduced to represent the discharge channel at two different positions on one of the stator windings, using a frequency of 40 MHz. For the calculation of the induced voltage, line integrals of the electric field were computed between the grounded floor of the enclosure and different points of the windings. The obtained results indicated mechanisms of electromagnetic wave propagation within the hydrogenerator environment, with the stator’s magnetic core acting as a wave guide for the induced field and the stator bars functioning as shielding. It was observed that the induced voltages were of higher intensity in the windings closest to the PDs, suggesting that this methodology can be used for the localization of partial discharges.
dc.description.resumoEste trabalho tem como objetivo desenvolver e simular numericamente um modelo tridimensional de um hidrogerador sujeito à ocorrência de descarga parcial (DP) e analisar os resultados obtidos para a voltagem e o campo induzidos. Para isso, foi elaborado um modelo eletromagnético baseado no método dos elementos finitos, representando um setor de doze graus angulares de um hidrogerador da usina de Campos Novos. As propriedades do modelo foram selecionadas para refletir com precisão as características físicas da máquina real. A definição dos parâmetros do núcleo magnético do estator teve como referência um estudo sobre perdas e mecanismos de desgaste no material utilizado no núcleo estatórico de hidrogeradores, permitindo a seleção da permeabilidade magnética adequada para uma simulação linear. Para a simulação da DP no modelo numérico, foi introduzida uma pequena fonte de corrente unitária para representar o canal de descarga, em duas posições diferentes sobre uma das espiras do estator, utilizando uma frequência de 40 MHz. Para o cálculo da voltagem induzida, foram calculadas integrais de linha do campo elétrico entre o piso aterrado do recinto e diferentes pontos das espiras. Os resultados obtidos indicaram mecanismos de propagação de onda eletromagnética no ambiente do hidrogerador, com o núcleo magnético do estator atuando como guia para o campo induzido e as barras estatóricas funcionando como blindagem. Observou-se que as voltagens induzidas foram de maior intensidade nas espiras mais próximas das DPs, o que sugere que essa metodologia pode ser utilizada para a localização de descargas parciais.
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.identifier.citationLOPES, Nathan Mastrange.Método dos elementos finitos aplicado para cálculo de campos eletromagnéticos excitados por descargas parciais em hidrogerador. Orientador: Rodrigo Melo e Silva de Oliveira. 2025. 59 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, ano de defesa. Disponível em:https://repositorio.ufpa.br/handle/2011/17912 . Acesso em:.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/17912
dc.languageporpt_BR
dc.language.isopt
dc.publisherUniversidade Federal do Parápt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentInstituto de Tecnologiapt_BR
dc.publisher.initialsUFPApt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétricapt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.source.uriDisponível na internet via correio eletrônico: bibliotecaitec@ufpa.br
dc.subjectHidrogerador
dc.subjectDescargas parciais
dc.subjectElementos finitos
dc.subjectDefeitos no estator
dc.subjectOndas eletromagnéticas
dc.subjectHydrogenerator
dc.subjectPartial discharges
dc.subjectFinite elements
dc.subjectStator defects
dc.subjectElectromagnetic waves
dc.subject.areadeconcentracaoTELECOMUNICAÇÕES
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES
dc.subject.linhadepesquisaELETROMAGNETISMO APLICADO
dc.titleMétodo dos elementos finitos aplicado para cálculo de campos eletromagnéticos excitados por descargas parciais em hidrogerador
dc.typeDissertaçãopt_BR

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