Cálculo de parâmetros elétricos série de cabos umbilicais

Abstract

Os cabos umbilicais são uma parte importante do sistema de transmissão de energia subaquático. A problemática encontrada no cálculo de parâmetros elétricos de cabos umbilicais, tais como a resistência e indutância série são abordadas com metodologias analíticas e numéricas.Primeiramente é apresentada uma sequência de formulações que permitem analisar cabos mais simples através de equações desenvolvidas para cabos unipolares, nas quais são excluídos os efeitos pelicular e de proximidade. O método dos elementos finitos é introduzido para englobar todos os efeitos dependentes da frequência e a especificidade geométrica apresentada pelos cabos umbilicais. Ao final é apresentada uma comparação entre os resultados obtidos com a metodologia analítica e com a numérica. Um segundo caso comparando os resultados numéricos e medidos para um cabo trifásico é também abordado<br>

Abstract: Power umbilicals play an important role on any subsea power system. The problems encountered in the calculation of umbilical?s electrical parameters, such as series resistance and inductance are discussed with numerical and analytical methodologies. Firstly, a mathematical approach is showed that allows the analysis of simpler single core power cables, where skin and proximity effects are neglected. The finite element method is then introduced to include these effects as well as other frequency dependencies and also allow to model the special needs required in complex geometries founded in power umbilicals. Finally, a comparison between calculated results from analytical and finite element simulation is presented for a single core coaxial cable. A second case, where a three phase power cable is analyzed, is also presented to compare finite element results and measurements.