ESP-1021Linhas de Transmisso de

Energia Eltrica

Prof. Mauricio Sperandio

Objetivos da Disciplina

Identificar e modelar a linha de transmisso como

componente do sistema de potncia.

Conhecer as caractersticas gerais e os parmetros

da linha bem como calcular as suas perdas.

Realizar um projeto bsico de linha de transmisso

em funo dos requisitos eltricos e caractersticas

do terreno, considerando anlise econmica e

impacto ambiental.

Programa

UNIDADE 1 - LINHAS DE TRANSMISSO

1.1 Generalidades.

1.2 - Sistemas de Transmisso.

UNIDADE 2 - CARACTERSTICAS ELTRICAS E MAGNTICAS

DOS CONDUTORES

2.1 Condutores.

2.2 - Resistncia Eltrica.

2.3 Indutncia.

2.4 Capacitncia.

UNIDADE 3 - LIMITES TRMICOS DE CAPACIDADE DE

TRANSPORTE DE ENERGIA

3.1 - Equilbrio Trmico de um Condutor.

3.2 - Capacidade Mxima de Corrente.

Programa

UNIDADE 4 - RELAES DE TENSO E CORRENTE DE UMA

LINHA DE TRANSMISSO

4.1 - Representao de Linhas.

4.2 - Linha de Transmisso Curta.

4.3 - Linha de Transmisso Mdia.

4.4 - Linha de Transmisso Longa.

4.5 - Clculo das Constantes Gerais.

4.6 - Equaes Matriciais de Impedncia e Admitncia.

UNIDADE 5 - QUADRIPOLOS EQUIVALENTES DE LINHAS DE

TRANSMISSO

5.1 - Clculo das Constantes.

5.2 Associao de Quadripolos.

5.3 - Fluxo de Potncia em Linhas de Transmisso.

5.4 - Compensao de Reativos em Linhas de Transmisso.

Programa

UNIDADE 6 - CLCULO ELTRICO DE UMA LINHA DE

TRANSMISSO

6.1 - Perdas Joule.

6.2 - Perdas pelos Isoladores.

6.3 - Efeito Corona.

6.5 - Rendimento da Transmisso.

UNIDADE 7 - MATERIAIS EMPREGADOS EM LINHAS DE

TRANSMISSO

7.1 - Isoladores.

7.2 Ferragens.

7.3 Estruturas.

7.4 Cabos de Guarda.

Programa

UNIDADE 8 - COMPORTAMENTO MECNICO DOS CABOS

CONDUTORES

8.1 - Definies Gerais.

8.2 - Comportamento dos Cabos Suspensos.

8.3 - Clculo dos Esforos nos Condutores e Estruturas.

8.4 - Mudanas de Direo.

8.5 - Influncia dos Agentes Externos: Vento e Temperatura.

UNIDADE 9 - PROJETO E CONSTRUO DAS LINHAS DE

TRANSMISSO

9.1 - Roteiro para o Projeto (NBR-5422).

9.2 Noes de Topografia.

9.3 - Escolha do Condutor.

9.4 Impacto Ambiental (EIA/RIMA).

9.5 Anlise Econmica.

Avaliaes

A nota ser composta pela mdia ponderada de avaliaes

escritas individuais e de projeto de LT em grupo, conforme

segue:

MP = 0,35.N1 + 0,35.N2 + 0,3.N3

Onde:

MP: mdia parcial [0 a 10];

N1: nota da primeira avaliao [0 a 10];

N2: nota da segunda avaliao [0 a 10];

N3: nota do projeto [0 a 10].

O aluno estar aprovado se atender simultaneamente os

seguintes critrios:

Mdia parcial maior ou igual a 7,0; e

no mnimo 75% de frequncia nas aulas.

Avaliaes

Se o aluno no atender o critrio de nota e atender o de

frequncia, ter a oportunidade de realizar uma avaliao final

escrita individual e sem consulta.

Neste caso, a nota final ser obtida por:

MF = (MP + E) / 2

Onde:

MF: mdia final [0 a 10];

MP: mdia parcial das avaliaes N1, N2 e N3 [0 a 10];

E: nota da avaliao de exame [0 a 10].

Neste caso, o aluno estar aprovado se obtiver mdia final

(MF) maior ou igual a 5,0.

Bibliografia

FUCHS, R.D. Transmisso de Energia Eltrica, volumes I e II, LTC, 1977.

ZANETTA JUNIOR, C.L. Fundamentos de Sistemas Eltricos de Potncia, Livraria da Fsica, 2006.

LABEGALINI, P.R. Projetos mecnicos das linhas areas de transmisso, 2 Ed., Edgard Blcher, 1992.

PAVLIK, B.L. Tecnologia da ferragem para linhas de AT e EAT, Editora Gente, 1989.

MILASCH, M. Noes de mecnica aplicada a linhas eltricas areas, Edgard Blcher, 2000.

HEDMAN, D.E. Teoria das linhas de transmisso I, Editora UFSM, 1983.

HEDMAN, D.E. Teoria das linhas de transmisso II, Editora UFSM, 1978.

Atendimento Extra-Classe

E-mail: mauricio.sperandio@ufsm.br

Ramal: 8792

Sala: 507 (CEESP) Prdio 10

Introduo

Objetivos das linhas de transmisso:

transportar a energia gerada para os centros de consumo

interligar sistemas de potncia

diminuir a necessidade de reserva girante

aproveitamento da diversidade de carga

aproveitamento energtico da diversidade hidrolgica ou de combustveis (menor preo)

aumento geral no nvel de confiabilidade

Introduo

O Brasil tem um dos maiores sistemas de transmisso de energia do mundo, totalizando mais de 100 mil quilmetros

de linhas

Com quase 2,4 mil quilmetros de extenso, o "linho" do Madeira ser o maior sistema de transmisso de energia do

mundo e ser construdo com a tecnologia de corrente

contnua ( 600 kV), que permite transmitir a energia por

distncias maiores

Introduo

Nvel de Tenso

(kV)

Extenso

(km)

Quantidade

(Mdulo LT)

765 2.698 9

600 4.044 5

525 5.225 44

500 29.643 200

440 6.829 54

345 9.360 131

230 44.056 747

Existem hoje 129 concessionrias de transmisso e 370 usurios.

O total de encargos cobrados e receitas pagas atingiu o valor de R$ 8,364

bilhes no ano de 2013.

Introduo

Transmisso em CA Trifsico

AT 69 a 230 kV

EAT 345 a 765 kV

UAT 800 a 1500 kV

Introduo

Transmisso em CC

EAT 500 kV

UAT 600 a 1000 kV

Introduo

Linha de 800 kV CC

China

Futura instalao de ligao entre Belo Monte e o centro

de carga do Brasil

Introduo

Mltiplos circuitos, mltiplos condutores

Introduo

Mltiplos circuitos, mltiplos condutores

Introduo

Torre de 765 kV na sada de

Itaipu

Introduo

Montagem de torre autoportante de 500 kV

Introduo

Montagem de torre autoportante de 500 kV

Introduo

Construo com helicpteros

Introduo

Torre Estaiada

Introduo

Fundao

Fixao do Estai

Introduo

Montagem de Torre Estaiada

Introduo

Torres do futuro?

Introduo

Isoladores

Cermicos

Vidro

Polimricos

Silicone

Introduo

Cabos

Alumnio AAC

Alumnio com Alma de Ao ACSR

Alumnio com Alma Composta ACCC

Introduo

Ao do vento

SIN

SIN Sistema Interligado Nacional

~ 4000 km

Atuao da ANEEL

Atuao da EPE PDE2021

O investimentos total, considerando o valor acumulado no perodo 2012-2021, abrangendo tambm as instalaes j

licitadas que entram em operao no perodo decenal,

atinge cerca de R$ 36,3 bilhes em linhas de transmisso

Viso EstratgicaEstudos de Longo Prazo

(20 a 30 anos)

Viso TticaEstudos de Curto/Mdio Prazo

(10 a 15 anos)

Plano Nacional

de Energia

Plano Decenal

de Expanso

referncias

diretrizes

referncias diretrizes informaes

CICLO DE PLANEJAMENTO E IMPLANTAO DO EMPREENDIMENTO LONGO PRAZO DE MATURAO

Operao

Projeto

Executivo

Construo

Projeto

Bsico

Estudo de

Viabilidade

Estudos de

Inventrio

Licitao e

Concesso

ETAPAS DO PROCESSO DE

PLANEJAMENTO DA EXPANSO

Novas LTs

Para o perodo 2014-2016 as ampliaes e reforos de linhas de transmisso so da ordem de

11.000 km e de 38.000 MVA de capacidade de

transformao

Esses valores so resultantes do acrscimo de 53 novas linhas e de 195 novas unidades

transformadoras

Novas LTs

05/08/2014: Ao todo, sero leiloados nove lotes,

com investimentos previstos de R$ 5,6 bilhes e

criao de 18 mil empregos diretos

O prazo de concluso das obras de 30 a 42

meses

Receita Anual Permitida de referncia (RAP)

Sero vencedores os proponentes que

apresentarem o menor valor de RAP por lote, e os

contratos de concesso so de 30 anos

Desgio mdio apresentado tem sido em torno de

12 %

Projeto de LTs

Envolve:

Eng. Eltrica: potncia a ser transmitida, perdas de energia, nvel de tenso, etc.

Eng. Civil: aspectos topogrficos para escolher o traado da linha, fundao das torres

Eng. Mecnica: trao nos cabos e torres, vibraes devido ao vento

Eng. Ambiental: travessia de reas de florestas, pastagens ou lavouras, impacto ambiental

Eng. Econmica: escolha dos parmetros eletro-mecnicos para atender o objetivo da LT com o menor custo dentro de

um perodo de retorno

Projeto de LTs

No Brasil deve obedecer NBR 5422 Projeto de Linhas Areas de Transmisso de Energia Eltrica, que normatiza:

parmetros meteorolgicos

cabos condutores

isoladores e ferragens

suportes e fundaes

distncias de segurana

travessias

etc.

Projeto de LTs

Definio do traado a partir da localizao da fonte e da carga, caractersticas topogrficas do terreno e uso do solo:

Definio do Problema

Estratgia:

qual a meta que se pretende alcanar?

deve ser atingvel, ser verificvel e apoiar decises

projetar uma linha de transmisso de alta qualidade, com o menor custo, menor perdas e o menor impacto ambiental

Objetivos conflitantes no podem ser atendidos!

Definio do Problema

Tticas para resolver o problema Necessrio buscar a menor distncia com o menor custo, o

que envolve:

Custos com torres e fundaes

Contornar ou transpor morros, lagos e rios

Desapropriao / indenizao de reas (impacto ambiental)

Respeitar as alturas mnimas

Tais caractersticas vo definir o tipo de torre:

de sustentao: mais simples e barata, no permite a mudana de direo nem de grande elevao

de ancoragem: mais robusta e cara, usada para mudana de direo horizontal ou vertical e emenda de cabos

Autoportante ou Estaida

Tticas para resolver o problema As caractersticas eltricas afetam os requisitos mecnicos

nvel de tenso n de isoladores, altura mnima, faixa de passagem

tipo e quantidade de condutores por fase ferragens, trelia da torre, fundaes

Para minimizar o uso de torres, um cabo com mais filamentos de ao necessrio

O custo total da LT depende em boa parte do projeto mecnico

Linho Tucuru-Macap-Manaus

Linho Tucuru-Macap-Manaus 1.800 km de extenso total

Tenses de 500 e 230 kV em circuito duplo

Passa por trechos de florestas e atravessa o Rio Amazonas

Cerca de 4 mil operrios trabalharam na execuo da linha

Para mitigar os impactos ambientais

Inicialmente foram consideradas seis opes de traado

alteamento de torres (at 300 m)

adoo de apenas picada para lanamento de cabos

Investimentos da ordem de R$ 3 bilhes

Linho Tucuru-Macap-Manaus

Linho Interligao Norte Sudeste 2 elos de corrente contnua de 4.000 MW em 800 kV,

interligando a subestao conversora Terminal Norte s

SEs Terminal Minas e Terminal Rio

Critrio de queda de tenso (

Concluses

preciso conciliar investimento imediato com os custos de operao e manuteno

futuros

Para projetar uma LT necessrio conhecimento de todo o terreno e de suas

cercanias

A anlise do impacto ambiental deve estar presente desde a etapa de projeto