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EDP Distribuição S.A. – Trás-os-Montes, Vila Real

Relatório de Estágio

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

I. Identificação

Estagiário:

Nome: Samuel Tavares da Silva David

Morada: Rua da Moinhaca, nº2

Boa Vista 2420 – 402 Leiria

Estab. Ensino: FEUP – Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Curso: Eng. Electrotécnica Ramo: Sistemas de Energia

Orientador:

Nome: Eng.º Fernando Domingues Marcos

Empresa: EDP Distribuição S.A. (Vila Real)

Departamento: Projecto e Construção – Chefia

Supervisor:

Nome: Eng.º José Rui da Rocha Pinto Ferreira

Estab. Ensino: FEUP – Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Empresa:

Nome: EDP Distribuição S.A. – Vila Real

Morada: Avenida Rainha Santa Isabel

5004 – 014 Vila Real

Ramo de Actividade: Prestadora de serviços de fornecimento de

electricidade.

Período de Estágio: 01 de Março de 2005 a 01 de Junho de 2005

Samuel Tavares S. David Página 1 de 90 Eng. Electrotécnica, Sistemas de Energia Inserido na cadeira: Projecto, Seminário ou Trabalho Final de Curso (5º Ano – 2005)




II. Agradecimentos

Sem a ajuda e acompanhamento de diversas entidades e pessoas este estágio não se teria

realizado com o sucesso pretendido. Tive um apoio excepcional que permitiu uma boa

integração na empresa, querendo, então, agradecer às seguintes pessoas e entidades:

• Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, por me ter facultado a

oportunidade de estagiar;

• Empresa EDP Distribuição S.A., por me ter aceite como estagiário e ter

facultado todas as condições e disponibilidade para a realização do mesmo;

• A todos os colaboradores da empresa EDP Distribuição Vila Real,

nomeadamente ao Director de Área de Rede Eng.º Carlos Bexiga Filipe e ao

Departamento de Projecto e Construção, por me terem tratado como um futuro

profissional e me apoiarem;

• Ao Eng.º Fernando Marcos e Eng.º Maria Edite Arcanjo, por me terem

acompanhado durante todo o estágio, prestando-me todo o apoio necessário e

disponibilizando-me o seu tempo para qualquer esclarecimento;

• Ao Eng.º Marcelino Pericão, Eng.º António de Carvalho, Eng. Augusto Antunes

e Eng.º Luís Quinteira, por terem me disponibilizado a oportunidade de estagiar

nos seus departamentos.

• Ao Eng.º José Rui Ferreira, por ter sido o meu supervisor de estágio;

• Ao José Papoila, por ter disponibilizado a plotter para impressão

• À minha família e amigos, que me apoiaram sempre que foi necessário;

• A todos que sabem que lhes estou agradecido.





III. Resumo

Este relatório tem como objectivo descrever o estágio realizado na empresa EDP

Distribuição S.A. – Área de Rede de Trás-os-Montes. Neste irei, descrever as minhas

funções e trabalhos realizados na empresa que foram desde a execução de projectos de

linhas de média tensão até ao acompanhamento e fiscalização de obras. Para além destas

funções também foi facultado a oportunidade de conhecer outras áreas como o projecto e

construção de loteamentos, planeamento de redes de baixa tensão e manutenção de linhas

de média tensão.

O relatório incide essencialmente no projecto de uma linha aérea de média tensão de

15kV (Caso Prático).

O estágio está inserido na área de:

Instalações Eléctricas de obras públicas e particulares de Baixa e Média Tensão.





IV. ÍNDICE

1 Chave das Abreviaturas ou Siglas.......................................................................... 8 2 Introdução ................................................................................................................ 9 3 Cronograma ........................................................................................................... 10 4 Área de Rede de Trás-os-Montes ......................................................................... 11

Localização (Sede Social)........................................................................................... 11 Localização (Sede de Área de Rede de Trás-os-Montes) ........................................... 11 Área de Rede............................................................................................................... 12 Organigrama ............................................................................................................... 13

5 Descrição de actividades realizadas ..................................................................... 14 Projecto e Construção (Média Tensão)....................................................................... 14

Software SIT-DM (Sistema de Informação Técnica – Design Manager) .............. 15 Projectos Realizados ............................................................................................... 17 Acompanhamento de Obras.................................................................................... 18

Projecto e Construção (Loteamentos)......................................................................... 18 Planeamento de redes BT ........................................................................................... 19

Caso de Estudo........................................................................................................ 20 Manutenção (Média Tensão) ...................................................................................... 26

6 Projecto de uma linha aérea de 15kV .................................................................. 28 Traçado ....................................................................................................................... 28 Cálculo Eléctrico......................................................................................................... 32

Tensão económica................................................................................................... 32 Secção Económica e Material do Condutor............................................................ 33 Queda de Tensão..................................................................................................... 35 Perdas...................................................................................................................... 37 Resultados e Conclusões......................................................................................... 38

Isoladores .................................................................................................................... 39 Hastes...................................................................................................................... 41

Travessas..................................................................................................................... 41 Distâncias mínimas regulamentares............................................................................ 43

Distância dos condutores ao solo............................................................................ 43 Distância dos condutores aos edifícios ................................................................... 44 Distância dos condutores a obstáculos diversos ..................................................... 44 Distância entre duas linhas ..................................................................................... 45 Distância entre condutores...................................................................................... 45

Cálculo Mecânico ....................................................................................................... 46 Localização de Implantação dos Apoios ................................................................ 47 Condições Atmosféricas ......................................................................................... 47 Tensão máxima de serviço...................................................................................... 48 Dimensionamento dos estados atmosférico............................................................ 49

Estado de Inverno ............................................................................................... 50 Estado de Primavera ........................................................................................... 52 Resultados........................................................................................................... 53

Apoio de Derivação (Ap. 41).................................................................................. 54





Tensões e flechas ................................................................................................ 54 Travessas............................................................................................................. 57 Estabilidade do apoio.......................................................................................... 60 Maciços e Fundações .......................................................................................... 64 Desenho final ...................................................................................................... 65

Apoio de reforço (Ap. 6)......................................................................................... 66 Tensões e flechas ................................................................................................ 66 Travessas............................................................................................................. 68 Estabilidade do apoio.......................................................................................... 71 Maciços e Fundações .......................................................................................... 73 Desenho final ...................................................................................................... 78

Apoio fim de linha (Ap. 1) ..................................................................................... 79 Tensões e flechas ................................................................................................ 79 Travessas............................................................................................................. 80 Estabilidade do apoio.......................................................................................... 82 Maciços e Fundações .......................................................................................... 84 Desenho final ...................................................................................................... 86

Licenciamento............................................................................................................. 87 7 Conclusão ............................................................................................................... 88 8 Considerações finais .............................................................................................. 88 9 Bibliografia............................................................................................................. 89





V. Lista de Figuras e Tabelas

ILUSTRAÇÃO 1 – LOGÓTIPO EMPRESA .............................................................................................................. 11 ILUSTRAÇÃO 2 – MAPA DA ÁREA DE REDE DE TRÁS-OS-MONTES ................................................................... 12 ILUSTRAÇÃO 3 – ORGANIGRAMA ARTM ......................................................................................................... 13 ILUSTRAÇÃO 4: SIT-DM – CARTA GEOGRÁFICA ............................................................................................. 15 ILUSTRAÇÃO 5: SIT-DM – PERFIL E PROJECTO................................................................................................ 16 ILUSTRAÇÃO 6: PRBT – RELATÓRIO DE TENSÕES ............................................................................................ 20 ILUSTRAÇÃO 7: PRBT – LEVANTAMENTO DA REDE BT................................................................................... 20 ILUSTRAÇÃO 8: PRBT – DPLAN \ SITUAÇÃO INICIAL DA REDE BT ................................................................ 21 ILUSTRAÇÃO 9: PRBT – DPLAN \ SOLUÇÃO 1 ................................................................................................ 22 ILUSTRAÇÃO 10: PRBT – DPLAN \ SOLUÇÃO 2 .............................................................................................. 23 ILUSTRAÇÃO 11: PRBT – DPLAN \ SOLUÇÃO 3 .............................................................................................. 24 ILUSTRAÇÃO 12: TERMOGRAFIA DE UM SECCIONADOR.................................................................................... 27 ILUSTRAÇÃO 13: TERMOGRAFIA DE UM APOIO ................................................................................................ 27 ILUSTRAÇÃO 14: LN 15KV – ESQUEMA UNIFILAR DA REDE MT ..................................................................... 29 ILUSTRAÇÃO 15: LN 15KV – PLANTA TOPOGRÁFICA ....................................................................................... 29 ILUSTRAÇÃO 16: LN 15KV – EXCERTO DO PERFIL DA LN 15KV MAIROS II .................................................. 31 ILUSTRAÇÃO 17: LN 15KV – ARVORE DE DECISÃO DO ESTADO ATMOSFÉRICO MAIS DESFAVORÁVEL ............. 53 ILUSTRAÇÃO 18: LN 15KV - AP.41 - DISPOSIÇÃO DA TRAVESSA DE DERIVAÇÃO............................................. 58 ILUSTRAÇÃO 19: LN 15KV – AP. 41 - TRAÇADO DA CATENÁRIA E ALTURA TRAVESSAS .................................. 59 ILUSTRAÇÃO 20: LN 15KV – AP. 41 - DADOS APOIO DERIVAÇÃO Nº 41 ........................................................... 61 ILUSTRAÇÃO 21: LN 15KV – AP. 41 - DESENHO FINAL.................................................................................... 65 ILUSTRAÇÃO 22: LN 15KV – AP. 6 - TRAÇADO DA CATENÁRIA E ALTURA TRAVESSAS .................................... 70 ILUSTRAÇÃO 23: LN 15KV – AP. 6 - DADOS APOIO REFORÇO Nº 6 ................................................................... 72 ILUSTRAÇÃO 24: LN 15KV – AP. 1 - TRAÇADO DA CATENÁRIA E ALTURA TRAVESSAS .................................... 81 ILUSTRAÇÃO 25: LN 15KV – AP. 1 - DADOS APOIO FIM DE LINHA Nº 1............................................................. 82





TABELA 1 – CRONOGRAMA .............................................................................................................................. 10 TABELA 2: PROJECTOS DE LAMT REALIZADOS ............................................................................................... 17 TABELA 3: PRBT – DPLAN \ TABELA RESUMO .............................................................................................. 25 TABELA 4: LN 15KV – DENSIDADES DE CORRENTE ECONÓMICAS ................................................................... 34 TABELA 5: LN 15KV – RELAÇÃO D'\D.............................................................................................................. 36 TABELA 6: LN 15KV – RESULTADOS DO CÁLCULO ELÉCTRICO........................................................................ 38 TABELA 7: LN 15KV – POTÊNCIAS DE REFERÊNCIA ECONOMICAMENTE TRANSPORTÁVEIS ............................. 38 TABELA 8: LN 15KV – CARACTERÍSTICAS ELECTROMECÂNICAS DOS ISOLADORES ......................................... 40 TABELA 9: LN 15KV – TRAVESSA P, N, M, G.................................................................................................. 42 TABELA 10: LN 15KV – TRAVESSA TAN (TRIÂNGULO DE ÂNGULO) .............................................................. 42 TABELA 11: LN 15KV – CARACTERÍSTICAS DO CONDUTOR E DA LINHA .......................................................... 49 TABELA 12: LN 15KV – RESULTADOS DOS ESTADOS ATMOSFÉRICOS .............................................................. 53 TABELA 13: LN 15KV – AP. 41 - ESTADO TESTE, RESUMO DA EQUAÇÃO DE ESTADOS ................................... 54 TABELA 14: LN 15KV – AP. 41 - TENSÕES E FLECHAS ..................................................................................... 56 TABELA 15: LN 15KV – FORMULAS PARA CÁLCULO DE APOIOS ...................................................................... 60 TABELA 16: LN 15KV – AP. 41 - CONDUTORES EM USO .................................................................................. 61 TABELA 17: LN 15KV – AP. 41 - ESFORÇOS DOS CONDUTORES ....................................................................... 62 TABELA 18: LN 15KV – AP. 41 - ACÇÃO DO VENTO........................................................................................ 62 TABELA 19: LN 15KV – ESFORÇOS MÁXIMOS EM APOIOS METÁLICOS RS ....................................................... 63 TABELA 20: LN 15KV – AP. 41 - APOIO E MACIÇO A INSTALAR ....................................................................... 64 TABELA 21: LN 15KV – AP. 6 - ESTADO TESTE, RESUMO DA EQUAÇÃO DE ESTADOS ..................................... 66 TABELA 22: LN 15KV – AP. 6 - TENSÕES E FLECHAS ....................................................................................... 68 TABELA 23: LN 15KV – FORMULAS PARA CÁLCULO DE APOIOS REFORÇO (CASO ESPECIAL)........................... 71 TABELA 24: LN 15KV – AP. 6 - ESFORÇOS DOS CONDUTORES ......................................................................... 72 TABELA 25: LN 15KV – AP. 6 - APOIO REFORÇO MM06 2750 / 18 .................................................................. 72 TABELA 26: LN 15KV – AP. 6 - APOIO E MACIÇO A INSTALAR ......................................................................... 73 TABELA 27: LN 15KV – AP. 6 - DIMENSÕES DO APOIO .................................................................................... 74 TABELA 28: LN 15KV – AP. 1 - TENSÕES E FLECHAS ....................................................................................... 79 TABELA 29: LN 15KV – AP. 1 - ESFORÇOS DOS CONDUTORES ......................................................................... 82 TABELA 30: LN 15KV – AP. 1 - ACÇÃO DO VENTO.......................................................................................... 83 TABELA 31: LN 15KV – AP. 1 - APOIO REFORÇO MM06 2750 / 18 .................................................................. 84 TABELA 32: LN 15KV – AP. 1 - APOIO E MACIÇO A INSTALAR ......................................................................... 84 TABELA 33: LN 15KV – AP. 1 – DIMENSÕES DO APOIO.................................................................................... 85





1 Chave das Abreviaturas ou Siglas

ARTM Área de Rede de Trás-os-Montes

AT Alta Tensão

BT Baixa Tensão

DGE Direcção Geral de Energia

EDP Electricidade de Portugal (EDP Distribuição S.A.)

FEUP Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

IP Iluminação Pública

LABT Linha Aérea de Baixa Tensão

LAMT Linha Aérea de Média Tensão

LSMT Linha Subterrânea de Média Tensão

MT Média tensão

PT Posto de Transformação

PRBT Planeamento de Redes de Baixa Tensão

RD Rede de Distribuição

RDBT Rede de Distribuição de Baixa Tensão

RSLEAT Regulamento de Segurança de Linhas Eléctricas de Alta Tensão

TET Trabalhos em Tensão

TMPC Departamento de Projecto e Construção de Trás-os-Montes





2 Introdução

O presente relatório descreve o estágio final de curso realizado na empresa EDP

Distribuição S.A., Área de Rede Trás-os-Montes – Vila Real, durante o período 1 de

Março de 2005 a 1 de Junho de 2005.

O estágio teve como objectivo a integração do estagiário no mundo do trabalho, o que

obriga o estagiário a assumir responsabilidades, a aplicar os conhecimentos teóricos em

situações práticas, desenvolver capacidades de decisão, a superar desafios propostos, e a

aprender, a planear e coordenar tarefas.

O estágio para além de ter como objectivo o mencionado anteriormente, também

permitiu ao estagiário um enriquecimento de conhecimentos dos trabalhos, métodos e

regulamentação da empresa.

O objectivo principal do estágio foi a aprendizagem e elaboração de projectos de linhas

de média tensão.

O estágio que decorreu baseou-se essencialmente na componente prática, ou seja,

aplicação dos conhecimentos adquiridos e interacção dos mesmos com o mundo do

trabalho.

O relatório em questão está dividido da seguinte forma:

• Descrição generalizadas das actividades realizadas nos departamentos:

o Projecto e Construção (Média Tensão);

o Projecto e Construção (Loteamentos);

o Planeamento de redes e unidade de redes de baixa tensão;

o Manutenção (Média Tensão);

• Projecto de uma linha aérea de 15kV;

O estágio foi realizado no âmbito curricular da Licenciatura em Engenharia

Electrotécnica – Sistemas de Energia e inserido na cadeira Projecto, Seminário ou

Trabalho Final de Curso (5º ano – 2005) da Faculdade de Engenharia da Universidade do

Porto.





3 Cronograma

O cronograma tem como objectivo descrever a realização temporal das diferentes

funções exercidas durante o estágio, não pretendendo dar uma ideia rigorosa, mas sim

generalizada, das actividades realizadas.

Semanas Actividade \ Departamento

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14Projecto e Construção (Média Tensão)

Formação Projecto de Linhas Acompanhamento de Obras MT

Projecto e Construção (Loteamentos) Planeamento de Redes BT Manutenção e Condução Unidade de Rede

Tabela 1 – Cronograma

Esta disposição temporal inicia-se no departamento de projecto e construção onde se

realizou praticamente todo o estágio.

No departamento de projecto e construção tive inicialmente formação, de seguida, início

de trabalhos em projectos de linhas e acompanhamento de obras de média tensão, mais

tarde iniciação á análise de projectos e acompanhamento de obras de loteamentos.

Sensivelmente a meio do estágio, tive a oportunidade de conhecer as actividades nos

outros departamentos.

Durante as semanas finais os dias eram divididos entre o projecto e construção e os

restantes departamentos.

Tentou-se uma distribuição uniforme na mudança entre departamentos, no entanto,

devido á indisponibilidade das pessoas intervenientes, tal não foi possível.

O cronograma mencionado apresenta diferenças temporais em relação ao programado

mas os objectivos foram cumpridos.





4 Área de Rede de Trás-os-Montes

Ilustração 1 – Logótipo empresa

Área de Rede de Trás-os-Montes é parte integrante de uma empresa, a EDP

Distribuição – Energia S.A., pertencendo esta ao Grupo EDP. A área de rede tem como

objectivo realizar as prestações de serviço às Áreas Comercial e Gestão de Rede de modo a

garantir o serviço público de fornecimento de energia eléctrica aos consumidores da área

geográfica a seu cargo.

Todos os assuntos referentes a fornecimentos de energia da área de rede de Trás-os-

Montes, com excepção do distrito de Bragança, são tratados pela unidade de Vila Real,

nomeadamente:

• Departamento Comercial

• Departamento de Projecto e Construção

• Departamento de planeamento

• Departamento de Manutenção, Avarias e Contagem

• Unidades de rede (sede de distrito)

Localização (Sede Social)

A empresa, EDP Distribuição S.A., localiza-se na Rua Camilo Castelo Branco, nº 43,

1050-044 Lisboa.

Localização (Sede de Área de Rede de Trás-os-Montes)

A sede da Área de Rede de Trás-os-Montes localiza-se na Avenida Rainha Santa

Isabel, 5004-014 Vila Real Samuel Tavares S. David Página 11 de 90 Eng. Electrotécnica, Sistemas de Energia Inserido na cadeira: Projecto, Seminário ou Trabalho Final de Curso (5º Ano – 2005)




Área de Rede

Ilustração 2 – Mapa da Área de Rede de Trás-os-Montes

A área de rede de Trás-os-Montes está dividida em 4 unidade de rede. A unidade de

rede principal, Vila Real UR 04 TMN, abrange toda a parte comercial, planeamento,

manutenção e contagem da área de rede.

O projecto e construção de linhas de média tensão, postos de transformação e

loteamentos são realizados pela unidade de rede Vila Real, com excepção da unidade de

rede Bragança UR 01 TM que tem o seu departamento de projecto e construção.

A baixa tensão está dividida pelas unidades de rede que por sua vez essas unidades de

rede estão divididas em pólos. Essas unidades de rede são: Bragança (UR 01 TM),

Montalegre (UR 02 TM), Mirandela (UR 03 TM) e Vila Real (UR04TMN).





Organigrama

A área de rede Trás-os-Montes está organizada de acordo com o seguinte

organigrama:

Ilustração 3 – Organigrama ARTM





5 Descrição de actividades realizadas

Projecto e Construção (Média Tensão)

O departamento de projecto e construção tem ao seu cargo a elaboração de projectos e

construção da rede de média tensão da área de rede de Trás-os-Montes.

A maior parte do estágio foi desenvolvido no Departamento de Projecto e Construção,

no qual foi dada a possibilidade de realização projectos de linhas de Média tensão.

Foi facultada vária documentação para uma rápida e eficaz absorção de conhecimentos

necessários à realização de Projectos de linhas aéreas de MT.

Na realização de projectos de linhas de MT é importante ter em atenção à

regulamentação existente para linhas eléctricas de alta tensão. De realçar o Regulamento

de Linhas Eléctricas de Alta Tensão e o Guia Técnico de Recomendações de Linhas

Eléctricas Aéreas de Alta Tensão até 30 kV da DGE.

Um projecto de linhas aéreas de média tensão terá que conter cálculos mecânicos e

eléctricos e deverá ser acompanhado de memória descritiva e justificativa. Realizado o

projecto, deverá sujeitar-se a licenciamento.

Será importante no projecto ter em atenção e condicionar o tipo e localização dos apoios

e dos condutores ao perfil, ao clima e à importância do percurso.

Apresenta-se neste relatório todos os paços de projecto de uma linha aérea de média

tensão realizado durante o estágio.

Durante o estágio, todos os projectos foram realizados manualmente, recorrendo apenas

ao software de cálculo “Excel”. Com excepção de um projecto, que foi copiado e

recalculado com o auxilio do software “SIT-DM”.

Durante o estágio, foi possível a deslocação a locais de obra, com o objectivo de poder

visualizar alguns materiais e métodos de execução de linhas aéreas, como também ter a

sensibilidade do projectado para o real.





Software SIT-DM (Sistema de Informação Técnica – Design Manager)

O SIT-DM é uma ferramenta para Gestão e Coordenação de Projectos ao nível da Rede

Eléctrica de Distribuição, permitindo a partilha de informação entre diferentes áreas e

departamentos e a coordenação de diferentes intervenções através da sua caracterização e

localização espacial sobre base cartográfica.

Numa única ferramenta, estão integradas as várias actividades necessárias ao

desenvolvimento de um projecto: concepção, projecto, execução e actualização da base de

dados de cadastro.

Permite saber duma forma actualizada as obras planeadas, as obras a executar, as obras

a ligar e as obras que espacialmente interferem umas com as outras.

Como título de exemplo e aprendizagem voltei a projectar uma pequena linha de 15kV

existente que alimenta um PT.

O método de projecto é o seguinte:

Ilustração 4: SIT-DM – Carta Geográfica

O departamento de planeamento abre a obra e define a área de intervenção (rectângulo).

Com o auxílio da carta militar escolhe-se o melhor traçado da linha, sendo neste caso a

direito, visto que não existiram imposições por parte dos proprietários dos terrenos.





Realizado o traçado na carta militar, o software converte as cotas da carta para um

perfil. Esse perfil pode ser alterado ou actualizado por levantamentos topográficos.

Ilustração 5: SIT-DM – Perfil e Projecto

Tendo o perfil, seleccionamos a tensão da rede, as condições atmosféricas, o tipo de

cabo, o tipo de apoios e as especificações necessárias. De seguida, colocamos os apoios

nos locais á escolha, seguindo determinadas regras. Por fim, seleccionamos o modo de

cálculo e obtemos o resultado como se pode ver na figura em cima.

Para além do projecto, o software devolve com o auxílio da impressora não só as

plantas como também todos os resultados dos cálculos.





Projectos Realizados

Durante o estágio e depois da aprendizagem de projecto das linhas de média tensão,

iniciei a elaboração de projectos de linhas. Alguns dos projectos realizados estão na

seguinte tabela.

Descrição Comprimento (m)

LN 15 kV PT … Granitos, Lda. – Chaves 150 LN 15 kV Parque Eólico Mairos II – Chaves 2300 LN 15 kV PT … Produção de Leporídeos – Vidago – Chaves 880 LN 30 kV PT Gouvinhas – Sabrosa 2000 LN 30 kV PT Arguinhos – Resende 1500 LN 30 kV PT Adoufe – Couto – Vila Real 220 LN 30 kV PT Quinta de Jales – Vila Pouca de Aguiar 700 Modi. Interligação 30kV Colonatos / Reguengo – Vila Pouca de Aguiar 1700 LN 30 kV PT S. Martinho Chãs – Castanheiro – Armamar 200 LN 30 kV PT ETAR Banduge – Sever – St.ª Marta de Penaguião 800 LN 15 kV PT ETAR Ervedosa do Douro – São João da Madeira 100 LN 30 kV PT ETAR Tarouca – Tarouca 500 LN 30 kV PT Alijó – S. Domingos 100 LN 30 kV PT Barcos – Qt.ª da Amarelinha – Tabuaço 1000 LN 30 kV PT Granitos do Corgo, Lda. – Vila Pouca de Aguiar 400 LN 30 kV PT de Silveira – Vila Pouca de Aguiar 121 LN 30 kV PT Minas de Cerva – Vila Pouca de Aguiar 350 LN 30 kV PT … – Quinta da Côrte – Tabuaço 720 LN 30 kV PT Anreade – Guindela – Resende 141 LN 30 kV PT Cooperativa Agrícola Vale do Varoso – Tarouca 110

TOTAL ≈14 km Tabela 2: Projectos de LAMT realizados

Nota: Alguns dos nomes foram omitidos devido á confidencialidade de informação.





Acompanhamento de Obras

Durante o estágio foi possível a deslocação a locais de obra com o objectivo de poder

acompanhar os fiscais no sentido de:

• Cumprimento de Normas regulamentares;

• Cumprimento de Normas especificas da EDP;

• Detectar não conformidades;

• Coordenar, inspeccionar, cumprir e fazer cumprir o que consta no projecto;

• Auxiliar no esclarecimento de dúvidas;

• Fazer cumprir e cumprir a segurança e higiene no trabalho;

• Verificar documentação relativa à obra;

• Visualizar o projectado com a realidade;

• Métodos de trabalho;

• Relacionamento com empreiteiros;

Projecto e Construção (Loteamentos)

O departamento de projecto e construção de loteamentos tem a finalidade de receber e

analisar todos os projectos de loteamentos e acompanhar as respectivas obras.

No final do estágio tive a possibilidade de passar por este departamento onde adquiri

conhecimentos diversos sobre loteamentos.

Durante o tempo em que estive no departamento, analisei projectos e acompanhei os

fiscais nas vistorias das obras.

A passagem pelo departamento de loteamentos apenas teve como objectivo ter uma

noção do que se realizava no departamento, métodos de análise de projectos de

loteamentos, conhecimento de matérias, visualizar o real com o projectado.

Como se pode visualizar pelo cronograma o tempo passado por este departamento

apenas permitiu reter algumas noções, não sendo possível efectuar trabalhos.





Planeamento de redes BT

O departamento de planeamento de redes BT tem a finalidade de analisar e estudar as

novas ligações de clientes BT e problemas existentes na rede.

Durante o estágio tive oportunidade de passar por este departamento com o objectivo de

adquirir alguma noções dos trabalhos realizados, como problemas existentes nas redes BT

e métodos de análise e cálculo para resolução desses problemas. Por fim, realizei um

estudo generalista de uma rede BT.

Esse estudo é descrito neste relatório de uma maneira generalista, visto que o tempo

passado no departamento não permitiu aprofundar sobre o assunto.

Durante o estudo e projecto de redes BT, utilizou-se o Programa de Cálculo de Redes de

Baixa Tensão – REBATE e o software DPLAN.

O software DPLAN tem como objectivo a introdução da rede BT, ou seja, traçado das

redes com base de auxílio a planta geográfica, cargas existentes, nós de interligação, apoios

e caixas ou armários. Introduzidos os dados, o software permite ligar \ desligar ramos e

cargas e com o auxílio do REBATE estudar a rede.

O REBATE é uma folha de cálculo em Excel, que após a correcta introdução dos dados

e características da rede, permite a consulta de uma folha de Saída de Resultados, na qual

são disponibilizados os valores calculados. O modelo de cálculo verifica se as intensidades

máximas dos cabos escolhidos são respeitadas, assinalando os casos de violação. Nestes

casos, o projectista é alertado da necessidade de proceder à alteração da secção nos ramos

em que se verifica a transgressão. Além disso, é possível obter informação acerca do valor

das quedas de tensão em qualquer ponto da rede a estudar.

Além de permitir a realização do estudo e projecto de redes BT, o REBATE, apresenta

igualmente um estudo económico das soluções a adoptar.





Caso de Estudo

Com base numa reclamação de um cliente, acusando quedas de tensão, a equipa de

serviço deslocou-se ao local, com o auxílio de um analisador de energia, retirou as tensões

nesse ponto. Para alem das tensões a equipa igualmente realizou um levantamento da rede

existente. Os dados para o caso de estudo são os dados que essa equipa devolve ou seja:

• Relatório das tensões analisadas;

• Levantamento da rede;

Ilustração 6: PRBT – Relatório de tensões

Ilustração 7: PRBT – Levantamento da Rede BT





Analisando o relatório e segundo o art. 18.º do regulamento da qualidade de serviço a

qualidade da onda de tensão não respeita a norma NP EN 50 160. Ou seja, segundo o ponto

2.3 da NP EN 50 160, 95% dos valores da tensão eficazes médios de 10 minutos por cada

período de uma semana, devem situar-se na gama de ± 10%. Neste caso situa-se na gama

dos 11,12% o que traduz numa tensão de 204,44V e uma queda de tensão máxima de

23,48%. Logo, será necessário realizar um estudo e resolução do problema.

Com o auxílio do software DPLAN desenha-se a rede do levantamento.

Ilustração 8: PRBT – DPLAN \ Situação Inicial da Rede BT

De seguida procede-se ao cálculo do REBATE da rede, o que devolve uma queda de

tensão máxima de 15,69%.

Tendo as quedas de tensão máximas, podemos calcular o coeficiente de aproximação,

que é a relação entre as quedas de tensão reais e a do rebate. Este coeficiente permite obter

um cálculo com maior aproximação.

Introduzida a rede e calculado o rebate temos duas soluções possíveis:

• Remodelação da rede existente;

• Construção de um novo posto de transformação;





De seguida, procede-se ao estudo das soluções possíveis.

Analisada a rede, uma possível remodelação é a uniformização dos cabos dos locais de

maior consumo. Ou seja, como a rede existente ao longo dos tempos foi se expandido e os

cabos existentes têm troços de diferentes secções, uma solução é substituir os troços de

maior consumo por cabos de secções iguais.

A remodelação consiste:

• Substituição dos cabos LXS 16 e LXS 25 por LXS 70 entre o PT e o lugar de

Sr.ª dos Aflitos;

Ilustração 9: PRBT – DPLAN \ Solução 1

Realizada as modificações no software DPLAN, calculado o REBATE e realizado o

estudo económico obteve-se os seguintes resultados:

• Queda de tensão máxima: 5,72%;

• Relação beneficio custo: 1,16;

• Investimento: 8.698€;





Analisada a rede, outra possível remodelação é folgar o PT existente, essa remodelação

consiste no seguinte:

• Substituição dos cabos LXS 25 por LXS 70 do troço a remodelar da figura,

sendo esse troço, o troço que alimenta actualmente toda a rede pelo PT 1

• Nova interligação ao PT 2, zona norte passa a ligar a um PT já existente;

• Abertura da rede no local mencionado na figura;




• Queda de tensão máxima: 4,82%







Por fim uma das soluções poderá ser a instalação de um novo PT. Com o objectivo de

minimizar o custo de instalação de um PT, quando mais próximo esse ficar perto da linha

de média tensão existente menor é o seu custo, visto que a instalação de uma linha de

média tem custos elevados.

O novo PT irá alimentar a zona norte (delimitada pela linha vermelha a negrito) o PT

actual alimenta a zona sul. É de notar que o PT actual não alimenta apenas a zona sul

mencionada na figura, apenas é uma saída do PT actual. Esta instalação consiste:

• Novo PT AS 100kVA;

• Rama MT de tensão reduzida;

• Substituição dos cabos próximos do novo PT por LXS 70;




• Queda de tensão máxima: 4,40%;







Queda de Tensão Máxima (%)

Investimento (€)

Relação Beneficio\Custo

Situação Actual 15,69 - - Solução 1 5,72 8.698 1,16 Solução 2 4,82 9.957 1,00 Solução 3 4,40 9.378 1,08

Tabela 3: PRBT – DPLAN \ Tabela Resumo

Por fim, analisando a tabela, a melhor relação beneficio custo é a solução 1, no entanto

analisando os investimentos e as quedas de tensão a solução 3 é a melhor. A solução 3,

refere-se á instalação de um novo PT o que permite uma garantia de expansões da rede em

relação ás outras soluções, como também o seu custo de investimento não difere muito das

outras soluções.

Sendo a com menores quedas de tensão, custos não muito diferentes das outras

soluções, e benefícios idênticos, é a solução 3 a melhor.

Notas:

Este caso de estudo foi realizado com o apoio da pessoa responsável por este

departamento.

O caso de estudo mencionado apenas é apresentado de uma forma generalista, sendo

necessário para o caso de estudo, outras informações e métodos de cálculo não

mencionadas no relatório.





Manutenção (Média Tensão)

O departamento de manutenção e contadores tem a finalidade de realizar as

manutenções e reparações das linhas de média tensão e dos postos de transformação. Para

além disso tem igualmente o processamento e resolução dos pedidos de indisponibilidade.

Os pedidos de indisponibilidade consistem em pedidos realizados por outros

departamentos ou pelo próprio para proceder á manutenção e/ou ligação de linhas ou

postos de transformação.

Pela breve passagem pelo departamento, tive a possibilidade de visualizar o

processamento desses pedidos de indisponibilidade como também algumas técnicas de

manutenção.

A manutenção pode ser classificada em três tipos:

• Manutenção preventiva e sistemática – manutenção continua;

• Manutenção preventiva condicionada – resolução de anomalias detectadas no

âmbito das acções de manutenção preventiva sistemática;

• Manutenção por avaria – reparação quando ocorre uma avaria;

Durante o tempo que estive no departamento analisei os relatórios dos diferentes tipos

de manutenção, especialmente os de manutenção preventiva e sistemática de linhas aéreas

de média tensão.

A manutenção sistemática das linhas aéreas consiste nas inspecções visuais e por meio

de termografias, durante uma periodicidade definida pelo índice de criticidade. Esse índice

varia consoante os factores ambientais, riscos e clientes a que as linhas estão sujeitas.





Ilustração 12: Termografia de um Seccionador

Analisando a termografia do seccionador podemos constatar que a tomada de corrente

do seccionador do lado da derivação de uma das fases não está bem apertada.

Ilustração 13: Termografia de um Apoio

Analisando a termografia do apoio podemos constatar que o chicote de ligação de uma

das fases não tem um dos ligadores paralelos bem apertados.





6 Projecto de uma linha aérea de 15kV

Como já foi mencionado, o estágio incidiu essencialmente no projecto de linhas aéreas

de média tensão. Este ponto do relatório explica todos os paços, decisões e conclusão para

o seguinte projecto:

Proponente: Empreendimentos hidroeléctricos …

Designação: LN 15kV Parque Eólico Mairos II – Chaves

Tipo: Parque Eólico constituído por 1 aerogerador de 46m de altura

Local: Serra: Mairos \ Freguesia: Mairos \ Concelho: Chaves

Potência instalada: 810kVA (730 kW)

Tensão de ligação da rede: 15kV

Potência C.C.: 10MVA

Coor. Militares (m): M – 638.645 \ P – 4.633.965

Observações:

Nota: Os artigos não referenciados, referem-se ao Regulamento de Segurança de Linhas

Eléctricas de Alta Tensão.

Traçado Como ponto de partida devemos definir o pré-traçado e o ponto mais adequado de

interligação.

Sendo o proponente, um produtor independente de energia eléctrica, este, deverá

respeitar o decreto de lei 189/88 de 27 Maio e o Guia Técnico de Instalações de Produção

Independente de Energia Eléctrica da DGE.

Um dos critérios da regulamentação é o ponto de interligação que depende de pelo

menos do seguinte:

• Compatibilidades da Rede;

• Tensões;

• Potência de Curto-circuito;

• Capacidades das Linhas Existentes e Potência Instalada;





Tendo a localização do parque eólico, o local de interligação indicado pela Direcção

Geral de Energia e pelo centro de condução da EDP, podemos definir o traçado.

Ponto de Interligação: Apoio 41 da Linha Chaves / Vilartão, derivação para o PTC Qt.ª

St.ª Estêvão.

Ilustração 14: LN 15kV – Esquema Unifilar da Rede MT

O pré-traçado a escolher deverá ser o mais rectilíneo possível e analisando a planta

topográfico podemos visualizar que esse pré-traçado á primeira vista aparenta ser viável.

Ilustração 15: LN 15kV – Planta topográfica

Este primeiro traçado permite localizar as possíveis zonas de passagem da linha, como é

rectilíneo os seus custos são menores. No entanto, será necessário um levantamento

topográfico com o objectivo de aprofundar a viabilidade do pré-traçado.





Definido o pré-traçado surge a necessidade de ir para o terreno realizar o levantamento

topográfico e o traçado final.

O levantamento topográfico deverá ser realizado por um topógrafo e acompanhado por

um fiscal da EDP.

O levantamento topográfico consiste na obtenção do perfil do terreno (corte do terreno)

e permite saber com maior exactidão o local de passagem da linha a estabelecer ou seja o

seu traçado final. O levantamento topográfico deverá conter o seguinte:

• Perfil do Terreno e respectivas cotas;

• Planta parcelar com divisões dos terrenos e respectivos nomes dos proprietários,

tipo de culturas dos terrenos, estradas, vias-férreas e cursos de água,

• Coordenadas militares dos apoios de derivação, fim de linha e de ângulo;

• Ângulos das linhas do apoio de derivação e dos apoios de ângulo;

• Escala 1/500 (Vertical) e 1/2500 (Horizontal);

• Obstáculos (Ex.: Casas, Tanques de Água, Árvores)

• Linhas de MT, AT, BT e Telecom;

• Tudo o que seja relevante para o projecto.

O fiscal da EDP, fiscal da execução da futura obra, terá como função auxiliar o

topógrafo, conhecer o local e verificar o cumprimento da regulamentação em vigor.

Alguns exemplos de condições para passagem das linhas são:

• Proibida a passagem de linhas sobre escolas, recintos desportivos, dispositivos

elevados de combustíveis, estabelecimentos militares, aeródromos, antenas e

refinarias;

• Desviar a linha de zonas perigosas para a boa implantação dos apoios, como

zonas facilmente alagáveis;

• Recomenda-se desviar de zonas de relevo acentuado, de grande densidade

florestal, forte poluição, grandes extensões urbanísticas, edifícios históricos e

zonas turísticas de elevada qualidade;

• Evitar ângulos excessivos;





É de notar que muitas das condições referidas anteriormente já são cumpridas no

estabelecimento do pré-traçado.

Realizado o levantamento topográfico, recebe-se um ficheiro em AUTOCAD com os

desenhos do perfil e da planta, como demonstra a figura seguinte.

Ilustração 16: LN 15kV – Excerto do perfil da LN 15kV MAIROS II

O comprimento total da linha é aproximadamente 2,320 km.

Tendo o perfil e reunindo com o fiscal podemos logo definir o seguinte:

• O tipo de linha a estabelecer será do tipo aérea (Motivos: Menor custo, Baixo

impacto visual, Normas da empresa);

• Os apoios deverão ser metálicos até aos 1000 metros e de betão a partir dos 1000

metros da extensão da linha (Dificuldades de transporte dos apoios de betão);

• Os apoios de betão deverão ser de altura igual ou inferior aos 18 metros

(Dificuldades de transporte dos apoios de betão);

Em todos os projectos é preferencial usar apoios de betão visto que os apoios metálicos

são mais caros que os de betão. A razão de serem mais caros deve-se não só ao próprio

custo do apoio como á sua instalação.

Os apoios metálicos devem ser usados em casos específicos, como: locais de difícil

acesso e/ou vãos com esforços elevados.





Reunindo com a condução e manutenção definimos o seguinte:

• Respeitando o ponto 1.3.5 do Guia Técnico de Instalações de Produção

Independente de Energia Eléctrica no ponto de ligação deverá existir um

dispositivo de corte. Esse dispositivo de corte é a fronteira entre a rede pública e

a rede produtora. O dispositivo de corte a instalar será um seccionador.

• Respeitando o art. 145.º do RSLEAT, prevê-se também a instalação de um

seccionador no início da linha junto a uma das estradas de passagem da linha. A

razão deve-se á maior facilidade de deslocação dos piquetes ao local.

Definido o traçado, tendo o perfil e esclarecendo todas as considerações mencionadas

podemos proceder ao dimensionamento da linha.

Cálculo Eléctrico

O cálculo eléctrico permite saber todas as condições eléctricas da linha, como também

as condições mais económicas.

Tensão económica

A tensão económica da linha é a tensão mais económica para a qual a linha deverá ter,

para o qual é mínimo o encargo global com a instalação da linha.

Partindo da formula de STILL* podemos calcular a tensão económica da linha.

609,11005,5 LPU EC +=

Em que,

• Uec é a tensão composta mais económica [kV];

• P é a potência total de transporte [kW];

• L é o comprimento da linha [km];

* - Alfred Still, Engenheiro Norte-americano, na obra “Electric Power Transmission” (1919)





No entanto, a fórmula de STILL apenas apresenta resultados credíveis em linhas de

transporte com cumprimentos superiores a 30km.

Com base na fórmula de STIIL, nas características e encargos das linhas aéreas de

distribuição inferiores a 30km a formula a usar é a seguinte:

kVPU EC 773025,025,0 ≈==

• P é a potência total requisitada [kW];

Como a linha a instalar irá ligar a uma existente e limitados pelas tensões normalizadas

da EDP e pelas tensões da subestação da zona, a tensão da linha será de 15kV.

Caso o valor calculado fosse muito superior ao existente (15kV) a solução a adoptar

deveria ser uma das seguintes:

• Aumento da tensão da rede existente (Elevadíssimos custos);

• Instalação de uma linha até á subestação mais próxima;

Secção Económica e Material do Condutor

A secção económica, é a secção mais económica para a qual a linha deverá ter, para o

qual é mínimo o encargo global resultante das perdas de energia e da instalação.

A secção económica depende de numerosos factores como as perdas, quedas de tensão,

aquecimento e materiais.

Com base em fórmulas empíricas e através da lei de Lorde Kelvin o cálculo da secção

económica para linhas de distribuição calcula-se da seguinte forma:

EC

RIEconómicaSecção

δ=_

Em que,

• Ir é a corrente na recepção da linha [A];

• ECδ é a densidade de corrente económica [A/mm²];





A densidade de corrente económica calcula-se com base nas taxas de juro, resistividade

dos condutores, custo unitário da energia eléctrica e encargos económicos. Para os

condutores normalizados apresenta os seguintes valores:

Tipo de Linha Aérea U≤ 30kV U=60kV

Condutores Nus de Cobre 1,9 1,7

Condutores Nus de Alumínio – Aço 0,9 0,8

Tabela 4: LN 15kV – Densidades de corrente económicas

Como o nível de poluição é baixo e respeitando as normas da EDP o cabo a usar será de

alumínio – aço, logo a densidade de corrente económica será de 0,9 A/mm² para uma linha

de 15kV.

A corrente de recepção calcula-se com base na fórmula da potência aparente, ou seja:

AU

SIR

R 28153

7303

=×

=×

=

Em que,

• S é a potência aparente [730 kVA];

• Ur é a tensão na recepção [15 kV];

Como a instalação a ligar é um produtor de energia, a recepção é o ponto de

interligação, no entanto para devido efeito de cálculos consideramos a recepção na

fronteira entre linha pública e privada (ponto de ligação).

Logo a secção económica será:

2319,0

28_ mmI

EconómicaSecçãoEC

R ===δ

Com base nas secções normalizadas pela EDP a secção mais próxima da económica é a

secção de 50mm².





Queda de Tensão

Para cálculo da queda de tensão da linha, necessitamos de saber diversas informações

sobre a linha.

Tipo de condutor: AA 50mm² (DMA-C34-120/N);

Numero de fio – 6 Al. \ 1 Aço

Diâmetro – 9mm.

Resistência Eléctrica [rcc(20ºC)] – 0,6765 Ω/km

Comprimento da linha: 2,230km;

Geometria da Linha: Triângulo (justificação no ponto Travessas);

Dados Eléctricos: Tensão de recepção: 15kV;

Corrente de recepção: 28A;

Cosφ=0,9;

Com base no diagrama de Fresnel, a queda de tensão entre a emissão e recepção é

obtida da seguinte forma:

]cos[3 ϕϕ senxrILU ×+××××=∆

Em que,

• L é o comprimento da linha [km];

• I é a intensidade da linha [A];

• r e x são a resistência e reactância da linha [Ω/km];





A resistência e a reactância são:

kmCrcckr /7523,06765,0*113,1)º20( Ω==×=

kmd

afx /04,4516,620232ln10504,0

'2ln104,0 33 Ω=

×××××=

×××××= −− ππ

Em que,

• k é uma constante, Alumínio k=1,113, Cobre k=1,111;

• f é a frequência da rede (50Hz);

• d’ é a relação diâmetro número de fios;

Número de fios 7 19 37 61 >61

Relação d’ / d 0,724 0,754 0,767 0,771 0,779

Tabela 5: LN 15kV – Relação d'\d

mmcondutorDiâmetrodd 516,6724,0*9724,0)_(' ==×=

• a é a geometria da linha

mmmaaaa 2023023,220,2*94,1*94,1311212 33 ===××=

Calculado a resistência e a reactância, a queda de tensão é:

[ ] VsenxrILU 27243,004,49,07523,028320,23]cos[3 =×+××××=×+××××=∆ ϕϕ

%78,1100272,015

272,0100100(%) =×+

=×∆+

∆=×

∆=∆

UUU

UUU

EE

Para cálculo da queda de tensão em percentagem, considerou-se uma tensão de emissão

de 15kV. A queda de tensão na linha a projectar é da ordem dos 1,78%. A queda de tensão

total, ou seja, do ponto de ligação até á subestação deve ser inferior a 8% (zona rurais). O

que traduz numa margem de 6,22% para a linha existente. (Será? Não é contemplado no

presente relatório)





Perdas

Para cálculo das perdas da linha calcula-se da seguinte forma:

kWILrPPERDAS 95,328230,27523,033 22 =×××=×××=

Em que,

• r é a resistência da linha [0,7523Ω/km]

• L é o comprimento da linha [2,23km];

• I é a intensidade da linha [28A];

O rendimento de potência das linhas de distribuição deverá ser superior a 90%, logo o

cálculo do rendimento é:

%9910095,3730

730100100 =×+

=×+

=×=PERDASR

R

E

R

PPP

PP

Pη

O rendimento de potência total, ou seja, do ponto de ligação até á subestação deve ser

superior ou igual a 90%. O que traduz numa margem de 9% para a linha existente. (Será?

Não é contemplado no presente relatório)





Resultados e Conclusões

Tensão Nominal 15kV

Condutor AA 50mm²

Queda de Tensão 1,78 %

Rendimento de potência 99 %

Tabela 6: LN 15kV – Resultados do cálculo eléctrico

Os valores mencionados apenas referem-se á linha projectada.

A nível meramente indicativo, para cada tipo de escalão normalizado pela EDP a nível

de distribuição, apresenta-se as potências economicamente transportáveis. Onde se conclui

que a potência solicitada pelo parque eólico é muito inferior ás mencionadas, no entanto a

alimentação não era viável nem possível em baixa tensão.

Potência Economicamente Transportável em linhas aéreas [kW]Tensão Nominal

[kV] Mínimo Máximo

15 2600 4300

30 8000 8600

60 16000 16000

Tabela 7: LN 15kV – Potências de referência economicamente transportáveis





Isoladores

Nas linhas aéreas, a separação entre as travessas e as peças em tensão é geralmente

garantida por isoladores. Os isoladores a adoptar no projecto, são isoladores de cadeia

cerâmicos ou de vidro. Deverão suportar tanto as solicitações eléctricas como mecânicas

da linha.

O local de instalação da linha é classificado com nível de poluição fraca, logo a linha de

fuga nominal específica mínima entre fase e terra será de 16 mm/kV. (Lfe=16 mm/kV),

segundo o art. 50º. do RSLEAT.

Respeitando o disposto do art. 4º. do RSLEAT, a tensão estipulada para os materiais da

linha em 15kV deve ser de 17,5kV (Um=17,5kV).

As cadeias de isoladores a utilizar deverão ser caracterizadas pelos seguintes parâmetros

electromecânicos:

Tensão mínima de contornamento sob chuva:

kVUUUU CHCHmCH 9,425,1745,245,2 ≥⇒×≥⇒×≥

Comprimento mínimo da linha de fuga:

mmLLULL FTFTmfeFT 2805,1716 ≥⇒×≥⇒×≥

Força mínima de trabalho á tracção:

daNFFtF TRABALHOTRABALHOMAXTRABALHO 5001,1048,49 ≥⇒×≥⇒×≥ σ

daNFFF ROTURAROTURATRABALHO 12504,0 ≥⇒×=

Em que,

σ - Secção do condutor (Cálculo mecânico, AA50 – 49,48mm²)

MAXt - Tensão máxima de serviço (Cálculo mecânico,10,1daN\mm²)

ROTURAF - Força de rotura do isolador;





Em face aos parâmetros anteriores, deverão ser utilizados cadeias de isoladores

constituídas por 2 elementos U 70 BS (DMA-C66-140/N), as quais apresentam as

seguintes características electromecânicas:

U 70 BS (*)

(DMA-C66-140/N)AAB1404 (**)

Calculado(E.E.C)

Tensão contornamento sobre chuva > 42,9kV (40kV x 2) = 80kV 80kV Linha de fuga (3 (200mm 400mm 20mm x 2) = 640mm x2) = > 280mm Força Rotura 70kN (7000daN) 35kN aN) (3500d > 1250daN Diâmetro nominal do elemento (D) 255mm 200mm - - Passo nominal (P) 127mm 106mm - - Comprimento total (2 elementos) 254mm 212mm - - Peso de um elemento - 2,8kg - -

(*) – DMA-C66-140/N, Outubro de 2002, Ca terísticas e ensaios d os de ca ias isol . rac e element de adoras

(**) – Antiga norma, Recomendações para Linhas Eléctricas de Alta Tensão até 30kV

Tabela 8: LN 15kV – Características electromecânicas dos isoladores

Acção do vento sobre as cadeias isoladoras é de 2,5daN para 15kV (2 elementos).

(C

(Cadeias, Estribo, Haste

de

s cadeias a usar são dispostas da seguinte forma:

s de Haste (Peso 10,4daN)

evido ao tipo de instalação, disposição do perfil do terreno e condições atmosféricas é

pre

adeias de Amarração Simples - Estudos efectuados pela EDP).

O comprimento total da cadeia de isoladores (15kV) é de 0,5m

guarda) (DMA C66 902/N).

A

• AS – Amarração Simples (Peso 10,1daN)

• ASH – Amarração Simples com disruptore

D

visto apenas cadeias de amarração no projecto em estudo.





Hastes

objectivo de apenas utilizar um tipo de isolador, houve necessidade de prever

cadeias equipadas, do lado do condutor, com hastes de descarga, nos apoios de travessias,

de cruzam

sféricas é previsto haste de descarga no

lado dos condutores em

de linhas aéreas, a separação conveniente entre os respectivos condutores, é

geralmente garantido por meio de travessas de dimensões adequadas, executadas

norm

motivos de escolha são:

•

• A esteira ho enas em situações especiais (Derivações,

Fim e

Com o

entos e nas situações de vizinhança. Apesar de dificultar os TET, esta solução

está prevista no art. 89º. do RSLEAT.

Para além dos locais mencionados anteriormente e devido ao tipo de instalação,

disposição do perfil do terreno e condições atmo

toda a linha.

Travessas

Nos apoios

almente em aço, e dotadas de resistência mecânica suficiente perante os esforços

actuantes.

Com base no perfil do terreno, acidentado, a disposição em geral a adoptar para os

condutores é do tipo triângulo. Os

• A distância dos condutores ao solo é maior usando o triângulo do que o

galhardete, para a mesma altura dos apoios.

• O declive é classificado como acidentado, logo o triângulo para ângulos

verticais acentuados é mais vantajoso que o galhardete (Distância entre

condutores).

O custo e o número de travessas em triângulo nos apoios metálicos são menores.

Triângulo – 1 Travessa; o

Galhardete – 3 Travessas; o

rizontal e vertical usa-se ap

d linha, Seccionamento).

• A distância ao solo é maior usando esteiras, no entanto é menor na distância

entre condutores

• Disposições normalmente usadas: Triângulo, Galhardete, Esteiras Horizontal.





tipo e especificações das travessas a usar neste projecto são:

Tipo: P, N, M, G

O

Apoios: Metálicos Disposições possíveis: ngulo Esteira \ TriâDistância entre Condutores: P – 0,88m \ 1,57 m

N – 1,10m \ 1,94m

M – 1,35m \ 2,33m

G – 1,60m \ 2,72m

Altura útil ocupada no apoio: P – 1,30m

M – 1,60m

N – 1,90m

G – 2,20m

Descrição: Permite aplicar cadeias de amarração e suspensão.

ângulo, Usada em situações de derivação, alinhamento, reforço, seccionamento e fim de linha.

Tabe

Tipo: TAN

la 9: LN 15kV – Travessa P, N, M, G

Apoios: Betão Disposições possíveis: lo TriânguDistância entre Condutores: 1,43m

Altura útil ocupada no apoio: 1,13m

Descrição: Permite aplicar apenas cadeias de amarração.

reforço e fim Usada em situações de alinhamento, ângulo, de linha.

Tabela 10: LN 15kV – Travessa TAN (Triângulo de Ângulo)





Distâncias mínimas regulamentares

s condutores devem e são estabelecidos de modo a não serem atingíveis, sem meios

esp

pectos a considerar são as distâncias

mí

é a distância

mí

estão regulamentadas no RSLEAT. Para esta linha as distâncias

mí

Distância dos condutores ao solo

distância dos condutores ao solo é determinada através da expressão apresentada no

art

O

eciais, de quaisquer lugares acessíveis a pessoas.

Para determinação da altura do apoio, um dos as

nimas, como por exemplo: Ao solo, Arvores, Casas, Linhas Existentes…

Para determinação das travessas, um dos aspectos também a considerar

nima entre condutores.

As distâncias mínimas

nimas regulamentares aplicadas ao longo do projecto do traçado são:

A

igo 27º do RSLEAT. Este artigo define que a distância ao solo dos condutores, na

condição de flecha máxima, desviados ou não pelo vento, não deverá ser inferior á dada

pela expressão:

mUD 075,615005,00,6005,00,6 =×+=+=

sendo U, em Kilovolts, a tensão nominal da linha, neste caso de 15kV.

as travessias dos condutores às auto-estradas e às estradas nacionais e municipais, a

dis

N

tância dos condutores deverão ter uma distância D, não inferior à dada pela expressão:

mUD 315,615001,03,6001,03,6 =×+=+=


espeitando o art. 27º. e o art. 91º. a distância mínima de segurança a cumprir dos

co

R

ndutores ao solo não deverá ser inferior a 7 metros.





Distância dos condutores aos edifícios

a proximidade de edifícios, neste caso das estufas e do curral, a linha é estabelecida de

for

N

ma a se observar, nas condições de flecha máxima, uma distância entre a linha e o

edifício não inferior à dada pela expressão:

mUD 113,3150075,00,30075,00,3 =×+=+=


espeitando o art. 29º. a distância mínima a cumprir entre os condutores e os edifícios

nã

Distância dos condutores a obstáculos diversos

Na vizinhança de obstáculos, tais como terrenos de declive muito acentuado, falésias e

co

R

o deverá ser inferior a 4 metros.

nstruções normalmente não acessíveis a pessoas, os condutores nus da linha, nas

condições de flecha máxima, é estabelecida de forma a se observar uma distância entre a

linha e os obstáculos diversos não inferior à dada pela expressão:

mUD 113,2150075,00,20075,00,2 =×+=+=


espeitando o art. 30º. a distância mínima a cumprir entre os condutores aos obstáculos

div

R

ersos não deverá ser inferior a 3 metros.





Distância entre duas linhas inada através da expressão apresentada no artigo A distância entre duas linhas é determ

109º do RSLEAT. Este artigo, define que a distância mínima entre duas linhas, na

condição de flecha mais desfavorável, não deverá ser inferior á dada pela expressão:

LUD 005,001,05,1 ++=

Sendo,

m Kilovolts, a tensão nominal da linha, neste caso de 15kV;

mais próximo

a linha em estudo, encontra-se um cruzamento entre a linha de alta tensão e uma linha

de

utores elece as condições de cálculo da distância entre

• U, e

• L, em metros, a distância entre o ponto de cruzamento e o apoio

da linha;

N

telecomunicações. Logo, respeitando o art. 113º. e 109.º, a distância D a usar não deverá

ser inferior a 3 metros.

Distância entre condO artigo 31º do RSLEAT, estab

condutores para linhas de 2ª classe. Segundo este artigo, os condutores nus deverão ser

estabelecidos por forma a não poderem aproximar-se perigosamente, atendendo às

oscilações provocadas pelo vento, não devendo, entre eles, observar-se uma distância D,

em metros, arredondada ao decímetro, inferior à dada pela expressão:

200UdfkD ++=

Em que:

- Flecha máxima dos condutores;

d de isoladores susceptíveis de oscilarem

•

a dos condutores, (Alumínio-aço k=0,6)

linha em estudo é de 2ª classe, já que a tensão nominal é de 15kV, perante o artigo

31º, no ponto 3, estabelece uma distância mínima entre condutores de 0,45 metros.

• f

• – Comprimento das cadeias

transversalmente à linha, (Cadeias de Amarração d=0);

U – Tensão nominal da linha, 15kV;

• k – coeficiente dependente da naturez

A





álculo Mecânico

e uma linha aérea tem os seguintes objectivos fundamentais:

• A determinação das condições de montagem da linha por forma a que, sob

•

do pela

O cálc linha em questão respeita o Regulamento de Segurança de

Linhas Eléctricas de Alta Tensão.

dimensionamento da linha. Logo, durante o presente

rel

demonstra-se os cálculos para três apoios,

sendo eles;

poio de Reforço (Ap. 6) [Betão];

As e o destes apoios, recorrendo ao software da

DP, encontram-se no Anexo I – Quadros Resumo de Cálculos dos Apoios 41,6 e 1.

C

O cálculo mecânico d

condições atmosféricas aceites como as mais desfavoráveis, não se estabeleçam

nos condutores, apoios e acessórios, tensões mecânicas superiores às tensões

mecânicas de segurança fixadas pelas normas e regulamentos em vigor;

Os apoios da linha, devem ser dimensionados, de modo a que os condutores não

se aproximem dos objectos vizinhos e do solo do que o permiti

regulamentação.

ulo mecânico da

O método de cálculo usado durante o estágio baseou-se recorrendo a software da EDP,

com o objectivo de optimizar o

atório muitos dos valores já são optimizados (redução de custos da linha), mas são todos

justificados e comentados.

Os ângulos mencionados são ângulos grados ( g100º90 ⇒ ).

Devido á elevada extensão de cálculo, apenas

• Apoio de Derivação (Ap. 41) [Metálico];

• A

• Apoio Fim de Linha (Ap. 1) [Betão];

tab las detalhadas de resultados do cálcul

E





Localização de Implantação dos Apoios

pendente dos vãos permitidos. Esses vãos

estão limitados pelos esforços resultantes do cálculo mecânico (apoios, travessas,

iso

eriência prática, a implantação dos apoios segue pelo menos os

seg

s, podendo ser inferiores a 100 metros.

nimas regulamentares);

• has;

Mu s r projectada, é necessário modificar a localização

dos apoios. A modificação deve-se no não sucesso das negociações entre proprietários dos

ter

lico, situa-se na zona de Mairos, concelho de Chaves, distrito

de Vila Real, e a cota mínima do terreno em relação ao mar apresenta uma altitude de 745

me

r á cota mencionada.

A escolha de localização dos apoios está de

ladores, condutor).

Tendo o perfil do terreno procede-se á implantação dos apoios.

Com base em exp

uintes critérios:

• Os vãos normalmente a usar para este tipo de linhas andam na ordem dos 100 a

200 metro

• Os apoios devem localizar-se encostados a muros de divisão de terrenos, perto

de caminhos ou estradas (Cumprindo distâncias mí

• Deve-se evitar a implantação no meio de terrenos;

Deve-se evitar a implantação em terrenos areosos, de cultivo, lameiros e roc

• Afastados de rios e cursos de água;

• Evitar locais de difícil acesso;

ito dos casos, depois da linha esta

renos e da empresa EDP. Quando tal acontece é necessário um novo estudo da linha.

Condições Atmosféricas

A linha aérea do parque eó

tros. Respeitando o disposto no art. 16.º do RSLEAT, a zona de instalação da linha é

considerada zona de gelo.

Considerou-se uma formação de manga de gelo de 10mm até á cota de 852 metros de

altitude e de 14mm superio





A pressão dinâmica do vento usual na área de rede dos Trás-os-Montes é do tipo 2º

escalão. Respeitando o art. 13.º do RSLEAT, o 2º escalão refere-se á pressão dinâmica do

vento a uma altura acima do solo de 30 a 50 metros.

m na ordem dos 8 a 10 daN/mm².

método de cálculo para a tensão máxima de serviço é realizado por intermédio de

sof

da tensão máxima de

ser

respeita-se a regulamentação em vigor e um valor

co

Tensão máxima de serviço

Com base em estudos realizados pela EDP, as tensões usuais de serviço para condutores

de Alumínio-aço de 50mm² anda

O

tware de cálculo da EDP. Pela introdução do tipo de condutor, espessura da manga de

gelo, escalão de vento e vãos a considerar, chega-se a um resultado

viço. A tensão de serviço está dependente da distância de segurança entre condutores,

por sua vez essa distância está limitada pelo tamanho das travessas. O método de cálculo, e

o valor da tensão de serviço, para além do já referido, é realizado por iterações e com base

da experiência do projectista.

Para o presente projecto a tensão máxima de serviço a usar será de 10,1 daN/mm².

Caso não existisse software de cálculo a tensão máxima de serviço era escolhida

arbitrariamente, desde que

mpreendido entre os 8 e 10 daN/mm².

Respeitando o art. 24.º do RSLEAT, a tensão máxima de serviço é inferior á tensão

máxima de tracção.

121,10/125,25,2 MAXSERVIÇOMAX

Em que,

30 2 <⇒<⇒=== RUPTURA ttmmdaNt

t

• - Tensão máxima de tracção, art. 24.º RSLEAT,

• - Tensão de ruptura do condutor, AA 50mm² – 30daN/mm² (DMA-

4-120/N);

jectista;

MAXt

RUPTURAt

C3

• - Tensão máxima de serviço, definida pelo proSERVIÇOt





Dimensionam osférico

dimensionamento dos estados atmosféricos depende do seguinte:

• Tipo e características do condutor;

Com dutor são iguais em todo o comprimento da

linha, logo, o dim dos atmosféricos são sempre iguais.

sários:

ento dos estados atm

O

• Tensão máxima de serviço;

• Existência de Gelo;

o a tensão máxima de serviço e o con

ensionamento dos esta

Dados neces

Condutor (DMA-C34-120/N) Tipo AA 50mm² Secção real [σ] 49,48 mm² Diâmetro [d] 9,00 mm Peso [p] 0,173 kg/m Modulo de Elasticidade [E] 8100 kg/mm² Coeficiente 019 ºC-1 de dilatação linear [a] 0,000

Tensão máxima de serviço [tmax] 1 0,1 daN/mm²Escalão de Vento (1\2\3) 2 Manga de gelo 10 m mm \ 14 m

Tabela 11: LN 15kV – Características do condutor e da linha

Com base na equ es rno e de Primavera.

ação dos estados, determina-se os tados de Inve





Estado de Inverno

Força do vento nos condutores (art. 10.º RSLEAT):

mkgfmNsqcmmGeloFV /6264,0/26,6029,03600,16,0)10_(1 ==×××=×××=α

mmGeloF )14_( mkgfmNsqcV /7992,0/992,7037,03600,16,01 ==×××=×××=α

• - Força proveniente da acção do vento [kgf/m], 1 kgf/m = 1 daN/m;

•

Em que,

1VF

α - Coeficiente de redução (art. 14.º RSLEAT) nos condutores, 6,0=α ;

• - Coeficiente de forma nos condutores nus (art. 15.º RSLEAT)

o Diâmetro total,

GELOCONDUTORTOTAL 29

c

ddmmGelod 10292)10_( =×+= mm×+=

GELOCONDUTORTOTAL 14 =× ddmmGelod 37292)14_( + mm=×+=

TOTAL

• - Pressão dinâmica do vento (art. 12.º RSLEAT), Estado de Inverno – Vento

Reduzido e 2º escalão,

o Coeficiente de forma nos condutores, ,18,15 =⇒> cd 0

q

Paq 360= ;

• - Secção transversal total, s

o mmmmmGelos TOTAL /029,010001000

)10_( 2=== ;

mmGELOd 10_( 29)

o mmmmmGELOd

mmGelos TOTAL /037,01000

371000

)14_()14_( 2=== ;





oeficiente de sobrecargas para condutores sujeitos á manga de gelo de 10mm: C

( ) ( )5258,5

173,01 ω

6264,0009,0029,04

920173,04

22221

22

=+⎥⎦

⎤⎢⎣⎡ −+

=+⎥⎦

⎤⎢⎣⎡ −+

=

ππωω Vpg Fddgm

es sujeitos á manga de gelo de 14mm:

Coeficiente de sobrecargas para condutor

( ) ( )8765,7

173,01 ω

7992,0009,0037,04

920173,04

22221

22

=+⎥⎦

⎤⎢⎣⎡ −+

=+⎥⎦

⎤⎢⎣⎡ −+

=

ππωω Vpg Fddgm

Em que,

• ω - Peso próprio do condutor, 0,173 kgf/m;

• gω - Densidade do gelo (art. 16.º RSLEEAT), 920 kg.m-3;

• - Diâmetro total:

Gelo 10mm → 29mm=0,029m;

- Diâm

• - Força proveniente da acção do vento:

Pes

gd

o

Gelo 14mm → 37mm=0,037m; o

• etro do condutor, 9mm=0,009m; pd

1VF

o Gelo 10mm, 1VF =0,6264kgf/m;

o Gelo 14mm, 1VF =0,7992kgf/m;

• o gelo (10mm), ( ) mdaN /549,0009,0 2 =p mmg 029,0

4920 2)10( −=

π ;

• Peso gelo (14mm), ( ) mdaNp mmg /931,0009,0037,0

4920 2214( =−=) π ;

Tem

Segundo o art. 21.º, para o estado de Inverno, a temperatura a considerar é de -10ºC

(Existência de m

peratura:

anga de gelo e vento reduzido).





Es

orça do vento nos condutores (art. 10.º RSLEAT):

/5832,0/83,5009,09002,16,0

tado de Primavera

F

cFV 2 mkgfmNsq××=α ==×××=×

Em que,

gf/m], 1 kgf/m = 1 daN/m;

•

• 2VF - Força proveniente da acção do vento [k

α - Coeficiente de redução (art. 14.º RSLEAT) nos condutores, 6,0=α ;

• - Coeficiente de forma nos condutores nus (art. 15.º RSLEAT)

o Diâmetro total, 9

c

mmdd CONDUTORTOTAL ==

o Coeficiente de forma nos condutores, 2,15,12 =⇒< cdTOTAL

• - Pressão dinâmica do vento (art. 12.º RSLEAT), Estado de Primavera –

Vento Máximo e 2º escalão,

q

Paq 900= ;

• mmmds - s TOTAL

10001000==Secção transversal total, /009,09 2= ;

Coefici

ente de sobrecargas:

51629,3173,0

5832,0173,0 2222

2

2 =+

=+

=ω

ω VFm

Em que,

ω• - Peso próprio do condutor, 0,173 kg/m;

• - Força proveniente da acção do vento, 0,5832kgf/m;

ura:

Seg do temperatura a considerar é de 15ºC

(Sem g o e V

2VF

Temperat

un o art. 21.º, para estado de primavera a

el ento máximo).





Inverno (Gelo 10mm)

Inverno (Gelo 14mm)

Primavera

Resultados

Força de acção do vento nos condutores 0,6264 kgf/m 0,7992 kgf/m 0,5832 kgf/mCoeficiente de sobrecarga (m) 5,5258 7,8765 3,516 Temperatura -10ºC 15ºC Tensão máxima de Serviço 10,1 daN/mm²

Tabela 12: LN 15kV – Res os

os valores dos coeficientes de sobrecarga podemos desde já concluir que o

io, ou seja:

Comparando arvore de

decisão, o estado mais desfavorável não depende do vão da linha, visto que o vão critico é

sem

ultados dos estados atmosféric

Analisando

vão critico é sempre imaginár

os estados de Inverno com o estado de primavera, usando a

pre imaginário, logo o estado mais desfavorável é o de Inverno.

Ilustração 17: LN 15kV – Arvore de decisão do estado atmosférico mais

desfavorável

Neste projecto o estado mais desfavorável é sempre o mesmo devido ao vão critico ser

imaginário. Caso o vão critico fosse real, o dimensionamento do vão critico teria de ser

calculad

o de vão a vão ou de cantão a cantão.





Como o apoio é de derivação e existente, vamos tornar a calcular os esforços de

maneira a verificar se o apoio tem altura suficiente e suporta os esforços com a introdução

s II).

endo o comprimento do vão da linha do PT Mairos (209m), procede-se ao cálculo das

fle

ondutores ao solo, que é a menor nesta situação.

o estado

atmosférico de flecha máxima. Logo, usando a formula de equação de estados e

do teste, que neste caso é o estado de flecha máxima, consegue-se a

tensão desse estado teste.

Apoio de Derivação (Ap. 41)

da nova linha (Parque Eólico Mairo

T

chas e das catenárias, estes dados são calculados de vão a vão e no caso das linhas em

suspensão é calculado de cantão a cantão. Sabendo o parâmetro da catenária pode-se traçar

a linha e saber a altura do apoio.

Para traçar a linha, a catenária a usar deverá ser a catenária de flecha máxima, sendo a

linha de 2º classe a flecha máxima obtém-se pela determinação a uma temperatura de

+50ºC sem sobrecarga do vento, segundo o art. 22.º do RSLEAT. O motivo da flecha

máxima deve-se á distância dos c

Tensões e flechas

Para calcular a flecha máxima necessitamos de saber qual é a tensão para

introduzindo um esta

Estados Atmosféricos Inverno Estado Teste Tensão máxima de Serviço 10,1 daN/mm² ??? Coeficiente de sobrecarga 5,5258 1 Temperatura -10ºC 50ºC Vão em Estudo 209 m

Tabela 13: LN 15kV – Ap. 41 - Estado Teste, resumo da Equação de Estados





: Partindo da equação de estados ),( mθ

22

222

22

222

2424 k

kkk

i

iii t

LmE

ttLm

Et

ασω

αθ

ασω

αθ −+=−+

Em que,

• ki θθ , - Temperatura do estado i (-10ºC) e k (50ºC);

• - Tensão máxima i (10,1daN/mm²) e k (?daN/mm²);

•

ki tt ,

ω - Peso próprio do condutor (0,173kg/m);

• L – Vão em estudo (209m);

• E - Modulo de Elasticidade (8100kg/mm²);

• α - C

σ

Decom 3º grau para a tensão do estado de

teste:

k

nde,

oeficiente de dilatação linear (0,000019ºC-1);

• - Secção real (49,48mm²);

pondo a equação obtemos uma equação do

022

13 =−+ ktktk

O

22

222

1 ELmk ω=

24)(

i

iiik t

tEσ

αθθ +−− ;

2

22

2

222

2421

242

σω

σω ELkm

ELmk k

k =⇒=⇒= ;

079,531,1048,4924

8100209173,05258,51,1081001019)1050(1 22

2226 =

×××××

+−×××+= −k

218,18048,4924

8100209173,02 2

22

=×

××=k ;

Resolvendo a equação de 3º grau obtemos uma tensão de 1,81196 daN/mm².

O valor da tensão mecânica obtida será aquele que está presente no momento de flecha

máxima no vão da linha.





A flecha máxima tem o seguinte valor:

mt 81,148,4988 ××σ

Lf 54,10209173,0 22

=×

==ω

imensionamento do perfil na EDP respeitando a

escala 1/500 e 1/2500, calcula-se da seguinte forma:

Nota: A EDP (Vila Real) considera sempre os vãos em patamar.

O parâmetro da catenária a usar para o d

Cumm 173,01×ωt

EDPt

a kk 4871000094,048,4981,11000094,0)( =×××

=××==σ

ωσ

9048,49

A tensão de montagem para a temperatura de 50ºC calcula-se da seguinte forma:

tt CMONTAGEM 81196,1)º50( daN=×= σ =×

O cálculo mecânico mencionado anteriormente, refere-se ás tensões e flecha a uma

tem eratura de 50ºC, no entanto é necessário repetir o cálculo para diferentes temperaturas,

vis

O método de cálculo para as outras temperaturas é o mesmo. Logo, o quadro resumo de

tensões e flechas de montagem é o seguinte:

p

to que não se sabe a temperatura do ambiente na altura de montagem da linha.

Condutor AA50 Vão considerado = 209 metros tmáx = 10,1 daN/mm2, 2º escalão

com manga de gelo de 10 mm Temp. Tensões Flechas Caten. Tensões (ºC) (daN) (m) Cu 0.0094 (daN/mm2) -10 98 9,63 533 1,98 -5 97 9,71 529 1,97 0 97 9,78 525 1,95 5 96 9,86 520 1,94 10 1,92 95 9,94 516 15 94 10,02 512 1,91 30 92 10,24 501 1,86 50 90 10,54 487 1,81

Tabela 14: LN 15kV – Ap. 41 - Tensões e flechas





Travessas

Para traçar a linha, não é neces parâ d cate a 50ºC, também

necessita-se saber a a

Como o apoio é de derivação, já existe derivações para o PT de Mairos e para o PT Qt.ª

com base nos projectos anteriores as travessas encontram-se a 2,20m do topo

e a

travessa a instalar deverá ter no mínimo, uma distância de 1 metro das restantes

tra

e a saída será do tipo esteira.

sição da linha será em triângulo (Justificação no ponto travessas).

para linhas de 2º

cla

só sário o metro a nária

ltura a que as travessas estão.

St.ª Estêvão,

3,20m do topo, respectivamente. O apoio existente (RS 17,4), tem uma altura útil fora

do solo 15,4 metros.

A

vessas.

A disposição de saída dos condutores serão em triângulo para o PT Mairos (Existente) e

em esteira para o PT Qt.ª St.ª Estêvão. A travessa a instalar será instalada a 4,20m

(3,20m+1m) do topo

Como o apoio é de derivação as cadeias a instalar são de amarração.

A dispo

Para sabermos qual o tipo de travessa a instalar, é necessário saber a distância de

segurança entre condutores.

Respeitando o art. 31.º do RSLEAT, a distância entre condutores

sse, calcula-se da seguinte forma:

mUdfkD 54,1200200

Em que:

1554,106,075,075,0 =+××=++=

• f - Flecha máxima dos condutores, mCf 54,10)º50( = ;

• d – Comprimento das cadeias de isoladores susceptíveis de oscilarem

transversalmente à linha, (Cadeias de Amarração d=0);

• U – Tensão nominal da linha, 15kV;

– coeficiente dependente da natureza dos condutores, (Alumínio-aço k=0,6)

• k





A trave uma travessa para apoio

metálicos do tipo G1. A travessa tem um comprimento total de 3,70 metros, mas como a

saída d ia

entre condutores de 1,85m.

ssa a instalar para a derivação do parque eólico, será

os condutores é em esteira temos que dividir por dois, o que resulta numa distânc

Ilustração 18: LN 15kV - Ap.41 - Disposição da travessa de derivação

A instalação de travessas em apoios metálicos apenas se consegue no alinhamento do

apoio ou então a 45º. Logo, como os ângulos da linha do parque eólico é no total de 132,2

grados o que corresponde 118,98º, a solução de instalação da travessa mais favorável é a

45º, onde a distância de condutores é mínima.

Estand em-se

um

a, a distância real entre condutores é igual a:

(1,78m>1,54m).

o a linha a 118,98º e subtraindo o ângulo em que a travessa se encontra t

dos ângulos do triângulo 73,98º (118,98º-45º). Como a soma dos ângulos internos de

um triângulo rectângulo é de 180º, logo o ângulo oposto é de 16,02º [180º - (73,98º+90º)].

Pretendendo a distância (a), pelo teorema que diz que o cos de um ângulo é igual ao

quociente do cateto adjacente com a hipotenus

m78,185,1)02,16cos( =×= .

Comparando esta distância entre condutores com a distância mínima regulamentada,

verifica-se que a distância real entre condutores é maior que a mínima regulamentada

a





Como já foi mencionado já podemos traçar a catenária da linha deste vão.

Ilustração 19: LN 15kV – Ap. 41 - Traçado da catenária e altura travessas

As catenárias a azul, são as catenárias referente á linha. A linha sai do apoio de

derivação em esteira e entra no apoio 18 em triângulo.

A catenária a vermelho, refere-se ao cumprimento do art. 27.º RSLEAT distância dos

condutores ao solo. A distância ao longo do vão entre a catenária azul inferior e a catenária

a vermelho é de 7 metros. Analisando a figura anterior, a distância dos condutores ao solo

é cump

apoio 18 terá uma altura útil de 19,4 (RSxx 21) e a disposição dos condutores serão

em

rida.

O

triângulo, o tipo de travessa e a altura da travessa em relação ao topo é dimensionada

nos cálculos referentes ao apoio 18.





Es

endações para linhas aéreas de alta tensão até 30kV a

estabilidade para apoios (caso geral) calcula-se da seguinte forma:

sforço dos Sentido da Linha Principal (eixo do x)

Sentido Normal à Linha Principal (eixo do y)

tabilidade do apoio

Partindo do quadro 9.12 das recom

ECondutores

∑=

=n

iiitx TF

1

cos3 β ∑=

=n

iiity senTF

1

3 β Esforço dos Condutores

Acção do Vento ∑⎜

⎝

⎛=vxF 3 ∑+⎟

⎠

⎞

=

DIVv

n

iiii FsenSw

1

2β ∑∑ +⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛=

=

DIVv

n

iiiivx FSwF

1

2cos3 β

Apoios de Betão Hipótese 1 txx FF = vytyy FFF +=

Hipótese 2 vxtxx FFF += tyy FF =

Apoios Metálicos

Esforço Total )( TF

tytxt FFF += ),max( vyvx FFvF =

vtT FFF +=

Esforço Vertical ⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛= ∑

=

n

i

Xiiz SwF

1

'3

Ti – Tensão máxima de serviço x Secção [daN] Wi – Acção do vento nos condutor

e do peso nitário [daN/mm²] - Vão entre o apoio e o ponto de flecha m xima;

ISOLADORESVv FFFFF

es [daN/mm²] W’ – Metad uSi – Vão/2 [m];

DIV

XiS á

..._ +++++=∑ OSINALIZAÇÃBOLASV

DORTRANSFORMAV

RSECCIONADOV

TRAVESSASVF

Tabela 15: LN 15kV – Formulas para cálculo de apoios

As solicitações aplicáveis são a 0,25m do topo do apoio, sendo o caso mais

desfavorável. (Motivo: Coeficiente de Segurança)

Os esforços dos condutores são aplicados á mesma altura para os três condutores, a

0,25m do topo, sendo o caso mais desfavorável. (Motivo: Coeficiente de Segurança)





Com base na implantação de apoio e na disposição das linhas, obteve-se os seguintes

dados:

Ilustração 20: LN 15kV – Ap. 41 - Dados apoio derivação nº 41

Os dados mencionados, são retirados dos projectos das linhas existentes, PT Mairos e

Qt.ª St.ª Estêvão, os dados do parque eólico foram obtidos da forma descrita anteriormente

neste relatório. Os ângulos que as linhas fazem, são retirados do levantamento topográfico,

visto que são mais precisos que os dos projectos existentes.

Calculando os esforços, verifica-se se o apoio existente (RS15 17,4) garante a

estabilidade com a introdução da linha do parque eólico de Mairos II.

Dados referentes aos condutores:

(DMA-C34-120/N) Não Normalizado (Existente)

Tipo AA 50mm² AA 40mm² Secção real [σ] 49,48 mm² 40,67 mm² Diâmetro [d] 9,00 mm 8,16 mm Peso [p] 0,173 kg/m 0,142 kg/m

Tabela 16: LN 15kV – Ap. 41 - Condutores em uso





álculo dos esforços dos condutores no apoioC :

Nº Vão Secção

(m

max

(gra

F

[daN] [daN] m²) [daN/mm²]

T Ângulo

dos)

tx Fty

1 40 0 ,67 x 12,3 x cos 0,000 0,67 x 12,3 x sin 0,000 gr ,67 12,3 3 x 40 gr 3 x 4

2 49 5 72 5 x cos 72,40 ,48 x 5 x sin 72,400 gr ,48 ,4 3 x 49,48 x 0 gr 3 x 49

3 49,48 x sin 132,200 gr10,1 132,2 3 x 49,48 x 10,1 x cos 132,200 gr 3 x 49,48 x 10,1

4 40,67 12,3 200 3 x 40,67 x 12,3 x cos 200,000 gr 3 x 40,67 x 12,3 x sin 200,000 gr

TOTAL 415 1985

Tabela 17: LN 15kV – Ap. 41 - Esforços dos condutores

Cálculo dos esforços devido à acção do vento:

Os esforços calculados, referem-se aos esforços devido à acção do vento sobre os

bre ado esforços do sobre as travessas são desprezados.

A força do vento sobre os condutores depende

exposta. Calculado anteriorme

to do sobr cond é n

ex sta to é or dev ao

relação ao ven o.

F CONDUTORESV (

(Projecto da linha PT Mairos);

);

N

condutores e so os isol res. Os vento

da pressão do vento como da sua área

nte, o estado mais desfavorável é o Inverno, onde a força

tal vento e os utores aplicado a pressão de ve to reduzido, mas a área

po ao ven mai ido gelo o que resulta numa maior força do vento em

to máxim

mdaNA \6264,0)50 = (Calculado anteriormente); A

mdaNAAF CONDUTORESV \6082,0)40( =

CadeiadaNkVF ISOLADORES \5,2)15( = (TabeladoV

º Vão Cond. Vão

(m) Ângulo

(grad.)

Fvx

[daN]

Fvy

[daN]

1 AA40 257 0 3 x 0,6082 x 257/2 x sin² 0,000 gr + (3x2,5) 3 x 0,6082 x 257/2 x cos² 0,000 gr + (3x2,5)

2 AA50 128 72,4 3 x 0,6264 x 128/2 x sin² 72,400 gr + (3x2,5) 3 x 0,6264 x 128/2 x cos² 72,400 gr + (3x2,5)

3 AA50 209 132,2 3 x 0,626 x 209/2 x sin² 132,200 gr + (3x2,5) 3 x 0,626 x 209/2 x cos² 132,200 gr + (3x2,5)

4 AA40 216 200 3 x 0,6082 x 216/2 x sin² 200 gr + (3x2,5) 3 x 0,6082 x 216/2 x cos² 200 gr + (3x2,5)

TOTAL 529 279

Tabela 18: LN 15kV – Ap. 41 - Acção do Vento





sforços Totais:E

F )(

T 928

daNFFF tytxt 24001985415 =+=+=

Fvyvx ,Fv max= d529= aN

daNFFt +=F v 2=

Esforço vertical:

O vão siderar, é o mais desfavorável, vão total. XiS a con

daNSwFn

i

Xiiz 2,188216

242,0209

2173,0173,0142,0⎡ ⎞⎛⎞⎛⎞⎛ 128

2257

23'3

1

=⎥⎦

⎤⎢⎣

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ×+⎟

⎠⎜⎝

×+⎟⎠

⎜⎝

×+⎟⎠

⎜⎝

×=⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= ∑

=

Esforços max. nos apoios metálicos RS

Horizontal Vertical Tipo Apoio

Fmáx [daN] Fmáx [daN]

RS 9 900 650 RS 15 1.400 500 RS 22 2.155 1150 RS 31 2.995 1835 RS 42 4.150 2270 RS 63 6.275 4080 RS 94 9.340 6120

Tabela 19: LN 15kV – Esforços máximos em apoios metálicos RS

O esforço total sobre o apoio é de 29 riz 8,2daN na vertical. Como

o apoio existente é um RS15, com um l á cabeça de 1400daN o

apoio existente tem que ser tuído. L analisand abela de esforços de apoios

metálicos, o apoio indicad RS31 um esforço na horizontal de 2995daN

(<2928daN) e um esforço v e 1835 188,2da

Como tem que se substit oio, ap -se para um escalão de altura, dando

uma maior margem de segurança de distân condut solo. (RS31/19,4).

28daN na ho ontal e 18

esforço tota na horizontal

substi ogo, o a t

o é o , com

ertical d daN (< N).

uir o ap roveita subir

cia dos ores ao





Maciços e

evido à elevada exaustão de cálculos, o dimensionamento das fundações e maciços do

ap

maciço:

Fundações

D

oio metálico RS31 não se encontra justificado no presente relatório. Em anexo, encontra-

-se a tabela resumo da estabilidade, fundações e maciços do apoio. (Anexo II – Quadros

Resumo de Fundações e Maciços)

O apoio a usar RS31\19,4, necessita da seguinte fundação e

Escavação, Maciço para RS31\19,4

RS31 (2.995daN)

Altura Total: 19,4m

Altura Útil: 17,4m

Escavação (m3) – 3x0,5x3x05x2=18,6 m3

Betão ciclópico – 3,05x3,05x2 = 18,6 m3

Betão Moldado – 3,05x3,05x0,17 =1,6 m3

Maciço – 18,6+1,6=20,2 m3

Tabela 20: LN 15kV – Ap. 41 - Apoio e maciço a instalar

O maciço a usar, é um maciço normalizado pela EDP.





Desenho final

Ilustração 21: LN 15kV – Ap. 41 - Desenho Final

Na ilustração, pode-se visualizar o aspecto final do traçado da linha, como os dados

referentes ao apoio 41.

O resumo dos cálculos encontra-se no Anexo I – Quadros Resumo de Cálculos dos

Apoios 41,6 e 1.

Os cálculos do apoio 18 não são justificados no presente relatório, mas o método de

cálculo é idêntico.





Apoio de reforço (Ap. 6)

Sendo a linha constituída por 18 vãos, é necessário implementar um apoio destinado a

suportar esforços longitudinais para reduzir as consequências da rotura de condutores.

Respeitando o art. 63.º o apoio de reforço será implementado no 13º vão, apoio numero 6.

O método de cálculo das flechas e catenárias é igual ao descrito anteriormente (Apoio

de derivação numero 41).

O cálculo de flechas e catenárias realiza-se de vão a vão, no entanto esses cálculos estão

descritos no apoio a montante do vão, ou seja:

• Cálculos das flechas referentes ao vão a montante do apoio 6 (107m) está

descrito nos cálculos do apoio 5.

• Cálculos das flechas referentes ao vão a jusante do apoio 6 (79m) está descrito

nos cálculos do apoio 6 (Neste ponto).

Tendo o comprimento do vão a jusante do apoio numero 6 (79m), procede-se ao cálculo

das flechas e das catenárias.

O gelo considerado nesta zona é de 14mm, logo o estado mais desfavorável é o Inverno

com manga de gelo de 14mm.

Tensões e flechas

Para calcular a fle para esse estado

atm

o de flecha máxima, consegue-se a tensão desse estado teste.

tados Atmosféricos Inverno Estado Teste

cha máxima, necessitamos de saber qual é a tensão

osférico. Logo, usando a formula de equação de estados e introduzindo um estado teste,

que neste caso é o estad

EsTensão máxima de Serviço 10,1 daN/mm² ??? Coeficiente de sobrecarga 7,8765 1 Temperatura -10ºC 50ºC Vão em Estudo 79 m

Tabela 21: LN 15kV – Ap. 6 - Estado Teste, resumo da Equação de Estados





Partindo da equação de estados ),( mθ :

22

222

22

222

2424 k

kkk

i

iii t

LmE

ttLm

Et

ασω

αθ

ασω

αθ −+=−+

Em que,

• ki θθ , - Temperatura do estado i (-10ºC) e k (50ºC);

• ki tt , - Tensão máxima i (10,1daN/mm²) e k (?daN/mm²);

• ω - Peso próprio do condutor (0,173kg/m);

L – Vão em estudo (79m); •

•

• E - Modulo de Elasticidade (8100kg/mm²);

α - Coeficiente de dilatação linear (0,00 -10019ºC );

obtida, será aquele que está presente no momento de flecha

áxima no vão da linha.

A flecha máxima tem o seguinte valor:

• σ - Secção real (49,48mm²);

Resolvendo a equação de estados, obtemos uma tensão de 1,27 (1,266) daN/mm².

O valor da tensão mecânica

m

mt 27,148,4988 ××σ

Nota: A EDP (Vila Real) considera sempre os vãos em patamar.

Lf 15,279173,0 22

=×

==ω

parâmetro da catenária a usar para o dimensionamento do perfil na EDP respeitando a

escala 1/500 e guinte fo

O

1/2500, calcula-se da se rma:

Cum

EDP kk 1000094,0)( ××=ω

tmt

a 34010000,073

8=××== 94

1× ,014,49266,1 ×σ

ωσ

A tensão de montagem para a temperatura de 50ºC calcula-se da seguinte forma:

daNtt CMONTAGEM 6348,49266,1)º50( =×=×= σ





O cálculo mecânico mencionado anteriormente, refere-se ás tensões e flecha a uma

temperatura de 50ºC, no entanto é necessário repetir o cálculo para diferentes temperaturas,

visto que não se sabe a temperatura do ambiente na altura de montagem da linha.

O m odo de o de

tensõe flecha

ét cálculo para as outras temperaturas é o mesmo. Logo, o quadro resum

s e s de montagem é o seguinte:


com manga de gelo de 14 mm Temp. Tensões Flechas Caten. Tensões (ºC) (daN) (m) Cu 0.0094 (daN/mm2) -10 92 1,46 501 1,86 -5 88 1,53 479 1,78 0 85 1,60 460 1,71 5 81 1,66 442 1,65 10 79 1,72 427 1,59 15 76 1,78 412 1,53 30 69 1,95 377 1,40 50 63 2,15 340 1,27


Tr

metro da catenária a 50ºC, também

necessita-se saber a altura a que as travessas estão.

Definido anteriormente, os apoios a instalar deverão ser de betão, a disposição a usar na

linha será em triângulo por cadeias de amarração, logo a travessa a usar é a TAN 120.

essário

verificar se a distância entre condutores é garantida com esta travessa. (TAN – Distância

entre condutores mínima 1,43m).

avessas

Para traçar a linha não é só necessário o parâ

Existindo apenas um tipo de travessa em triângulo para apoios de betão, é nec





Respeitando o art. 31.º do RSLEAT, a distância entre condutores para linhas de 2º

classe, calcula-se da seguinte forma:

mUdfkD 6,01515,26,075,075,0 ≈+××=++= 200200

Em que:

• - Flecha máxima dos condutores, f mCf 15,2)º50( = ;

• d – C cade s de i ladores susceptíveis de oscilarem

transver m ração d=0 ;

• U – Tensão nomi

• k – coeficiente dependente da natureza do tores

Sendo o apoio de orço em nhame distância entre condutores para a travessa

TAN é de 1,43m. Logo, é maio e a dist míni lculada , sendo o uso desta

travessa possível.

omprimento das ia so

salmente à linha, (Cadeias de A ar )

nal da linha, 15kV;

s condu , (Alumínio-aço k=0,6)

ref ali nto, a

r qu ância ma ca 0,6m





Como já foi mencionado, podemos traçar a catenária da linha deste vão.


As catenárias a azul, são as catenárias referente á linha.

catenária a vermelho, refere-se ao cumprimento do art. 27.º RSLEAT distância dos


a vermelho é de 7 metros. Analisando a figura anterior, a distância dos condutores ao solo

é cumprida.

apoio 6 terá uma altura útil de 16 metros, o que equivale a uma altura total de 18

me os nos apoios de betão e a disposição dos condutores serão em triângulo, o tipo de

travessa e a altura da travessa em relação ao topo é de 1,13m (Normalizado).

A

O

tr





Es

Partindo do quadro 9.3 das recomendações para linhas aéreas de alta tensão até 30kV a

estabilidade para apoios de reforço em alinhamento calcula-se da seguinte forma:

Apoios de betão (Reforço em alinhamento)

tabilidade do apoio

Sentido da Linha Principal (eixo do x) [hipótese 2] TFtx 2=

Sentido Normal à Linha Principal (eixo do y) [hipótese 1]

ISOLADORESvvy FSSwF ++= )(3 21

Esforços Totais: \ txx FF = vyy FF =

HipótesHipótesT – Tensão máxima de serviço x Secção[daN] W – Acção do vento nos condutores [daN/mm²] S –

e 1 – Vento perpendicular á linha e 2 – Sem vento

Vão/2 [m]

Tabela 23: LN 15kV – Formulas para cálculo de apoios reforço (Caso especial)

As solicitações aplicáveis são a 0,25m do topo do poste, sendo o caso mais

de

rança)

sfavorável. (Motivo: Coeficiente de Segurança)


0,25m do topo, sendo o caso mais desfavorável. (Motivo: Coeficiente de Segu





Com base na implantação de apoio e na disposição da linha, obteve-se os seguintes

dados:

Ilustração 23: LN 15kV – Ap. 6 - Dados apoio reforço nº 6

Calculando os esforços, determina-se qual o apoio de betão a instalar.

Cálculo dos esforços dos condutores no apoio e esforços devido acção do vento:

Ftx

[daN]

Fvy

[daN]

Nº Vão (mm²) [daN/mm²] (grad.) [m]

Secção Tmax Ângulo Vão

1 49,48 79 0 79 10,1*49,48 3 x 0,7992 x 79/2 + (3x2,5)

2 49,48 107 200 107 10,1*49,48 3 x 0,7992 x 107/2 + (3x2,5)

TOTAL 999 238


Apoio a instalar:

Tabela Esforços (DMA-C67-215/N)

Referência EDP: MM06 2750 / 18

Altura total apoio: 18m

Altura útil do apoio: 16m

Acção do vento:

Tabela 25: LN 15kV – Ap. 6 - Apoio reforço MM06 2750 / 18





Maciços e Fundações

Com base nas Recomendações para linhas aéreas de alta tensão até 30kV e nos maciços

normalizados pela EDP, o maciço a usar para este apoio é do tipo normalizado com as

seguintes dimensões:

Escavação, Maciço para MM06 2750 / 18

MM06 2750 / 18

Altura Útil (hu): 15,7m

Altura Total (ht): 18m

Peso Apoio: 5310daN

Escavação (m3) – 1,3x1,21x2,3=3,625 m3

Betão ciclópico – 1,3x1,21x2,3 = 3,625 m3

B Mo – 0,2

Maciço – 3, 0

etão ldado 89 m3

625 + ,289=3,91 m3

Coef. Com ibilidade = 10daN.cm-3 nC2press

Pressão Admissível = 300kPa


Conhecidos os esforços solicitados no ap

possível verificar a estabilidade, cargas e es Ou s

O artigo 73º no ponto 3, define a profu ento dos a , em metros,

a profundidade mínima é:

oio e a dimensão do maciço normalizado, é

forços do maciço. eja:

ndidade de enterram poios

mhh te 3,25,0181,05,01,0 =+×=+=

A profundidade normalizada, respeita a r

egulamentação.





Dimensões do apoio:

Altura Total (ht): 18m Altura Útil (hu): 15,7m Jorramento A: 14mm/m Jorramento B: 10mm/m Dimensão no topo A0: 354mm Dimensão no topo B0: 230mm Dimensão do lado maior á cota útil (Ah): Ah 80216142354 =×hjAA 20 mm=××+ ×+=Dimensão do lado menor á cota útil (Bh): mmhjBBBh 5501610223020 =××+=××+=

Quadro 6.1 das Recomendações para Linhas Eléctricas de Alta Tensão até 30kV

Tabela 27: LN 15kV – Ap. 6 - Dimensões do apoio

Pesos:

Peso Maciço: 0 = daNhbaPM 94382405,221,13,12400 ×××=×××=

Peso Apoio:

Peso condutores:

daNPA 5310=

daNS 95,5279107173,032⎜⎛ +

××=⎟⎞ SwPC 22

13 =⎟⎠⎞

⎝⎠⎜⎝⎛ +

=

P Travessa:

P Isolador

TOTAL 14881daN

e dos fabricantes.

da baseia-se nas Recomendações para Linhas Eléctricas de

Alta Tensão até 30kV e respeitam o RSLEAT.

método de Sulzberger.

daNPT 60=

es: daNPI 20=

Os pesos são obtidos da forma mencionada, os seus valores unitários foram retirados do

guia “Recomendações para Linhas Eléctricas de Alta Tensão até 30kV”

Os critérios a usar de segui

A verificação dos esforços dos maciços e fundações usa o





esistência de EnterramentoR

amento deve ser menor que a pressão máxima admissível do

terreno. A resistência de enterramento calcula-se da seguinte forma:

A resistência de enterr

kPakPaba

PT 300952,13,1 × 11

<==×

devido ao en nto

1488

Momento Resistente castrame

stramento não deverá ser superior a 1% O momento resistente devido ao enca

( )01,0( ≤αtg , art. 74º. RSLEAT.

01,0...00,01488133,066⇒<=

××== TP

tgµ

α 5,11300121 22 ××Cbt

Onde,

t

α• - Ângulo de rotação a partir do qual o eixo de rotação do maciço começa a

deslocar-se para cima desde o fundo da escavação.

• µ - Coeficiente do atrito (0,33);

• otal (14881daN);

• terramento (

TP - Peso t

t - Altura de en cmmt 2303,22,05,2 ==−= );

• pressibilidade das paredes ( daNtC

C nt 5,113,2

210

22 =×== tC - Com )

daNmtgCX

bt1 ⎜⎛

ts 4702901,05,1136

23021100100

33

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎝

×××

×=⎟⎠

⎜⎝

×= α

• - Momento resistente devido ao encastramento;

11 ⎜⎛

⎟⎞

M

Onde,

sM

• X – Coeficiente dependente do ângulo de rotação:

o 01,0<αtg - X=36;

o 01,0≥αtg - X=12;





reacção do fundo da covaMomento Resistente devido à

1% O momento resistente à reacção do fundo da cova também não deverá ser superior a

)01,0( ≤αtg ,art. 74º. RSLEAT.

01,0001,08,13121130

148812222 ⇒<=

×××

==b

t

bCaP

tgα

Onde,

• α - Ângulo de rotação a partir do qual o eixo de rotação do maciço começa a

• N);

• - Compressibilidade de escavação (

deslocar-se para cima desde o fundo da escavação.

- Peso total (14881daTP

bC aNCC tb 8,135,112,12,1 =×== );

01,0<αtg , o momento devido á reacção da cova será: Caso

daNmtgbC

Pa tt 47,013014881147,0 ⎜⎜

⎛−×=⎟

⎟⎞

⎜⎜⎛

−PM b 7585100

101,08,13121

148812

=×⎟⎟⎠

⎞

⎝ ××⎝=

Cas

b 1002 ⎠α

o 01,0≥αtg , o momento devido á reacção da cova seria:

1001

12⎝

3

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎛

= αtgCbaM bb

omento Resistente Total:M

daNmMMM bsR 54614758547029 =+=+=

Com objectivo de não haver possível derrubamento devido á inclinação do apoio o

coeficiente de segurança deve ser maior que 1.

12,77585

>===bM

s 54614+ MM bs

Neste maci o coeficient pre-se.

ço e de segurança cum





Momento Derrubante

da seguinte forma: O cálculo do momento derrubante de um apoio calcula-se

⎟⎠⎞

⎜⎛ += '2lg hFM ⎝ 3vd

Onde,

• - Força devido à acção do vento, art. 10º. RSLEAT;

lg – Centro de massa;

h’

O m ento derrubante total é a soma de todos os momentos derrubante associados ao

apoio, como: ores e Equipamentos diversos instalados

no apoio.

Apoio:

vF

•

• – Profundidade da cova (h’=2,3m);

om

Apoio, Condutores, Travessa, Isolad

mdaNhFM vAPOIOd .109693,2

3284,61310'

32lg =⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ ×+×=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ +=

Onde,

• - Força devido à acção do vento:

Área incidente de vento no apoio,

vF

2160 1,97,152

802,0354,02

mhAA

s um =×

+=×

+=

daNcqsF 13101,99060,11 =×××== α

• lg – Centro de massa;

v

( )( ) m

AAAAh

m

mu 84,6802,0354,03

802,0354,027,15)(3

)2(lg

160

160 =+×

+××=

++

=

Condutores:

mdaNhhFM uvCONDUTORESd .40423,2

3225,07,15238'

3225,0 =⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ ×+−×=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ +−=

• - Força devido à acção do vento nos condutores, calculada anteriormente

;

Onde,

vF

daNFv 238=





Travessa: Vento a incidir sobre a quina da travessa, logo o momento derrubante da

tra

Isoladores:

vessa pode-se considerar nulo.

mdaNhhFM ISOLAuv 33 ⎝⎠⎝

DORESd .46,423,2225,07,155,2'225,0 =⎟

⎠⎞

⎜⎛ ×+−×=⎟

⎞⎜⎛ +−=

Onde,

isoladores, calculada anteriormente

\5,2= , como o vento incidente é no eixo dos y, logo apenas se

, o momento derrubante total será:

M ISOLADORESd

TRAVESSAd

CONDUTORESd

OIO .1505346,420404210969 =+++=+++

O maciço garante a estabilidade e os esforços se o momento resistente for maior que o

derrubante.

>

-se a garantia do maciço. O momento resistente é

muito superior ao momento derrubante, o que podia levar a uma diminuição do tamanho

do maciço. No entanto, com o objectivo de ter um coeficiente de segurança elevado e o

maciço ser norm a instalar será o mencionado.

Desenho final

Nas peças finais em anexo pode-se visualizar o aspecto final do traçado da linha como

os dados referentes ao apoio 6.

mo dos cálculos encontra-se no Anexo I – Quadros Resumo de Cálculos dos

Apoios ,6

• vF - Força devido à acção do vento nos

cadeiadaNFv

considera um isolador.

Por fim

M APdd = mdaNMMM

053.15614.54⇒> dMrM

Analisando esta condição, verifica

alizado, o maciço

O resu

41 e 1.





Apoio fim de linha (Ap. 1)

é um caso particular de cálculo. O motivo desse caso

particular deve-se ao fim da linha e aos acessórios a instalar em que nesta situação é uma

tra subterrânea.

Tensões e flechas

Me ona das

flechas e catenárias é calculada no momento de cálculo do respectivo apoio a montante.

Logo, o cálculo das flechas para o apoio

numero 2.

O apoio fim de linha, também

nsição aérea

nci do anteriormente, a metodologia de cálculo usada, define que o cálculo

numero 1, fim de linha, é calculado no apoio


com manga de gelo de 14 mm Temp. Tensões Flechas Caten. Tensões (ºC) (daN) (m) Cu 0.0094 (daN/mm2) -10 78 2,77 424 1,58 -5 76 2,83 415 1,54 0 75 2,89 407 1,51 5 73 2,95 398 1,48 10 72 3,01 391 1,45 15 71 3,06 384 1,43 30 67 3,23 364 1,35 50 63 3,44 342 1,27






Travessas

oios a instalar deverão ser de betão, a disposição a usar na

linha será em triângulo com cadeias de amarração. Mas, como o apoio é fim de linha a

tra

também tem um seccionador, descarregadores de sobretensão

transição aérea subterrânea (Caixa, Suporte cabos).

t. 31.º do RSLEAT, a distância entre condutores para linhas de 2º

cla

Definido anteriormente, os ap

vessa a usar normalmente é a travessa HPT4, esteira horizontal.

O motivo do uso desta travessa, deve-se á diminuição do espaço ocupado, visto que este

apoio para alem da travessa

e

Respeitando o ar

sse, calcula-se da seguinte forma:

mUdfkD 91,01544,36,075,075,0 ≈+××=++= 200200

Em que:

• - Flecha máxima dos condutores, f mCf 44,3)º50( = ;

• d – C cade s de i ladores susceptíveis de oscilarem

transver m ração d=0 ;

• U – Tensão nom

• k – coeficiente dependente da natureza do tores

Como foi mencionado anteriormente, posiç os cond s é do tipo esteira

horizontal. A travessa a usar (HPT4) tem comp nto total de 1,77m, dispondo os

condutores, a distância entre condutores usando esta travessa tem etros.

Comparando com a mínima regulamentar, verifica que a ssa não respeita a

regulamentação.

A solução a adoptar, é utilizar uma travessa de disposição dos condutores em triângulo.

A travessa a usar, ser tre condutores de

1,43m sendo essa distância maior que a regulamentada.

omo já foi mencionado, podemos traçar a catenária da linha deste vão.

omprimento das ia so

salmente à linha, (Cadeias de A ar )

inal da linha, 15kV;

s condu , (Alumínio-aço k=0,6)

a dis ão d utore

um rime

(1,77/2) 0,89 m

mos trave

á uma TAN 120 que tem uma distância mínima en

C






As e

A caten RSLEAT distância dos


a verm lo

é cumprida.

cat nárias a azul, são as catenárias referentes á linha.

ária a vermelho, refere-se ao cumprimento do art. 27.º

elho é de 7 metros. Analisando a figura anterior, a distância dos condutores ao so

O apoio 1 terá uma altura útil de 16 metros, o que equivale uma altura total de 18

metros nos apoios de betão e a disposição dos condutores serão em triângulo, o tipo de

travessa e a altura da travessa em relação ao topo é de 1,13m (Normalizado).





Estabilidade do apoio

artindo da “Tabela 15: LN 15kv – Fórmulas para cálculo de apoios”, mencionada

anteriormente a estabilidade para apoios (caso geral) calcula-se da seguinte forma:

As solicitações aplicáveis são a 0,25m do topo do poste, sendo o caso mais

desfavorável. (Motivo: Coeficiente de Segurança)


0,25m do topo, sendo o caso mais desfavorável. (Motivo: Coeficiente de Segurança)

Com base na implantação de apoio e na disposição da linha, obteve-se os seguintes

dados:

P

Ilustração 25: LN 15kV – Ap. 1 - Dados apoio fim de linha nº 1

Calculando os esforços, determina-se qual o apoio de betão a instalar.

Cálculo dos esforços dos condutores no apoio:

Nº Vão Secção

(mm²)

Tmax

[daN/mm²]

Ângulo

(grados)

Ftx

[daN]

Fty

[daN]

1 49,48 10,1 200 3 x 49,48 x 10,1 x cos 200,000 gr 3 x 49,48 x 10,1 x sin 200 gr

TOTAL 1499 0






Cálculo dos esforços devido à acção do vento:

s referem-se aos esforços devido à acção do vento sobre os

condutores e sobre os isoladores. Os esforços do vento sobre as travessas são desprezados.

a força

tot

resulta numa maior força do vento em

rel

V

Nº Vão Cond. Vão

(m) Ângulo

(grad.)

Fvx

[daN]

Fvy

[daN]

Os esforços calculado

A força do vento sobre os condutores depende da pressão do vento como da sua área

exposta. Calculado anteriormente, o estado mais desfavorável é o Inverno, onde

al do vento sobre os condutores é aplicado a pressão de vento reduzido, mas a área

exposta ao vento é maior devido ao gelo o que

ação ao vento máximo.

mdaNAAF CONDUTORESV \7992,0)50( = (Calculado anteriormente);

daNFFF TRAVESSARSECCIONADOISOLADORESV 105=++ (Tabelado); V

1 AA50 100 200 3 x 0,6 x 1,0 x 36 x 100/2 x 0,037 x sin² 200 gr + (3x2,5) + 105

3 x 0,6 x 1,0 x 36 x 100/2 x 0,037 x cos² 200 gr + (3x2,5) + 105

TOTAL 113 232

Tabela 30: LN 15kV – Ap. 1 - Acção do Vento

Esforços Totais:

Hipótese 1:

daNFF txx 1499==

daNFFF vytyy 2322320 =+=+=

Hipótese 2:

vxx 1612113FFtxF 1499 daN=+=+=

dF 0== aN F tyy





Apoio a instalar:

Tabela Esforços (DMA-C67-215/N)

Referência EDP: MM08 2750 / 18

Altura total apoio: 18m

Altura útil do apoio: 16m

Acção do vento:

Tabela 31: LN 15kV – Ap. 1 - Apoio reforço MM06 2750 / 18

Maciços e Fundações

Com base nas Recomendações para linhas aérea ão até 30kV e nos maciços

normalizados pela EDP, o maciço a usar para este apoio é do tipo normalizado com as

seguintes dimensões:

vação, Maciç MM08 3500 / 18

s de alta tens

Esca o para

MM08 3500 / 18

Altura Total (ht): 18m

Peso Apoio: 6080daN

Altura Útil (hu): 15,7m

Escavação (m3) – 1,37x1,24x2,3=3,9 m3

Betão ciclópico – 1,37x1,24x2,3 = 3,9 m3

Betão Moldado – 0,390 m3

Maciço – 3,9 + 0,390=4,29 m3

Coef. Compressibilidade = 10daN.cm-3

Pressão Admissível = 300kPa

nC2






Conhecidos os esforços solicitados no apoio e a dimensão do maciço normalizado, é

po stabilidade, cargas e esforços do maciço. Ou seja:

O artigo 73º no ponto 3, define a profundidade metros,

a profundidade mínima é:

5,01,0

ssível verificar a e

de enterramento dos apoios, em

mhh te 3,25,0181,0 =+×=+=

A profundidade normalizada respeita a

Dimensões do apoio:

regulamentação.

Altura Total (ht): 18m Altura Útil (hu): 15,7m Jorramento A: 14mm/m Jorramento B: 10mm/m Dimensão no topo A0: 410mm Dimensão no topo B0: 270mm Dimensão do lado maior á cota útil (Ah): mmhjAAAh 8581614241020 =××+=××+=Dimensão do lado menor á cota útil (Bh): mmhjBBBh 5901610227020 =××+=××+=

Quadro 6.1 das Recomendações para Linhas Eléctricas de Alta Tensão até 30kV

Tabela 33: LN 15kV – Ap. 1 – Dimensões do apoio

Pesos:

Peso Maciço: = daNhbaPM 1019324005,224,137,12400 ×××=×××=

Peso Apoio:

Peso condutores:

daNPA 6080=

daNSwPC 95,252

173,03 ⎟⎠

⎜⎝

100 ⎞⎛213 =××=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

Peso Travessa:

Peso Isoladores:

Peso Seccionador

TOTAL 16434daN

Os pesos são obtidos da forma mencio foram retirados do

guia “Recomendações para Linhas Eléctricas de Alta Tensão até 30kV” e dos fabricantes.

verificação dos esforços dos maciços e fundações baseia-se no método de Sulzberger.

daNPT 60=

daNPI 20=

daNPs 55=

nada, os seus valores unitários

A





Como o método de cálculo já foi demonstrado anteriormente, apenas são apresentados

os resultados.

Resistência de Enterramento: kPakPa 30097 <

Momento Resistente devido ao encastramento: daNmM s 48195=

Momento Resistente devido à reacção do fundo da cova: daNmM b 8863=

Momento Resistente Total: daNmMMM bsR 57058886348195 =+=+=

144,6886357058

>==+

=b

bs

MMM

s Coeficiente de segurança:

Momento Derrubante:

Apoio: 12128= Condutores:

M APOIOd

M CONDd

daNmdaNmUTORES 3940=

Travessa: SSA 0= Isoladores:

M TRAVEd daNm

ADORES 46,42= r:

M dISOL

SeccionadodaNmdaNmM RSECCIONADO

d 1704=daNmM d 17814= Total:

O maciço garante a estabilidade e os esforços se o momento resistente for maior que o

derrubante.

Analisando esta condição, verifica-se a garantia do maciço. O momento resistente é

muito superior ao momento derrubante, o que podia levar a uma diminuição do tamanho

do maciço. No entanto, com o objectivo de ter um coeficiente de segurança elevado e o

maciç o maciço a instalar será o mencionado.

Dese

Nas peças finais em anexo, pode-se visualizar o aspecto final do traçado da linha como

os dados referentes ao apoio 1. (Anexo III – Projecto LN 15kV Parque Eólico Mairos II \

Ch v

814.17058.57 >⇒> dMrM

o ser normalizado,

nho final

a es)

O resumo dos cálculos encontra-se no Anexo I – Quadros Resumo de Cálculos dos

Apoios 41,6 e 1.





Lic

ento de linhas eléctricas de média tensão carece de

lic ceder pela DGE, conforme estipula o decreto de lei nº

44 léctricas.

cessária para o enciamento

respeitando a regulamentação, é disposto da seguinte forma:

tificativa;

• com implantação do traçado da linha a estabelecer e das

existentes, bem como os postos de transformação. A escala a usar é de 1/25000;

perfil longitudinal, de escala 1/500 na vertical e 1/2500 na

horizontal;

O número de exemp imir serão consoante a necessidade dos intervenientes.

No entanto, no mínimo, deverá ser impresso 3 exemplares, esses destinam-se:

• Arquivo da área de rede da EDP;

• Requisitante;

O projecto final da linha do parque eólico Mairos II encont -se no Anexo III – Projecto

LN

enciamento

De um modo geral, o estabelecim

ença de estabelecimento a con

6/76, Regulamento de Licenças de Instalações E

Na área de rede de Trás-os-Montes, a documentação ne lic

• Memória descritiva e jus

Planta geral de localização

• Planta parcelar e

lares a impr

• DREN – Direcção Regional Economia do Norte (DGE);

ra

15kV Parque Eólico Mairos II \ Chaves.





7 Conclusão

uirida na FEUP enquanto estudante foi fundamental, pois permitiu

plicar os conhecimentos adquiridos.

rcado de trabalho, sendo um

gra

(FEUP), permitiu um sucesso

nes in

O

média t

8 Considerações finais

serva-se ao

direito e ção que entender necessária.

Qualquer trabalho no âmbito da electrotecnia foi realizado com base na

regula ecendo as boas regras

da arte.

A formação adq

a

Trabalhar e aprender com uma equipa diferente da qual estava habituado (estudantes e

professores), exige maior responsabilidade e compromisso.

O estágio foi a primeira etapa para a integração no me

nde passo para mim.

Tendo o acompanhamento de uma instituição “familiar”

sa tegração.

objectivo principal foi cumprido. Dimensionamento prático de linhas eléctricas de

ensão.

A empresa EDP Distribuição S.A. (Área de rede de Trás-os-Montes) re

d omitir todo o tipo de documenta

mentação e nas especificações técnicas em vigor, não esqu





9 Bibliografia

Guia Técnico de Redes Aéreas de Baixa Tensão em Condutores Isolados Agrupados em

Fe

es de Distribuição de Energia Eléctrica em Baixa

Te

o de Energia Eléctrica, Vislis

Ed

, 1986;

Apontamentos da cadeira Redes de Distribuição de Energia Eléctrica, Escola Superior

de Tecnologia e Gestão de Leiria, Eng. Francisco Noronha e Távora;

A ntam Transporte de Energia Eléctrica, Escola Superior

de Tecnologia e Gestão de Leiria

ergia Eléctrica

I, F

amentos das aulas práticas da cadeira Concepção de Instalações Eléctricas,

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Eng. João Abel Peças Lopes;

ocumentação interna da empresa, EDP Distribuição S.A.;

ormas DMA da empresa, EDP Distribuição S.A.;

atálogos diversos de empresas.

ixe (Torçada), Direcção Geral de Energia, Lisboa, 1992;

Regulamento de Segurança de Red

nsão, Direcção Geral de Energia, Lisboa, 2001;

Regulamento de Segurança de Instalações de Utilizaçã

itores, LDA., Lisboa, 1999;

Regulamento de Redes de Distribuição de Alta e Baixa Tensão e Postos de

Transformação, Editora Rei dos Livros, Lisboa, 2001;

Recomendações para Linhas Aéreas de Alta Tensão até 30kV (M.T.), Direcção Geral de

Energia, Lisboa

po entos da cadeira Produção e

, Eng. Francisco Noronha e Távora;

Apontamentos das aulas práticas da cadeira Produção e Transporte de En

aculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Eng. José Eduardo Roque Neves dos

Santos;

Apont

D

N

C





VI. Anexos

Índice

airos II \ Chaves

Anexo I – Quadros Resumo de Cálculos dos Apoios 41,6 e 1.

Anexo II – Quadros Resumo de Fundações e Maciços

Anexo III – Projecto LN 15kV Parque Eólico M


relatrio de estgio - web.fe.up.ptee03017/docs/feup.pdf · rdbt rede de distribuição de baixa...

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