Soluções Não Convencionais em CAAdequadas para Transmissão a Distância Muito Longa

Uma Alternativa para o Sistema de Transmissão da Am azônia

SoluSolu çções Não Convencionais em CAões Não Convencionais em CAAdequadas para Transmissão a Distância Muito LongaAdequadas para Transmissão a Distância Muito Longa

Uma Alternativa para o Sistema de Transmissão da Am azôniaUma Alternativa para o Sistema de Transmissão da Am azônia

Universidade Federal do Rio de JaneiroFurnas Centrais Elétricas S.A.

Seminário: Transmissão de Energia Elétrica a Longa Distância

Carlos PortelaMaria Alvim

0505 de outubro de 2007de outubro de 2007

Recife Recife --PEPE

INTRODUINTRODUÇÇÃOÃO�� HHáá vváários casos no Mundo em que o uso de importantes recurs os rios casos no Mundo em que o uso de importantes recurs os

energenerg ééticos, interessantes sob o ponto de vista estratticos, interessantes sob o ponto de vista estrat éégico, gico, econômico ou de impacto ambiental, impõe uma solueconômico ou de impacto ambiental, impõe uma solu çção correta ão correta para transmissão a distância muito longa, por exemplo da ordem dpara transmissão a distância muito longa, por exemplo da ordem d e e dois a três mil quilômetros.dois a três mil quilômetros.

�� Um exemplo, muito importante para o setor elUm exemplo, muito importante para o setor el éétrico brasileiro, trico brasileiro, éé a a opop çção natural, a mão natural, a m éédio prazo, de basear o seu crescimento nos dio prazo, de basear o seu crescimento nos recursos hidroelrecursos hidroel éétricos da Bacia do Amazonas, com geratricos da Bacia do Amazonas, com gera çção ão complementar moderada baseada noutras fontes. complementar moderada baseada noutras fontes.

�� Esta escolha impõe uma soluEsta escolha impõe uma solu çção adequada para transmitir a maior ão adequada para transmitir a maior parte dessa energia a distâncias da ordem de 2500 km.parte dessa energia a distâncias da ordem de 2500 km.

�� Para obter um sistema de transmissão conveniente, hPara obter um sistema de transmissão conveniente, h áá que efetuar que efetuar uma anuma an áálise especlise espec íífica, com otimizafica, com otimiza çção global e considerando uma ão global e considerando uma óótica de longo prazo. tica de longo prazo.

�� Não Não éé adequado extrapolar soluadequado extrapolar solu çções desenvolvidas para distâncias ões desenvolvidas para distâncias de transmissão mde transmissão m éédias da ordem de poucas centenas de dias da ordem de poucas centenas de quilômetros. quilômetros.

�� HHáá dois tipos de soludois tipos de solu çções potencialmente interessantes:ões potencialmente interessantes:

�� A A -- Transmissão em corrente alternada (CA/Transmissão em corrente alternada (CA/ ACAC) baseada em ) baseada em linhas de transmissão não convencionais (LNC), com, tamblinhas de transmissão não convencionais (LNC), com, tamb éém, m, uma soluuma solu çção não convencional do tronco de transmissão.ão não convencional do tronco de transmissão.

�� B B -- Transmissão em corrente contTransmissão em corrente cont íínua (CC/nua (CC/ DCDC).).

�� As soluAs solu çções ões AA e e BB são, ambas, essencialmente são, ambas, essencialmente ““ ponto a pontoponto a ponto ”” , , sem prejusem preju íízo de eventuais adaptazo de eventuais adapta çções de tipo subsidiões de tipo subsidi áário.rio.

�� Não Não éé adequado condicionar a concepadequado condicionar a concep çção bão b áásica do sistema de sica do sistema de transmissão, a distância muito longa, a outros aspec tos de transmissão, a distância muito longa, a outros aspec tos de transmissão. Nomeadamente, a transmissão a distância s transmissão. Nomeadamente, a transmissão a distância s relativamente curtas, de potências de menor ordem de grandeza, relativamente curtas, de potências de menor ordem de grandeza, deve ser tratada a ndeve ser tratada a n íível de redes complementares, otimizadas vel de redes complementares, otimizadas conjuntamente com a rede bconjuntamente com a rede b áásica.sica.

�� As soluAs solu çções ões AA e e BB têm condicionamentos de otimizatêm condicionamentos de otimiza çção muito ão muito diferentes.diferentes.

�� A comparaA compara çção correta impõe a otimizaão correta impõe a otimiza çção separada dos dois tipos ão separada dos dois tipos de solude solu çções (ões ( AA e e BB), e a compara), e a compara çção objetiva e quantitativa dos ão objetiva e quantitativa dos resultados. Em algumas condiresultados. Em algumas condi çções, pode justificarões, pode justificar --se uma soluse uma solu çção ão hhííbrida.brida.

�� Alguns projetos recentes usaram soluAlguns projetos recentes usaram solu çções que correspondem, ões que correspondem, essencialmente, a adaptar, para distâncias muito lon gas, troncosessencialmente, a adaptar, para distâncias muito lon gas, troncos de de transmissão baseados em linhas de transmissão e comp ensatransmissão baseados em linhas de transmissão e comp ensa çção ão complementar complementar ““ selecionadasselecionadas ”” para distâncias moderadas, da para distâncias moderadas, da ordem de 300 a 400 km, com capacidade de transmissão, por ordem de 300 a 400 km, com capacidade de transmissão, por tronco, da ordem de 1 GW. Esses troncos não atingem tronco, da ordem de 1 GW. Esses troncos não atingem ““ dimensão dimensão crcr ííticatica ”” economicamente adequada para transmissão de energia a economicamente adequada para transmissão de energia a distância muito longa e compatdistância muito longa e compat íível com o potencial de geravel com o potencial de gera çção para ão para o qual a transmissão a distância muito longa o qual a transmissão a distância muito longa éé economicamente economicamente atrativa. Por outro lado, esses projetos não considerara m a procatrativa. Por outro lado, esses projetos não considerara m a proc ura ura de solude solu çções inovadoras otimizadas para as potências e distânc ias ões inovadoras otimizadas para as potências e distânc ias de transmissão aplicde transmissão aplic ááveis.veis.

�� Fizemos estudos de soluFizemos estudos de solu çções não convencionais, abandonando ões não convencionais, abandonando deliberadamente o critdeliberadamente o crit éério de escolher solurio de escolher solu çções similares a linhas e ões similares a linhas e equipamento de compensaequipamento de compensa çção similar a linhas e equipamento de ão similar a linhas e equipamento de compensacompensa çção de sistemas existentes, mas considerando critão de sistemas existentes, mas considerando crit éérios rios muito robustos de validade fmuito robustos de validade f íísica, impacto ambiental e otimizasica, impacto ambiental e otimiza çção ão global conjunta do tronco de transmissão.global conjunta do tronco de transmissão. Estes estudos foram Estes estudos foram baseados em solubaseados em solu çções não convencionais, abandonando ões não convencionais, abandonando deliberadamente o critdeliberadamente o crit éério de escolher solurio de escolher solu çções similares a linhas e ões similares a linhas e equipamento de compensaequipamento de compensa çção similar a linhas e equipamento de ão similar a linhas e equipamento de compensacompensa çção de sistemas existentes.ão de sistemas existentes.

�� Essa otimizaEssa otimiza çção considera, nomeadamente: investimento e custos ão considera, nomeadamente: investimento e custos de operade opera çção, incluindo perdas, flexibilidade operacional, ade quaão, incluindo perdas, flexibilidade operacional, ade qua çção ão para uma larga gama de cenpara uma larga gama de cen áários de longo prazo e confiabilidade.rios de longo prazo e confiabilidade.

�� ObteveObteve --se soluse solu çções muito interessantes, baseadas em troncos de ões muito interessantes, baseadas em troncos de transmissão em corrente alternada, não convencionais, com transmissão em corrente alternada, não convencionais, com capacidade de transmissão unitcapacidade de transmissão unit áária de 2 GW a 12 GW, sem ria de 2 GW a 12 GW, sem necessidade de compensanecessidade de compensa çção reativa, ou com compensaão reativa, ou com compensa çção reativa ão reativa muito reduzida, e sem necessidade de subestamuito reduzida, e sem necessidade de subesta çções intermediões intermedi áárias.rias.

�� Esses troncos podem ser Esses troncos podem ser energizadosenergizados e e desenergizadosdesenergizados com a com a manobra de um manobra de um úúnico disjuntor, com nico disjuntor, com sobretensõessobretensões de manobra de manobra moderadas, têm perdas moderadas, comportamento muito fa vormoderadas, têm perdas moderadas, comportamento muito fa vor áável vel para variapara varia çções de carga e estabilidade eletromecânica de redes ões de carga e estabilidade eletromecânica de redes interligadas, originam campo eletromagninterligadas, originam campo eletromagn éético prtico pr óóximo da linha ximo da linha moderado, têm pequeno impacto ambiental e têm custo, moderado, têm pequeno impacto ambiental e têm custo, tipicamente, muito menor que alguns sistemas de trans missão tipicamente, muito menor que alguns sistemas de trans missão recentes baseados em solurecentes baseados em solu çções convencionais (por exemplo, os ões convencionais (por exemplo, os custos por unidade de capacidade de transmissão de tro ncos de custos por unidade de capacidade de transmissão de tro ncos de transmissão apresentados neste artigo são da ordem d e um quinto transmissão apresentados neste artigo são da ordem d e um quinto a a um quarto do custo de sistemas de transmissão recen tes).um quarto do custo de sistemas de transmissão recen tes).

�� FezFez--se tambse tamb éém uma anm uma an áálise sistemlise sistem áática para detectica para detec çção de condião de condi çções ões potencialmente crpotencialmente cr ííticas de soluticas de solu çções não convencionais, que podem ões não convencionais, que podem ser muito diferentes das condiser muito diferentes das condi çções crões cr ííticas de sistemas ticas de sistemas convencionais. Identificouconvencionais. Identificou --se, tambse, tamb éém, procedimentos para limitar m, procedimentos para limitar eventuais condicionamentos indesejeventuais condicionamentos indesej ááveis, fazendo uso adequado veis, fazendo uso adequado das caracterdas caracter íísticas especsticas espec ííficas de tais sistemas de transmissão.ficas de tais sistemas de transmissão.

CONDICIONAMENTOS DO SISTEMA ELCONDICIONAMENTOS DO SISTEMA EL ÉÉTRICO BRASILEIROTRICO BRASILEIRO

19701970 19751975 19801980 19851985 19901990 19951995 20002000 20052005

4040

60608080

100100

150150

200200250250300300350350400400

anoano

TW

hT

Wh /

ano

/ano

Consumo anual de Consumo anual de energia elenergia el éétrica, no trica, no Brasil, de 1970 a 2005Brasil, de 1970 a 2005 ..

�� Em 2005, a energia elEm 2005, a energia el éétrica trica ““ consumidaconsumida ”” no Brasil, foi 373,5 no Brasil, foi 373,5 TWhTWh, , incluindo o Sistema Interligado Nacional incluindo o Sistema Interligado Nacional –– SIN (338,9 SIN (338,9 TWhTWh), alguns ), alguns sistemas isolados separados do SIN (7,2 sistemas isolados separados do SIN (7,2 TWhTWh), auto), auto --produprodu çção ão operando quase independente do SIN, mesmo se ou quan do operando quase independente do SIN, mesmo se ou quan do interligada (27,4 interligada (27,4 TWhTWh). A parcela de energia classificada como perdas ). A parcela de energia classificada como perdas não estnão est áá incluinclu íída no montante de energia da no montante de energia ““ consumidaconsumida ””

DistribuiDistribui çção espacial da populaão espacial da popula çção brasileira ão brasileira (densidade demogr(densidade demogr ááfica fica -- hab/kmhab/km 22) )

Consumo de energia elConsumo de energia el éétrica por Estado(UF) em 2003trica por Estado(UF) em 2003

Fontes:Fontes:-- IBGE, Censo demogrIBGE, Censo demográáfico de 2000, ANEEL, 2004fico de 2000, ANEEL, 2004

Potencial de geraPotencial de gera çção hidroelão hidroel éétrica por subtrica por sub --bacia e bacia bacia e bacia hidrogrhidrogr ááfica e potência instalada por bacia [GW]fica e potência instalada por bacia [GW]

Fonte: Elaborado com base em dados de EletrobrFonte: Elaborado com base em dados de Eletrobráás, Sistema de informas, Sistema de informaçção do potencial hidroelão do potencial hidroeléétrico trico brasileiro SIPOT, Abril de 2003brasileiro SIPOT, Abril de 2003

Potência instalada nas subPotência instalada nas sub --bacias hidrogrbacias hidrogr ááficas [GW]ficas [GW]

Fonte: Elaborado com base em dados de EletrobrFonte: Elaborado com base em dados de Eletrobr áás, Sistema de informas, Sistema de informa çção do potencial ão do potencial hidroelhidroel éétrico brasileiro SIPOT, Abril de 2003trico brasileiro SIPOT, Abril de 2003

Distâncias bDistâncias b áásicas de transmissão entre novas usinas nasicas de transmissão entre novas usinas naBacia do Amazonas e centros de carga Bacia do Amazonas e centros de carga

Fonte: Elaborado com base em dados de ANEEL, BIG – Base de dados de geração, 2003

Distribuição geográfica de usinas hidroelétricas em operação emSetembro de 2003

25,625,610010066,266,2100100258,8258,8TotalTotal

26,626,63,83,82,52,53,73,79,59,588Atlântico SudesteAtlântico Sudeste

22,322,34,34,32,92,95,05,012,812,877Rio UruguaiRio Uruguai

64,564,559,359,339,339,323,523,560,960,966Rio ParanRio Paran áá

17,817,83,93,92,62,65,65,614,514,555Atlântico LesteAtlântico Leste

39,239,215,515,510,310,310,110,126,226,244Rio São FranciscoRio São Francisco

9,49,40,50,50,30,31,21,23,23,233Atlântico Norte/NordesteAtlântico Norte/Nordeste

29,029,011,711,77,77,710,310,326,626,622Rio TocantinsRio Tocantins

0,630,631,01,00,70,740,640,6105,0105,011Rio AmazonasRio Amazonas

%%%%B[GW]B[GW]%%A[GW]A[GW]

BB//AAPotênciaPotência

instaladainstalada

PotencialPotencial

hidroelhidroel éétricotricoCCóódigodigoBaciaBacia

Potência Instalada por bacia hidrogrPotência Instalada por bacia hidrogr ááfica, em Marfica, em Mar çço de 2003o de 2003

UMA ALTERNATIVA NÃO CONVENCIONAL DE SISTEMA DE UMA ALTERNATIVA NÃO CONVENCIONAL DE SISTEMA DE TRANSMISSÃO A GRANDE DISTÂNCIATRANSMISSÃO A GRANDE DISTÂNCIA

�� Principais aspectos de sistemas de transmissão basead os em Principais aspectos de sistemas de transmissão basead os em ““ Linhas Linhas Não convencionaisNão convencionais ”” (LNC), trif(LNC), trif áásicas, trifsicas, trif áásicas duplas ou sicas duplas ou hexafhexaf áásicassicas , , definidas com base nos seguintes critdefinidas com base nos seguintes crit éérios:rios:

�� Não considerar restriNão considerar restri çções que resultem apenas de soluões que resultem apenas de solu çções usuais;ões usuais;

�� Impor apenas restriImpor apenas restri çções relacionadas com condicionamentos fões relacionadas com condicionamentos f íísicos sicos bbáásicos e com desempenho, seguransicos e com desempenho, seguran çça e impacto ambiental;a e impacto ambiental;

�� OtimizaOtimiza çção de parâmetros fão de parâmetros f íísicos de acordo com as funsicos de acordo com as fun çções operacionais ões operacionais e os objetivos espece os objetivos espec ííficos da linha, incluindo custos, perdas, ficos da linha, incluindo custos, perdas, confiabilidaconfiabilida --dede operacional, gama de transmissão e de condicionamen tos operaciooperacional, gama de transmissão e de condicionamen tos operacio nais, nais, e impacto ambiental, ponderados ao longo da vida e impacto ambiental, ponderados ao longo da vida úútil do sistema de transtil do sistema de trans --missão e na gama de cenmissão e na gama de cen áários pertinenterios pertinente

�� IdentificouIdentificou --se um conjunto de propriedades fse um conjunto de propriedades f íísicas bsicas b áásicas que sicas que permitiu escolher um npermitiu escolher um n úúmero limitado de parâmetros com elevada mero limitado de parâmetros com elevada correlacorrela çção com diversos outros parâmetros, fão com diversos outros parâmetros, f íísicos, de desempenho e sicos, de desempenho e de custode custo

�� ÉÉ vivi áável uma anvel uma an áálise robusta de otimizalise robusta de otimiza çção, baseada num não, baseada num n úúmero mero moderado de parâmetros e nos condicionamentos especmoderado de parâmetros e nos condicionamentos espec ííficos do ficos do sistema de transmissão considerado.sistema de transmissão considerado.

�� Para transmissão a distâncias muito longas (da ordem de 2000 km Para transmissão a distâncias muito longas (da ordem de 2000 km ou ou mais), hmais), h áá solusolu çções interessantes baseadas, aproximadamente, em:ões interessantes baseadas, aproximadamente, em:

�� SeleSeleçção de troncos de transmissão que se comportem com u m ão de troncos de transmissão que se comportem com u m ““ comprimento comprimento ““ eleléétricotrico ”” um pouco superior ao comprimento de meia um pouco superior ao comprimento de meia onda (a freqonda (a freq üüência industrial);ência industrial);

�� LigaLiga çção ponto a ponto, sem manobra por trechos;ão ponto a ponto, sem manobra por trechos;

�� CompensaCompensa çção reativa nula ou muito reduzida;ão reativa nula ou muito reduzida;

�� Linhas não convencionais (LNC) com elevada capacida de de transmiLinhas não convencionais (LNC) com elevada capacida de de transmi ssão ssão (em compara(em compara çção com linhas convencionais);ão com linhas convencionais);

�� OtimizaOtimiza çção conjunta de linhas, equipamento de rede critão conjunta de linhas, equipamento de rede crit éérios de proterios de prote çção ão e manobra, detectando e evitando condie manobra, detectando e evitando condi çções potencialmente crões potencialmente cr ííticas;ticas;

�� Impor apenas restriImpor apenas restri çções relacionadas com condicionamentos fões relacionadas com condicionamentos f íísicos sicos bbáásicos e com desempenho, seguransicos e com desempenho, seguran çça e impacto ambiental.a e impacto ambiental.

�� Estas soluEstas solu çções permitem:ões permitem:

�� Bom desempenho do tronco de transmissão quanto a es tabilidade Bom desempenho do tronco de transmissão quanto a es tabilidade eletromecânica;eletromecânica;

�� Bom desempenho do tronco de transmissão quanto a Bom desempenho do tronco de transmissão quanto a sobretensõessobretensõesde manobra;de manobra;

�� Custo muito menor que o de soluCusto muito menor que o de solu çções ões ““ tradicionaistradicionais ”” ;;

�� Confiabilidade operacional muito superior Confiabilidade operacional muito superior àà de solude solu çções ões ““ tradicionaistradicionais ”” ;;

�� Impacto ambiental muito menor que o de soluImpacto ambiental muito menor que o de solu çções ões ““ tradicionaistradicionais ”” ;;

�� Para estas soluPara estas solu çções, a potência caracterões, a potência caracter íística stica éé, aproximadamente, o , aproximadamente, o limite de potência transmitida (diferentemente do q ue sucede comlimite de potência transmitida (diferentemente do q ue sucede comlinhas linhas ““ curtascurtas ”” ).).

Resultados para linhas não convencionais (LNC), tri fResultados para linhas não convencionais (LNC), tri fáásicas, de tensão atsicas, de tensão at éé 1250 kV, otimizadas 1250 kV, otimizadas para transmissão a distâncias muito longas (da orde m de 2000 km para transmissão a distâncias muito longas (da orde m de 2000 km ou mais)ou mais)

14

12

10

8

6

4

2

600 800 1000 1200

Uc (kV)

Pc(GW)

U U

2550 km

Potência caracterPotência caracter íística, Pstica, P cc , que , que pode ser obtida, com critpode ser obtida, com crit éérios rios prudentes, com prudentes, com LNCsLNCs triftrif áásicas, em sicas, em funfun çção da tensão, ão da tensão, UUcc , entre fases, , entre fases, para tensões atpara tensões at éé 1250 kV .1250 kV .

As curvas em vermelho e violeta As curvas em vermelho e violeta representam a gama trepresentam a gama t íípica de Ppica de P cc

que pode ser obtida, dependendo que pode ser obtida, dependendo de condide condi çções e opões e op çções especões espec ííficas.ficas.

RepresentaRepresentaçção esquemão esquemáática de tica de uma linha trifuma linha trifáásica de 1000 kV, sica de 1000 kV, PPcc = 8,6 GW, 2550 km, sem = 8,6 GW, 2550 km, sem compensacompensaçção ão reativareativa

21

0 0.05 0.1 0.15 0.20.9

0.92

0.94

0.96

0.98

1

1.02

1.04U

U2

1

( )− radα πα πα πα π

000111

222333

444

555666

777888

P (GW)P P (GW)(GW)

0 0.05 0.1 0.15 0.20.9

0.92

0.94

0.96

0.98

1

1.02

1.04

0.550.550.55

p (GW)p (GW)p (GW)

0.60.60.60.70.70.7

0.80.80.80.90.90.9

1.01.01.0

1.11.11.1

( )− radα πα πα πα π

U

U2

1

0 0.05 0.1 0.15 0.20.9

0.92

0.94

0.96

0.98

1

1.02

1.04

000

111

222

-1--11-2--22

-3--33-4--44

Q (Gvar)Q (Q (GvarGvar ))

( )− radα πα πα πα π

U

U2

1

0 0.05 0.1 0.15 0.20.9

0.92

0.94

0.96

0.98

1

1.02

1.04

0.20.20.2000

-0.2--0.20.2-0.4--0.40.4

-1--11

-0.8--0.80.8-0.6--0.60.6

-1.2--1.21.2-1.4--1.41.4-1.6--1.61.6

q (Gvar)q (q (GvarGvar ))

( )− radα πα πα πα π

U

U2

1

Potência, P (em GW), e potência reativa, Q (em Gvar), no terminal 1 da li-nha, com tensão U 1 = 1000 kV em função da defasagem, αααα, e da relação entre módulos, das tensões nos terminais 2 e 1.

Perdas, p (in GW), e consu-mo de potência reativa, q (em Gvar), da linha, com tensão U 1 = 1000 kV, em função da defasagem, α α α α, e da relação entre módulos, das tensões nos terminais 2 e 1.

U1 = 1000 kVPc = 8,6 GW

U1 = 1000 kVPc = 8,6 GW

12 condutores por fase

-15 -10 -5 0 5 10 15

0

10

20

30

40

50

x (m)

y (m)

torre

meio do vão

-60 -40 -20 0 20 40 60

0

10

20

30

40

50

x (m)

y (m)

-30 -20 -10 0 10 20 300

20

40

60

80

100

120

x (m)

σσσσ(N/mm2)

-100 -50 0 50 100

2

4

6

8

E(kV/m)

Campo elétrico, ao nível do solo, a meio do vão, no exemplo de linha, para cabos a 25º C, num vão de 500 m, em solo plano horizontal, sem vento.

Campo magnético, ao nível do solo, a meio do vão, no exemplo de linha, para cabos a 25º C, num vão de 500 m, em solo plano hori-zontal, sem vento.

x [m]

-100 -50 0 50 100

2.5

5

7.5

10

12.5

15

17.5

H(A/m)

x [m]

u1a(pu)

0 20 40 60 80 100-1

-0.5

0

0.5

1

t (ms)

0 20 40 60 80 100

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5u2a(pu)

t (ms)

0 20 40 60 80 100

-1

-0.5

0

0.5

1u2b(pu)

t (ms)

Curto-circuito monofásico na linha, no ponto P , fa se a . Disjuntores fechados, em todas as fases, nas duas extremidades da linha.

Curto-circuito monofásico na linha, no ponto P , fa se a. Disjuntores abertos, na fase a , nas duas extremidades da linha, e fechados nas outr as duas fases .

-0.2 -0.1 0 0.1 0.2

2

2.2

2.4

2.6

2.8

3I(A)

( )− radα πα πα πα π-0.2 -0.1 0 0.1 0.2

400

450

500

550

600

650U(kV)

( )− radα πα πα πα π

-0.2 -0.1 0 0.1 0.2

124

125

126

127

128

129

130I(A)

( )− radα πα πα πα π-0.2 -0.1 0 0.1 0.2

555

560

565

570

575

580

585U(kV)

( )− radα πα πα πα π

Curto-circuito monofásico na linha, no ponto P, fase a. Disjuntores abertos, na fase a, nas duas extremidades da linha, e fechados nas outras duas fases. Circuitos auxilia-res para extinção da corrente de arco secundário ligados, na fase a nas duas extremi-dades da linha.

-0.2 -0.1 0 0.1 0.20

5

10

15

20

25I

(A)

( )− radα πα πα πα π-0.2 -0.1 0 0.1 0.2

0

1

2

3

4

5

6U(kV)

( )− radα πα πα πα π

8 condutores por fase

-15 -10 -5 0 5 10 15

0

10

20

30

40

x (m)

y (m)

torre

meio do vão

RESULTADOS PARA UMA LINHA TRIFRESULTADOS PARA UMA LINHA TRIF ÁÁSICA DE 800SICA DE 800 kV, 2550kV, 2550 km, COM km, COM POTÊNCIA CARACTERPOTÊNCIA CARACTER ÍÍSTICA PSTICA Pcc == 4,8 GW 4,8 GW

-100 -50 0 50 100

2

4

6

8E

(kV/m)

x (m)

Campo elétrico, ao nível do solo, a meio do vão, no exemplo de linha, para cabos a 25 o C, num vão de 500 m, em solo plano horizontal, sem vento.

0 0.05 0.1 0.15 0.2

0.9

0.92

0.94

0.96

0.98

1

1.02

1.04 000

0.50.50.5

111

1.51.51.5222

2.52.52.5

P (GW)P (GW)P (GW)

3333.53.53.5

4444.54.54.5

555

(((( ))))radα − πα − πα − πα − π

U

U2

1

0 0.05 0.1 0.15 0.20.9

0.92

0.94

0.96

0.98

1

1.02

1.04

000

0.50.50.5

1111.51.51.5

Q (Gvar)Q (Q (GvarGvar ))

-0.5--0.50.5

-1--11-1.5--1.51.5

-2--22-2.5--2.52.5

333

Potência, P (em GW), e potência reativa, Q (em Gvar ), no terminal 1 da linha,

com tensão U 1 = 800 kV, em função da defasagem, α, e da relação, , entre

módulos, das tensões nos terminais 2 e 1.

LINHA TRIFLINHA TRIF ÁÁSICA DE 800SICA DE 800 kV, 2550kV, 2550 km, COM POTÊNCIA CARACTERkm, COM POTÊNCIA CARACTER ÍÍSTICA STICA PPcc == 4,8 GW 4,8 GW

(((( ))))radα − πα − πα − πα − π

U

U2

1

U

U2

1

-40 -20 0 20 40

30

40

10

20

0

x (m)

y (m

)

-40 -20 0 20 40

30

40

10

20

0

50

-60 60x (m)

y (m

)

-40 -20 0 20 40

30

40

10

20

0

50

-60 60x (m)

y (m

)

-40 -20 0 20 400

10

20

30

40

x (m)

y (m)

Estrutura estaiada

x (m)

y (m)

-60 -40 -20 0 20 40 600

10

20

30

40

50

-40 -20 0 20 40

30

40

10

20

0

50

-60 60x (m)

y (m

)

Estrutura chainette

Estrutura Cross-rope

CC11 -- Custo da linha, excluindo subestaCusto da linha, excluindo subesta çções intermediões intermedi áárias e compensarias e compensa çção reativa ao ão reativa ao longo da linha e nas redes interligadas, para permi tir a operalongo da linha e nas redes interligadas, para permi tir a opera çção da linhaão da linha

CC22 -- Custo de subestaCusto de subesta çções intermediões intermedi áárias e de compensarias e de compensa çção reativa ao longo da ão reativa ao longo da linha e nas redes interligadas, para permitir a ope ralinha e nas redes interligadas, para permitir a ope raçção da linha ão da linha

Sistema de transmissão similar a projeto recente ba seado em sistemas convencionais (Caso a)

Exemplo de sistema de transmissão não convencional de 1000 kV, P = 8,6 GW (Caso b)

Exemplo de sistema de transmissão não convencional de 800 kV, P = 4,8 GW (Caso c)

0,2210,1750,3750,3750,2980,2981,701,701,801,802,562,561,701,70CCtt = =

CC11 + C+ C22

0,0000,0000,0000,0000,0000,0000,700,700,000,000,000,000,700,70CC22

0,3750,2980,3750,3750,2980,2981,001,001,801,802,562,561,001,00CC11

4,8 GW4,8 GW8,6 GW8,6 GW1 GW1 GW4,8 GW4,8 GW8,6 GW8,6 GW1 GW1 GW

cc

(Caso c)(Caso c)

ccbb

(Caso b)(Caso b)

ccaa

(Caso a)(Caso a)

CCcc

(Caso c)(Caso c)

CCbb

(Caso b)(Caso b)

CCaa

(Caso a)(Caso a)cc / cacb / ca

Custos relativos, c = C / PCustos relativos, c = C / PCustos totais, CCustos totais, C

ParcelaParcela

de custode custo

ConclusõesConclusões

�� Os custos relativos (por unidade de capacidade de potê ncia Os custos relativos (por unidade de capacidade de potê ncia transmitida, e para o mesmo comprimento de linha) do s transmitida, e para o mesmo comprimento de linha) do s exemplos apresentados:exemplos apresentados:

�� São cerca de 30 % e de 38 % do custo relativo da lin ha de São cerca de 30 % e de 38 % do custo relativo da lin ha de comparacompara çção baseada em soluão baseada em solu çções convencionais (excluindo ões convencionais (excluindo subestasubesta çções intermediões intermedi áárias e compensarias e compensa çção reativa ao longo ão reativa ao longo da linha e nas redes interligadas, para permitir a operada linha e nas redes interligadas, para permitir a opera çção da ão da linha).linha).

�� São cerca de 18 % e de 22 % do custo relativo da lin ha de São cerca de 18 % e de 22 % do custo relativo da lin ha de comparacompara çção baseada em soluão baseada em solu çções convencionais (incluindo ões convencionais (incluindo subestasubesta çções intermediões intermedi áárias e compensarias e compensa çção reativa ao longo ão reativa ao longo da linha e nas redes interligadas, para permitir a operada linha e nas redes interligadas, para permitir a opera çção da ão da linha).linha).

ConclusõesConclusões�� A soluA solu çção não convencional apresentada neste artigo permite ão não convencional apresentada neste artigo permite

custos de transmissão a distâncias muito longas (da ordem de custos de transmissão a distâncias muito longas (da ordem de 2000 a 3000 km) muito menores que sistemas de transmi ssão em 2000 a 3000 km) muito menores que sistemas de transmi ssão em corrente alternada baseados em solucorrente alternada baseados em solu çções desenvolvidas para ões desenvolvidas para sistemas de transmissão tradicionais, com distâncias de sistemas de transmissão tradicionais, com distâncias de transmissão de poucas centenas de quilômetros.transmissão de poucas centenas de quilômetros.

�� Para obter um sistema de transmissão adequado, deve se r feita Para obter um sistema de transmissão adequado, deve se r feita uma anuma an áálise especlise espec íífica, com otimizafica, com otimiza çção cuidadosa, global e ão cuidadosa, global e considerando um ponto de vista de longo prazo. Não considerando um ponto de vista de longo prazo. Não éé adequado adequado extrapolar soluextrapolar solu çções desenvolvidas para distâncias mões desenvolvidas para distâncias m éédias, da dias, da ordem de poucas centenas de quilômetros.ordem de poucas centenas de quilômetros.

�� Alguns projetos recentes usaram soluAlguns projetos recentes usaram solu çções que correspondem, ões que correspondem, essencialmente, a adaptar, para distâncias muito lon gas, troncosessencialmente, a adaptar, para distâncias muito lon gas, troncosde transmissão baseados em linhas de transmissão e de transmissão baseados em linhas de transmissão e compensacompensa çção complementar ão complementar ““ selecionadosselecionados ”” para distâncias para distâncias moderadas, da ordem de 300 a 400 km, com capacidade d e moderadas, da ordem de 300 a 400 km, com capacidade d e transmissão, por tronco, da ordem de 1 GW. transmissão, por tronco, da ordem de 1 GW.

ConclusõesConclusões

�� Os projetos recentes com capacidade de transmissão, por tronco, Os projetos recentes com capacidade de transmissão, por tronco, da ordem de 1 GW não atingem a da ordem de 1 GW não atingem a ““ dimensão crdimensão cr ííticatica ””economicamente adequada para transmissão a distânci a muito economicamente adequada para transmissão a distânci a muito longa, e compatlonga, e compat íível com o potencial de geravel com o potencial de gera çção disponão dispon íível, para a vel, para a qual a transmissão a distância muito longa qual a transmissão a distância muito longa éé economicamente economicamente atrativa. Por outro lado, esses projetos não considerar am a atrativa. Por outro lado, esses projetos não considerar am a procura de soluprocura de solu çções inovadoras otimizadas para a potência e a ões inovadoras otimizadas para a potência e a distância de transmissão envolvidasdistância de transmissão envolvidas ..

�� Como enfatizado neste artigo, as duas soluComo enfatizado neste artigo, as duas solu çções (transmissão não ões (transmissão não convencional em CA/convencional em CA/ ACAC, discutida neste artigo, e transmissão , discutida neste artigo, e transmissão CC/CC/DCDC) têm condicionamentos de otimiza) têm condicionamentos de otimiza çção bastante diferentes e ão bastante diferentes e a sua comparaa sua compara çção correta impõe uma otimizaão correta impõe uma otimiza çção separada dos ão separada dos dois tipos de soludois tipos de solu çções e uma comparaões e uma compara çção objetiva e quantitativa ão objetiva e quantitativa do resultado. Em algumas condido resultado. Em algumas condi çções, pode justificarões, pode justificar --se uma se uma solusolu çção hão h ííbrida.brida.

ConclusõesConclusões

�� Todavia, deve esclarecerTodavia, deve esclarecer --se que algumas comparase que algumas compara çções de ões de alternativas de CA/alternativas de CA/ ACAC e CC/e CC/DCDC apresentadas emapresentadas em alguns alguns documentos e artigos recentes resultam, na nossa opin ião, de documentos e artigos recentes resultam, na nossa opin ião, de uma anuma an áálise não correta de aspectos conceituais relevantes de lise não correta de aspectos conceituais relevantes de alternativas CA/alternativas CA/ ACAC adequadas para transmissão a muito longa adequadas para transmissão a muito longa distância, nomeadamente de alternativas do tipo apre sentado distância, nomeadamente de alternativas do tipo apre sentado neste artigo.neste artigo.

ENSAIO REAL EM LINHAS EXISTENTESENSAIO REAL EM LINHAS EXISTENTES