1. Equipamentos de Alta TensoProspeco e Hierarquizaode Inovaes TecnolgicasOrganizadorSergio O. Frontin

2. EQUIPAMENTOS DE ALTA TENSOProspeco e Hierarquizaode Inovaes TecnolgicasOrganizadorSergio O. Frontin 3. EQUIPAMENTOS DE ALTA TENSOProspeco e Hierarquizaode Inovaes TecnolgicasOrganizadorSergio O. Frontin1 edioBraslia2013Tiragem 2.000 livros 4. Agncia Nacional de Energia Eltrica AneelSGAN Quadra 603, Mdulos I e J, Asa Norte. CEP: 70830-030. Braslia DFRomeu Donizete RufinoDiretor-GeralTransmissora Aliana de Energia Eltrica S.A. TAESAPraa XV de Novembro, n 20, salas 601, 602, 1002 e 1003.Centro Rio de Janeiro RJ CEP 20.010-010Jos Aloise Ragone FilhoDiretor-Superintendente GeralBrasnorte Transmissora de Energia S.A. BrasnortePraa XV de Novembro, n 20, Salas 602 e 1003 (PARTE)Centro Rio de Janeiro RJ CEP 20.010-010Mrcio Augusto Vasconcelos NunesDiretor-PresidenteFundao de Empreendimentos Cientficos e Tecnolgicos FinatecUniversidade de Braslia, Campus Universitrio Darcy RibeiroAv. L3 Norte Edifcio FINATECAsa Norte Braslia DF CEP 70.910-900Prof. Martim Francisco Bottaro MarquesDiretor-PresidenteCapa, projeto grfico e diagramao:Goya Editora LTDA.Reviso:Ricardo DayanCatalogao na fonteCentro de Documentao CEDOC / ANEELEquipamentos de alta tenso prospeco e hierarquizao de inovaestecnolgicas / Sergio de Oliveira Frontin (organizador). ---Braslia : Teixeira, 2013.934 p. : il.ISBN: 978-85-88041-09-71. Energia eltrica, transmisso. 2. Equipamento eltrico.3. Inovao. 4. Prospeco. 5. Hierarquizao. I. Ttulo.CDU: 621.3(81)Esta publicao parte integrante das atividades desenvolvidas no mbito do Programa de P&D da Aneel.Todos os direitos esto reservados aos autores de cada captulo.Os textos contidos nesta publicao podem ser reproduzidos, armazenados ou transmitidos, desde que citada a fonte.Fotos de abertura de captulos: dreamstime.com 5. Participantes do Projeto INOVAEQ 5PARTICIPANTES DO PROJETO INOVAEQCoordenador do Projeto e AutorSergio de Oliveira Frontin Engenheiro eletricista formado pela EscolaNacional de Engenharia da UFRJ em 1969 e mestre em Sistemas de Po-tnciapelo Rensselaer Polytechnic Institute em Troy (New York EstadosUnidos) em 1971. Trabalhou em Furnas Centrais Eltricas S.A (1967-1987e 1992-1997), Centro de Pesquisas de Energia Eltrica (1988), Itaipu Bi-nacional(1989-1991) e Agncia Nacional de Energia Eltrica (1998-2008).Ex-professor da Pontifcia Universidade Catlica do Rio de Janeiro PUC/RJ (1972-1977), Instituto Militar de Engenharia do Rio de Janeiro IME/RJ (1978) eUniversidade Estadual do Rio de Janeiro - UERJ (1980-1986). Atualmente pesquisadorcolaborador da Universidade de Braslia UnB e consultor nas reas de energia, regula-o,gerao, transmisso, tecnologia da informao e gesto de conhecimento.Representantes da TaesaGliender Pereira de Mendona Ps-graduado em Gesto de Negciosde Energia Eltrica pela Fundao Getlio Vargas - FGV e em Direito dosContratos pelo Centro Universitrio do Distrito Federal - UniDF, atuan-dodesde 2001 no segmento de Energia Eltrica. Fez parte do quadro defuncionrios da Aneel e Eletronorte e, Atualmente ocupa as funes deGerente de Relaes Institucionais e Regulatrias e Gerente dos Progra-masde Pesquisa e Desenvolvimento da Transmissora Aliana de Ener-giaEltrica S.A. TAESA.Paulo Vollu Cyriaco Engenheiro eletricista formado pela Universida-deFederal Fluminense - UFF em 2006 e ps-graduado no MBA em Ges-tode Negcios pelo Ibmec Business School em 2013. Atualmente Coordenador Tcnico na rea de subestaes e equipamentos da Ge-rnciade Engenharia de Operao e Manuteno da TransmissoraAliana de Energia Eltrica S.A. TAESA.Geyza Gabrielli Rigo Bacharel em Administrao de Empresas forma-dapela Universidade Gama Filho - UGF em 2011. Atualmente Analis-taFinanceiro e de Projetos de P&D na rea de gesto de ativos da Trans-missoraAliana de Energia Eltrica S.A. TAESA. 6. P&D Aneel Taesa Brasnorte Finatec UnBEquipamentos de Alta Tenso Prospeco e Hierarquizao de Inovaes Tecnolgicas6Autores em Ordem AlfabticaAirton Violin Engenheiro eletricista, graduado em 1982 pela EscolaFederal de Engenharia de Itajub EFEI, Curso de Engenharia de Siste-masEltricos CESE em 1991 pela mesma instituio, mestrado na reade Sistemas de Potncia em 2003 pela Universidade Federal de Itajub UNIFEI e atualmente concluindo doutorado na mesma rea e insti-tuio,no tema Avaliao de Confiabilidade em Subestaes. Atuou noDepartamento de Planejamento Eltrico da Eletronorte (1984-1993) eatualmente atua como consultor na rea de estudos eltricos envolvendo subestaes,tais como estudos para definio de concepo de subestaes, estudos de transitrioseletromagnticos para definio de equipamentos. A rea de interesse para pesquisa edesenvolvimento confiabilidade em subestaes.Alexandre Maduro-Abreu Professor-adjunto do Departamento de Ad-ministraoda Universidade de Braslia - UnB. Graduado em Adminis-traode Empresas, especialista em Gesto e Marketing do Turismo(CET/UnB), mestre e doutor em Desenvolvimento Sustentvel (CDS/UnB). Desenvolve pesquisas nas seguintes reas: consumo, valores, de-senvolvimentosustentvel, gesto e planejamento local, desenvolvi-mentorural e energia. Antes de ingressar na UnB, atuou como consultorde organismos internacionais e cargos de gesto na iniciativa privada.Andria Maia Monteiro Engenheira eletricista formada pela Univer-sidadeFederal Fluminense - UFF em 2000 e mestre em Sistemas de Po-tnciapela Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ em 2005. En-genheirado Operador Nacional do Sistema Eltrico desde 2000, sendoresponsvel pelas atividades do Grupo de Trabalho para Anlise de Su-peraode Equipamentos de Alta Tenso (GT-AS) desde 2008.Antonio Carlos C. de Carvalho Engenheiro eletricista formado em1978 na Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ e mestre em sis-temasde potncia pela Coppe/UFRJ (1984). membro do Cigr desde1981 com atuao no Comit de Estudos A3 Equipamentos de AltaTenso. especializado na iterao equipamentos-rede e em soluespara sistemas de transmisso. Trabalhou com P&D no CEPEL e em de-senvolvimentode equipamentos na ABB. Atualmente ocupa a Gernciade Padres de Desempenho e Requisitos Mnimos da Rede Bsica no ONS. 7. 7Antonio C. P. Brasil Junior Graduado em Engenharia Mecnica pela Uni-versidadeFederal do Par - UFPA (1982) com mestrado em EngenhariaMecnica pela Pontifcia Universidade Catlica do Rio de Janeiro PUC/RJ (1985). Seu doutorado na rea de Thrmique et Energetique foi obtidona Ecole Centrale de Lyon - Frana em 1992. Atualmente professor as-sociadoda Universidade de Braslia - UnB, com lotao no Departamen-tode Engenharia Mecnica e no Centro de Desenvolvimento Sustentvel.Na rea de cincias mecnicas, os principais temas de interesse so: elementos finitos emfluidos, escoamentos turbulentos e escoamentos ambientais. Alternativamente, o docenteatua na rea de desenvolvimento sustentvel, com interesses nos modelos para o desenvol-vimentonos biomas amaznia e pantanal, explorando temticas de pesquisa que envolvamde maneira interdisciplinar a sustentabilidade de opes tecnolgicas.Ary DAjuz Engenheiro eletricista formado pela Universidade GamaFilho - UGF em 1977 e mestrado em Sistemas de Potncia pela Coppe/UFRJ em 1988. Trabalhou na Internacional de Engenharia (1976-1978),em Furnas Centrais Eltricas S.A. (1978-1986), nas Centrais Eltricas doNorte do Brasil S.A. Eletronorte (1986-2000) e desde 2000 trabalha parao Operador Nacional do Sistema Eltrico ONS.Bianca Maria Salatiel Matos de Alencar Engenheira eletricista forma-dapela Universidade de Braslia UnB (2009) e mestre em Engenhariade Sistemas Eletrnicos e de Automao (2012) pela mesma instituio.Trabalhou na Companhia Energtica de Braslia CEB Distribuio(2011-2012) na rea de planejamento eltrico. Atualmente Analista deInfraestrutura no Ministrio de Minas e Energia.Caio Fernandes Lopes Engenheiro eletricista, com nfase em siste-maseltrico de potncia pela Universidade Federal de Itajub UNIFEI(2003). Integrou, juntamente com Ritz do Brasil e Cemig, o time de de-senvolvimentode seccionador 500kV para manuteno de linhas vivas,trabalho publicado na Revista Eletricidade Moderna (outubro de 2011)e premiado no IV Cittes (Buenos Aires-2009). Participou da elaboraodo projeto de P&D Alstom Grid/ Cemig: Implementao de um bay di-gital SE Bom Despacho 2. Trabalhou como Supervisor Tcnico-Comercial para disjun-tores,seccionadores, para-raios e transformadores de instrumentos na Alstom Grid. Atu-almentededica-se rea de treinamentos e consultorias em equipamentos de manobrae NR-10 (segurana em eletricidade) como Scio-Diretor da Konekta Solues.Participantes do Projeto INOVAEQ 8. P&D Aneel Taesa Brasnorte Finatec UnBEquipamentos de Alta Tenso Prospeco e Hierarquizao de Inovaes Tecnolgicas8Carlos Pederneiras Raja Gabaglia Engenheiro eletricista formado pelaPontifcia Universidade Catlica - PUC/RJ em 1977. Trabalha em FurnasCentrais Eltricas S.A desde 1977.Claudio Frate Ph.D em Desenvolvimento Sustentvel pela Universida-dede Braslia - UnB, onde tambm fez mestrado. Graduou-se em Enge-nhariaEltrica nfase Sistemas de Potncia - pela Universidade de For-taleza- Unifor. Foi Visiting Scholar na Texas Agriculture and MechanicalUniversity, Texas, EUA. pesquisador associado da UnB onde pesquisaas pontes criadas entre a sociedade, a economia e a natureza para o apro-veitamentode fluxos energticos da gua, do vento e da biomassa.Claudir Afonso Costa Engenheiro eletricista formado pelo Institutode Educao Superior de Braslia IESB e mestrando em EngenhariaEltrica na Universidade de Braslia UnB. Trabalhou na CompanhiaEnergtica de Minas Gerais na rea de distribuio de energia eltrica,prestou servios na rea de tecnologia para a Agncia Nacional de Ener-giaEltrica. Atualmente Analista de Infraestrutura no Ministrio daIntegrao Nacional, onde atua na Gesto de Contratos de obras eletro-mecnicasdo projeto de Integrao do Rio So Francisco com Bacias Hidrogrficas doNordeste Setentrional.Delmo de Macedo Correia Engenheiro eletricista pela UniversidadeFederal Fluminense - UFF em 1975, mestre em Sistemas de Potnciapela Universidade Federal de Pernambuco UFPE em 1992 e Doktor--Ingenieur pela Technische Universitt Hamburg-Harburg (Hamburgo,Alemanha) em 1998. Trabalhou na IESA, Themag e IEE-USP em proje-tosde linhas de transmisso, estudos de engenharia de equipamentose qualidade de energia para Chesf, Eletropaulo, CTEEP, Eletrosul, Fur-nas,Itaipu. atuante no Cigr, no grupo de trabalho C4 Desempenho de Sistemas El-tricos.Atualmente atua como engenheiro no ONS.Fabio Machado Resende Engenheiro eletricista formado pela Ponti-fciaUniversidade Catlica PUC/RJ em 1968 e mestre em Sistemas dePotncia pelo Rensselaer Polytechnic Institute em Troy (New York Es-tadosUnidos) em 1971. Trabalhou em Furnas Centrais Eltricas S.A(1968-1974 e 1979-1999), Themag Engenharia (1975-1979) e FMR Con-sultoria(1999-2003). Foi Diretor de Operao do Sistema e Comerciali-zaode Energia de Furnas Centrais Eltricas S.A (2003-2009). Atual-mente consultor nas reas de energia, gerao e transmisso. 9. 9Francisco Manoel Salgado Carvalho Engenheiro eletricista pela Es-colade Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro UFRJem 1971. Curso de Extenso Universitria em Anlise de Sistemas dePotncia na University of Wisconsin em 1979. Curso de Engenharia deSistemas Eltricos (CESE-1980), ps-graduao patrocinada pela Ele-trobras,realizada na Escola Federal de Engenharia de Itajub (EFEI,hoje UNIFEI) em 1980. Mestre em Cincias em Engenharia Eltrica pelaEscola Federal de Engenharia de Itajub (EFEI, hoje UNIFEI) em 1982. Doutor em Cin-ciasem Engenharia Eltrica pela Coppe/UFRJ em 2004. Trabalhou na Companhia Forae Luz Cataguases-Leopoldina, de 1969 a 1970. Trabalhou na Electra Eletrotcnica Con-sultoriae Projetos Ltda, de 1970 a 1972. Trabalhou em Furnas Centrais Eltricas S.A., de1972 a 1998. Foi professor-adjunto do Departamento de Engenharia Eltrica da Univer-sidadeFederal Fluminense UFF, de 1999 a 2009. Desde 2002, pesquisador snior doCepel Centro de Pesquisas de Energia Eltrica (Eletrobras Cepel).Jonas de Oliveira e Silva Pinto Engenheiro eletricista formado pelaUniversidade So Judas Tadeu - USJT em 2007 e mestrando em Sistemasde Potncia pela Escola Politcnica da Universidade de So Paulo USPem 2013. Membro do grupo de trabalho Cigr A3.30 Overstressing of HVSubstation Equipment. Atualmente engenheiro especialista em trans-formadorespara instrumentos no Centro de Tecnologia da empresaABB China.Jorge Amon Filho Engenheiro (1975) e mestre (1986) em EngenhariaEltrica pela Pontifcia Universidade Catlica do Rio de Janeiro PUC/RJ. Trabalha em Furnas Centrais Eltricas desde 1976. Chefe da Divisode Estudos para Equipamentos do Departamento de Planejamento deTransmisso desde 1998. Coordenador do Comit Brasileiro de Usuriosdo EMTP/ATP-CBUE desde de 2002, professor dos cursos de graduaoem Engenharia dos Departamentos de Engenharia Eltrica da PUC/RJ,disciplina Estaes e Equipamentos, no perodo de 1990 a 1995 e da Universidade Esta-dualdo Rio de Janeiro UERJ, disciplinas Eletrotcnica Aplicada I e II, nos anos 2000, 2001e 2003. Membro do Comit SC A3 (High-Voltage Equipment) do Cigr de 2000 a 2010. Atu-almente secretrio do comit equivalente CE A3 do Cigr-Brasil, do grupo de trabalhoA3.30 Impact of overstressing of substation equipment e membro snior do IEEE.Participantes do Projeto INOVAEQ 10. P&D Aneel Taesa Brasnorte Finatec UnBEquipamentos de Alta Tenso Prospeco e Hierarquizao de Inovaes Tecnolgicas10Jos Alexander Arajo Professor-adjunto 4 do Departamento de En-genhariaMecnica da Universidade de Braslia - UnB. Engenheiro me-cnicopela Universidade Federal de Uberlndia - UFU. Mestre em En-genhariaMecnica pela UnB. Ph.D em Cincias da Engenharia pelaUniversity of Oxford UK. Pesquisador de produtividade nvel 2 do Con-selhoNacional de Desenvolvimento Cientfico e Tecnolgico - CNPq.Membro fundador e integrante do Comit Executivo do Comit de Me-cnicada Fratura, Fadiga e Integridade Estrutural da Associao Brasileira de CinciasMecnicas-ABCM. Membro correspondente do Working Group do Cigr InternacionalWG-B2.49 Safe Design Tensions for Conductors Fitted with Elastomer Cushioned Sus-pensionUnits. Membro afiliado da Academia Brasileira de Cincias - ABC. Membro doSubcomit Nacional do Cigr (CIGR SCB2 WG11).Jos Antonio Jardini Engenheiro eletricista (1963), mestre (1969) edoutor (1973) pela Escola Politcnica da Universidade de So Paulo-USP. Trabalhou na Themag no cargo de superintendente e como pro-fessore pesquisador na Escola Politcnica da USP (professor titular).Atuou nos projetos: sistema de transmisso de Itaipu, Cesp, Chesf, Ele-tronorte,Furnas, Eletrosul. atuante no Cigr, no grupo de trabalho B2(Linhas) e B4 (Corrente Contnua). atuante tambm no IEEE ondeparticipou da organizao de vrios congressos. Fellow Member do IEEE e atuou comoDistinguished Lecturer nas Sociedades de Potncia (PES) e Industrial (IAS). Coordenouinmeros projetos de P&D no mbito do programa da Aneel. Atualmente consultor in-dependentee Diretor da J2 Consultoria.Jos Carlos Mendes Engenheiro eletricista, mestre e doutor em Enge-nhariaEltrica, pela Escola Politcnica da Universidade de So Paulo POLI/USP. membro do IEEE e do Cigr. Trabalhou na SIEMENS en-tre1981 a 1984 e, desde ento, na ABB Asea Brown Boveri (anterior BBCBrown Boveri) onde atua como Gerente de Tecnologia, Engenharia eDesenvolvimento da Diviso de Transformadores da ABB Brasil e comoGlobal Corporate Executive Engineer da Diviso de Produtos de Potn-ciada ABB. Experincia com desenvolvimento, projeto eltrico, projeto mecnico, simu-lao,carregamento, monitorao em tempo real, diagnsticos, anlise de estado, an-lisesde falhas e anlise de interao transitria com o sistema eltrico de transformadorou reator de potncia. Atuou como professor de Engenharia Eltrica com participaoem bancas de defesas de dissertaes de mestrado e teses de doutorado em universida-descomo USP, USP/SC, UFSC, UFU, UFPE e UNIFEI. autor de artigos tcnicos e cap-tulosde livros publicados no Brasil e exterior e palestrante em conferncias tcnicas re-alizadasno Brasil e em vrios outros pases. 11. 11Jos Roberto de Medeiros Graduado em Engenharia Eltrica pelo Ins-titutoMilitar de Engenharia - IME (1976) e mestre em cincias pela Co-ppe/UFRJ (1991). Trabalhou como engenheiro em Furnas (1977-1998).Atualmente trabalha para o ONS como engenheiro consultor nas reasde qualidade de energia e fontes de energia renovvel.Lauris Rodrigues Perfeito Engenheira eletricista formada pela Uni-versidadede Braslia UnB (2012). Estagiou na Themag Engenharia eGerenciamento Ltda (2011-2012) na Engenharia do Proprietrio do pro-jetodo Bipolo 1 de Corrente Contnua 3.150MW em 600kV CC daTransmisso do Rio Madeira, Lote C. Atualmente atua como projetistana rea de Sistemas de Proteo, Controle e Automao de Subestaesem Alta Tenso na Engevix Engenharia S.A.Leonardo Brant Mura Engenheiro mecnico formado pela Univer-sidadede Braslia UnB (2009), mestre em Cincias Mecnicas (UnB-2011). Desenvolveu pesquisas na rea transmisso de energia eltricacom foco para o comportamento mecnico de cabos condutores. Atu-almentetrabalha no setor de leo e gs como engenheiro de desenvol-vimentode produtos.Dr. Manuel L B Martinez Nasceu em So Paulo, obteve o ttulo de en-genheiroeletricista e mestre em Engenharia Eltrica em 1982 e 1993,respectivamente, na Universidade Federal de Itajub - UFU. Doutor emEngenharia Eltrica em 2000 pela Universidade de So Paulo - USP. Tra-balhouna 3 M do Brasil, Themag e Eletronorte - Centrais Eltricas doNorte do Brasil, de 1982 a 1994. Atualmente o chefe do Laboratrio deAlta Tenso da UFU, autor e coautor de mais de 300 contribuies tc-nicase artigos sobre equipamentos eltricos, ensaios, transitrios eletromagnticos eprojetos de subestaes.Marcelo Spinella Moraes Engenheiro eletricista formado pela Univer-sidadede Mogi das Cruzes - UMC em 1989, com especializao em sis-temade potncia (1992) e mestre em Engenharia de Energia e Automa-opela Escola Politcnica da USP (2004). Ex-professor da Faculdadede Tecnologia de So Paulo FATEC; trabalhou na Siemens como enge-nheirode aplicao na rea de dispositivos FACTS onde participou ati-vamenteda transferncia de tecnologia de bancos de capacitores srieentre Alemanha e Brasil. Atualmente gerencia e desenvolve projetos de eletrnica de po-tnciae compensadores estticos para a Alstom Grid no Brasil e nos Estados Unidos.Participantes do Projeto INOVAEQ 12. P&D Aneel Taesa Brasnorte Finatec UnBEquipamentos de Alta Tenso Prospeco e Hierarquizao de Inovaes Tecnolgicas12Marcos Bernert Schwarz Engenheiro eletricista formado pela Univer-sidadeFederal de Santa Catarina - UFSC em 1986, especializao emAdministrao da Produo (1992) e MBA em Gerncia de Projetos pelaFundao Getlio Vargas - FGV (2006). Trabalhou em vrias empresasfabricantes de equipamentos de manobra, como Lorenzetti, Merlin Ge-rin,Schneider Electric Alta Tenso, Vatech, Areva. Membro do Cigr eIEEE. Atualmente responsvel pela rea de Engenharia de Aplicaona Siemens Ltda, E T HP (Energy Sector, Transmission Division, High Voltage Products).Marcos E. Guerra Alves Engenheiro eletricista formado pela Universi-dadeSo Judas Tadeu USJT em 2001 e mestre em Energia e Automaopela Universidade de So Paulo USP em 2005. Cursa atualmente o dou-toradoem Energia pela USP. Trabalha com a Treetech Sistemas Digitais,desde 1992, atualmente como Gerente Tcnico e Coordenador de Pes-quisa,Desenvolvimento & Inovao (PD&I). especializado em sistemasde controle e monitoramento de equipamentos de alta tenso, comotransformadores de potncia, reatores, disjuntores, seccionadores e transformadores deinstrumentos. membro do IEEE/PES e do Cigr, onde participou de diversos grupos detrabalho, alm de colaborar com o COBEI na elaborao de normas tcnicas brasileiras.Marta Lacorte Engenheira eletricista formada pela Pontifcia Univer-sidadeCatlica do Rio de Janeiro - PUC/RJ em 1983. Mestre em Enge-nhariaEltrica pela Coordenao de Programas de Ps-graduao emEngenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro Coppe/UFRJ,em 1988. Pesquisadora do CEPEL, de 1984 a 1991, tendo atuado na reade pesquisa em equipamentos de manobra e proteo contra sobrecor-rentes.Em 1992, transferiu-se para a ABB Sua, onde trabalhou at 2001no Departamento de Subestao Isolada a Gs SF6 (GIS) como suporte tcnico. Em 2002,retornou ao Brasil como representante da fbrica de disjuntores de gerador da ABB Suapara Amrica Latina. Desde 2011, responsvel tcnica pelos equipamentos de Alta Ten-soda ABB Brasil.Oscar Kastrup Filho Engenheiro eletricista formado pela PontifciaUniversidade Catlica do Rio de Janeiro - PUC/RJ em 1969. Trabalhouem Furnas Centrais Eltricas S.A (1969-1973 e 1981-2001), EletrosulCentrais Eltricas do Sul do Brasil (1973-1974) e na Themag Engenharia(1974-1981). Ex-professor da PUC/RJ (1977 a 1989) e da UniversidadeEstadual do Rio de Janeiro - UERJ (1978-1985). Ministrou cursos de es-pecializaoem transitrios eletromagnticos e equipamentos eltricospara diversas concessionrias de energia eltrica no Brasil e no exterior (Colmbia, Equa-dore Uruguai). Foi consultor do ONS Operador Nacional do Sistema Eltrico, de 2001a 2007. atualmente consultor independente. 13. 13Paulo Cesar Vaz Esmeraldo Engenheiro eletricista formado pela Esco-lade Engenharia da Universidade Estadual do Rio de Janeiro - UERJ em1972, mestre em Cincias pela Universidade Federal de Itajub - UNIFEIem 1976. Participou do Power Technology Course da PTI (Schenectady,USA) no ano de 1974. Trabalhou em Furnas Centrais Eltricas por cercade 30 anos, onde foi Chefe da Diviso de Estudos de Equipamentos eChefe do Departamento de Planejamento, tendo atuado em Estudos dePlanejamento da Transmisso, Estudos em Sistemas de EAT, HVDC e FACTS, Estudos deConcepo de Linhas em 765kV, 500 kV, 600 kV CC, torres compactas e LPNE e Estudosde Sobretenses e Coordenao de Isolamento, incluindo Estudos em Simuladores e EMTP.Recebeu no ano 2000 as premiaes de IEEE Fellow e Cigr Technical Award. Foi Superin-tendentede Transmisso de Energia na Empresa de Pesquisa Energtica - EPE (2005-2013),responsvel pelos estudos de planejamento do Sistema Interligado Nacional. Atualmente Diretor-Geral do CESI-Brasil.Rafael Fernando Mendona de Alencar Engenheiro mecnico forma-dopela Universidade de Braslia - UnB em 2011. Ex-estagirio na Petro-brasna Gerncia de Grandes Consumidores (GRCCO). Trabalha e de-senvolveestudos com o grupo de Fadiga, Fratura e Materiais na rea defadiga ocasionada por vibraes elicas em linhas de transmisso e noestudo de determinao de caractersticas dos condutores como auto-amortecimento.Atualmente mestrando em integridade de materiaisde engenharia pela Universidade de Braslia UnB.Ricardo Carvalho Campos Engenheiro eletricista formado pela Esco-laFederal de Engenharia de Itajub - EFEI em 2001. Trabalhou na Als-tomcomo Engenheiro de Projetos, de 2002 a 2005, e como Supervisorde Engenharia, de 2007 a 2012. Tambm trabalhou no Operador Nacio-naldo Sistema Eltrico como Engenheiro de Sistemas de Potncia em2006. Atualmente exerce o cargo de Gerente do Departamento Tcnicoe Comercial da unidade de Compensao Reativa da Alstom, em Itaju-b/MG. membro regular do IEEE, Cigr Brasil e da SBQEE Sociedade Brasileira deQualidade da Energia Eltrica.Rivaele Jos da Silva Engenheiro eletricista formado pela Faculdadede Engenharia So Paulo - FESP em 2006 e ps-graduado em Automa-oIndustrial pela Faculdade SENAI de Tecnologia Mecatrnica em2009. Em 2010, transferiu para ABB Componentes como Engenheiro deAplicao na rea de Componentes para Transformadores na ABB Bra-sil,Diviso de Produtos de Alta Tenso.Participantes do Projeto INOVAEQ 14. P&D Aneel Taesa Brasnorte Finatec UnBEquipamentos de Alta Tenso Prospeco e Hierarquizao de Inovaes Tecnolgicas14Roberto Vaisman Engenheiro eletricista formado pelo Instituto Mili-tarde Engenharia - IME em 1975 e mestre em Sistemas de Potncia pelaCoppe/UFRJ em 1981. Trabalhou na PTEL de 1975 a 1978, em FurnasCentrais Eltricas de 1978 a 1986 e, desde ento, pesquisador do Cen-trode Pesquisas de Energia Eltrica, Eletrobras Cepel. professor des-de1981 da Universidade Veiga de Almeida - UVA. Foi representante deFurnas e posteriormente do Cepel na elaborao das normas brasileirasABNT de Coordenao de Isolamento. coautor do livro Transitrios Eltricos e Coor-denaode Isolamento Aplicao em Sistemas de Potncia de Alta Tenso.Srgio de Azevedo Morais Engenheiro eletricista formado (1967) pelaEscola Nacional de Engenharia da Universidade do Brasil, atual UFRJ,mestre em Cincias (1977) pelo University of Manchester Institute ofScience and Technology UMIST (Inglaterra). Trabalhou em Furnas Centrais Eltricas S.A., de 1968 a 1992. No perodo 1997 a 1998, voltou acolaborar com essa firma como bolsista de pesquisa do Conselho Na-cionalde Desenvolvimento Cientfico e Tecnolgico CNPq. Pela firmaPercurso Engenharia, Consultoria e Servios Ltda., prestou servios de consultoria Li-ght Servios de Eletricidade, ABB Switchgear, ABB Brasil, ONS, Power Consult, MarteEngenharia (1999-2000) e Aneel (2004-2006). Desde 2006, vem trabalhando para a empre-saSNC-Lavalin Marte. Desde 1979, participa de comits de estudo e grupos de trabalhorelacionados com disjuntores e equipamentos de manobra no mbito do Cigr-Brasil eCigr Internacional, do qual Distiguished Member.Sidnei Cabral Tecnlogo formado pelo Instituto Federal de Educao,Cincia e Tecnologia de So Paulo em 2003. Eletrotcnico pela EscolaTcnica Estadual Basilides Godoy, em 2000. Licenciado em Matemticapela Faculdade Renascena em 1997. Iniciou carreira na ABB Transfor-madores,em 2001, atuando na Engenharia de Produto na rea de com-ponentespara transformadores. Larga experincia em ensaios de bu-chaspara transformadores de potncia.Thamise Sampaio Vasconcelos Vilela Engenheira mecnica formadapela Universidade de Braslia UnB em 2011. Ex-estagiria no Centrode Apoio ao Desenvolvimento Tecnolgico (CDT). Foi pesquisadorabolsista na rea de fadiga por fretting na cole Centrale de Lyon, Fran-a.Trabalha e desenvolve estudos com o grupo de Fadiga, Fratura e Ma-teriais(GFFM-UnB) em pesquisas associadas falha por fadiga provo-cadapor vibraes elicas em linhas de transmisso e no estudo deanlise de tenses em cabos condutores de energia eltrica a partir da extensometria.Atualmente aluna de mestrado em Cincias Mecnicas na UnB. 15. 15Yoshio Nomi Engenheiro eletricista formado pela Universidade deMogi das Cruzes - UMC em 1981. Membro Cigr e ABNT. Iniciou carrei-rana ABB Transformador em 1975. Em 1985, transferiu para ABB Com-ponentescomo engenheiro de Aplicao e Produto na rea de Compo-nentespara Transformadores na ABB Brasil, Diviso de Produtos de AltaTenso. Especialista em Buchas de Alta Tenso e Comutadores. De 2010a 2011, atuou na ABB Sua, Micafil no desenvolvimento, coordenaoe implantao de Bucha RIS na Sua. Atualmente responsvel tcnico de ABB Compo-nentesna Amrica do Sul.Participantes do Projeto INOVAEQ 16. Sumrio 17SUMRIOPREFCIOS INICIAISEquipamentos de Alta Tenso Prospeco e Hierarquizao de Inovaes Tecnolgicas......................................43Prospeco e Hierarquizao de Inovaes Tecnolgicas A Transmisso do Conhecimento...........................................................................................45Conhecimento Tcnico e Acadmico A Bssola das Novas Pesquisas...............................................................................................47Resumo Executivo.............................................................................................................................49CAPTULO 1Planejamento e Custos dos Equipamentos de Alta Tenso1. Objetivo................................................................................................................................... 562. O Planejamento da Expanso do Sistema de Transmisso...............................................................563. As Premissas do Plano Decenal..........................................................................................................56Premissas Demogrficas....................................................................................................................57Taxa de Crescimento do Nvel de Atividade....................................................................................57Taxa de Crescimento do Nvel de Investimento..............................................................................58Consumo de Energia Eltrica............................................................................................................58Gerao de Energia............................................................................................................................59Transmisso de Energia.....................................................................................................................60Linhas de Transmisso..............................................................................................................60Capacidade de Transformao.................................................................................................62Configuraes do Sistema em 2012 e 2030.............................................................................634. Investimentos em Gerao e Transmisso..........................................................................................645. Metodologia de Composio das Unidades Modulares de Subestaes......................................66Terminologia.......................................................................................................................................67Mdulo de Infraestrutura..................................................................................................................68Mdulo de Manobra..........................................................................................................................68Mdulo de Equipamento..................................................................................................................68 17. P&D Aneel Taesa Brasnorte Finatec UnBEquipamentos de Alta Tenso Prospeco e Hierarquizao de Inovaes Tecnolgicas186. Elaborao de Oramento de Subestaes.......................................................................................69Custo Direto........................................................................................................................................70Montagem Eletromecnica...............................................................................................................71Canteiro de Obras...............................................................................................................................71Comissionamento..............................................................................................................................71Engenharia..........................................................................................................................................71Administrao Local..........................................................................................................................72Eventuais.............................................................................................................................................72Custo Indireto.....................................................................................................................................727. Oramento Simplificado de Subestaes...........................................................................................728. Custos de Equipamentos......................................................................................................................739. Constataes........................................................................................................................... 7510. Referncias..........................................................................................................................................77CAPTULO 2Subestaes de Alta Tenso1. Objetivo..................................................................................................................................................802. Introduo............................................................................................................................................803. Configuraes de Barra......................................................................................................................84Barra Simples BS..............................................................................................................................85Barra Principal e Transferncia BP+T............................................................................................86Barra Principal Seccionada e Transferncia BPS+T.....................................................................88Barra Dupla com Disjuntor Simples a Trs Chaves BD-Ds-3 ch.................................................88Barra Dupla com Disjuntor Simples a Quatro Chaves BD-Ds-4 ch............................................89Barra Dupla com Disjuntor Simples a Cinco Chaves BD-Ds-5 ch..............................................90Barra Dupla com Disjuntor Simples a Trs e Quatro chaves BD-Ds-3 e 4 ch...................91Barra Dupla e Transferncia com Disjuntor Simples a Trs e Quatro Chaves BD+T................92Barra Dupla Seccionadas com Disjuntor Simples a Quatro Chaves BDS-Ds-4 ch...................93Anel Simples AN...............................................................................................................................94Anel Mltiplo ANM.........................................................................................................................95Barra Dupla com Disjuntor e Meio BD-D1/2...............................................................................97Barra Dupla com Disjuntor e Meio Modificado BD-D1/2-M.....................................................98Barra Dupla com Disjuntor e Um Tero BD-D1/3.......................................................................99Barra Dupla com Disjuntor Duplo BD-Dd..................................................................................1004. Classificao Qualitativa de Configuraes de Barra..................................................................1025. Subestaes Isoladas a Gs SF6 GIS..............................................................................................1036. Mdulos Compactos.............................................................................................................. 1057. A Legislao e as Subestaes do Sistema Eltrico Brasileiro.....................................................106Referncias de Configuraes de Barra..........................................................................................106Qualidade dos Servios da Transmisso........................................................................................1098. Avaliao de Confiabilidade de Subestaes...................................................................................110Evoluo da Metodologia................................................................................................................110Exemplo de Aplicao......................................................................................................................1149. Constataes.......................................................................................................................................11810. Referncias........................................................................................................................................119 18. 19CAPTULO 3Desempenho de Equipamentos de Alta Tenso1. Objetivo................................................................................................................................. 1222. Introduo............................................................................................................................ 1223. Definies............................................................................................................................................1224. Os Procedimentos de Rede................................................................................................................124Mdulo 2 Requisitos Mnimos para Instalaes eGerenciamento de Indicadores de Desempenho.........................................................................125Submdulo 2.3 Requisitos Mnimos para Transformadores epara Subestaes e seus Equipamentos................................................................................126Mdulo 16 Acompanhamento de Manuteno.........................................................................126Submdulo 16.3 Gesto de Indicadores para Avaliao de Desempenho deEquipamentos e Linhas de Transmisso na Perspectiva da Manuteno.........................126Mdulo 22 Anlise de Ocorrncias e Perturbaes....................................................................127Submdulo 22.4 Anlise de Falhas em Equipamentos e Linhas de Transmisso..........127Mdulo 23 Critrios para Estudos...............................................................................................127Submdulo 23.3 Diretrizes e Critrios para os Estudos Eltricos....................................127Mdulo 25 Apurao de Dados, Relatrios da Operao doSistema Interligado Nacional e Indicadores de Desempenho.....................................................128Submdulo 25.8 Indicadores de Desempenho de Equipamentos eLinhas de Transmisso e das Funes de Transmisso e Gerao.....................................1285. Desligamentos Forados de Equipamentos do Sistema Eltrico Brasileiro........................... 129Transformadores de Potncia.........................................................................................................129Reatores em Derivao....................................................................................................................134Capacitores em Derivao...............................................................................................................137Compensadores Estticos...............................................................................................................141Capacitores Srie..............................................................................................................................1446. Desligamentos Forados de Linhas de TransmissoProvocados por Falhas e Defeitos nos Equipamentos Terminais.......................................................146Consolidao dos Resultados.........................................................................................................1487. Padres de Desempenho da Funo Transmisso...........................................................................1498. Desempenho de Equipamentos de Alta Tenso em mbito Internacional...................................150Disjuntores a SF6...............................................................................................................................151Com Relao ao Tipo Construtivo.........................................................................................151Com Relao ao Tipo de Aplicao e Nvel de Tenso.........................................................151Com Relao ao Mecanismo de Operao............................................................................152Frequncia de Falhas por Nvel de Tenso............................................................................152Frequncia de Falhas por Tipo de Aplicao e por Tipo Construtivo.................................153Frequncia de Falhas em Funo do Ano de Instalao e Tipo Construtivo.....................153Frequncia de Falhas em Funo da Causa..........................................................................154Seccionadores e Chaves de Aterramento.......................................................................................154Com Relao ao Tipo...............................................................................................................154Com Relao ao Nvel de Tenso............................................................................................155Frequncia de Falhas por Nvel de Tenso............................................................................156Frequncia de Falhas em Funo do Ano de Instalao......................................................156Frequncia de Falhas em Funo do Tipo Construtivo.......................................................157Frequncia de Falhas em Funo da Causa..........................................................................157Sumrio 19. P&D Aneel Taesa Brasnorte Finatec UnBEquipamentos de Alta Tenso Prospeco e Hierarquizao de Inovaes Tecnolgicas20Transformadores de Instrumento..................................................................................................158Com Relao ao Nvel de Tenso............................................................................................158Frequncia de Falhas por Nvel de Tenso............................................................................158Frequncia de Falhas em Funo do Tipo.............................................................................159Frequncia de Falhas em Funo do Ano de Instalao......................................................1609. Constataes.......................................................................................................................................160Com Relao aos Transformadores................................................................................................161Com Relao aos Reatores em Derivao......................................................................................161Com Relao aos Capacitores em Derivao................................................................................161Com Relao aos Compensadores Estticos.................................................................................162Com Relao aos Capacitores Srie................................................................................................162Com Relao a Desligamentos de Linhas Provocadas por Equipamentos Terminais..............162Com Relao s Pesquisas Internacionais.....................................................................................16310. Referncias........................................................................................................................................164CAPTULO 4Estudos Bsicos para Especificao de Equipamentos1. Objetivo................................................................................................................................................1662. Introduo............................................................................................................................ 1663. Corrente Nominal..............................................................................................................................1674. Corrente de Curto-circuito.............................................................................................................1675. Sobretenses.......................................................................................................................................168Mtodos de Controle das Sobretenses.........................................................................................169Resistores de Pr-insero dos Disjuntores..........................................................................169Para-raios..................................................................................................................................170Modificaes na Configurao do Sistema...........................................................................170Blindagem de Linhas de Transmisso e Subestaes Contra Descargas Atmosfricas.........1706. Isolamentos.........................................................................................................................................171Nveis de Isolamento dos Equipamentos......................................................................................1717. Coordenao de Isolamento.............................................................................................................172Mtodos de Coordenao de Isolamento......................................................................................173Efeito-distncia................................................................................................................................173Espaamentos Eltricos e Distncia de Segurana.......................................................................174Distncia de Escoamento de Buchas e Isoladores........................................................................1758. Estudos para a Expanso da Transmisso............................................................................... 175Relatrio R1.......................................................................................................................................175Arranjos de Barramento..........................................................................................................176Definio das Correntes Nominais dos Barramentos e Equipamentos.............................176Anlise das Correntes de Curto-circuito...............................................................................176Definio de Tipo, Potncia e Tenses Nominais eDerivaes das Unidades Transformadoras.........................................................................176Anlise de Adequaes das Instalaes Existentes..............................................................177Relatrio R2.......................................................................................................................................177Relatrio R3.......................................................................................................................................177Relatrio R4.......................................................................................................................................178 20. 219. Procedimentos de Rede......................................................................................................................178Corrente em Regime Permanente..................................................................................................178Capacidade de Curto-circuito.........................................................................................................179Tenso em Regime Permanente.....................................................................................................179Isolamento sob Poluio.................................................................................................................179Desempenho sob Descargas Atmosfricas....................................................................................179Transformadores de Potncia.........................................................................................................180Banco de Capacitores em Derivao..............................................................................................180Reatores em Derivao....................................................................................................................180Banco de Capacitores Srie.............................................................................................................180Dispositivos FACTS..........................................................................................................................180Disjuntores........................................................................................................................................180Seccionadores, Lminas de Terras e Chaves de Aterramento......................................................181Para-raios..........................................................................................................................................181Transformadores de Potencial e Transformadores de Corrente..................................................18110. Edital de Leilo de Transmisso.....................................................................................................181Subestaes.......................................................................................................................................182Equipamentos..................................................................................................................................182Disjuntores...............................................................................................................................182Seccionadores, Lminas de Terra e Chaves de Aterramento...............................................183Para-raios..................................................................................................................................183Transformadores de Corrente e Potencial.............................................................................183Unidades Transformadoras de Potncia...............................................................................184Reatores em Derivao...........................................................................................................184Banco de Capacitores Srie....................................................................................................185Demonstrao da Conformidade das Instalaes de Transmisso............................................18511. Referncias........................................................................................................................................186CAPTULO 5Transformadores de Potncia1. Objetivo................................................................................................................................................1882. Introduo..........................................................................................................................................188Funo no Sistema...........................................................................................................................188Princpio Bsico e Propriedades Gerais.........................................................................................188Transformador Ideal........................................................................................................................189Aspectos Construtivos.....................................................................................................................191Partes Constituintes................................................................................................................191Enrolamentos...........................................................................................................................191Ncleo.......................................................................................................................................192Isolao.....................................................................................................................................192Tipos de Transformador..................................................................................................................193Critrios de Classificao........................................................................................................193Finalidade e Funo no Sistema............................................................................................193Autotransformadores Versus Enrolamentos Separados......................................................194Enrolamento Tercirio............................................................................................................194Material do Ncleo..................................................................................................................194Sumrio 21. P&D Aneel Taesa Brasnorte Finatec UnBEquipamentos de Alta Tenso Prospeco e Hierarquizao de Inovaes Tecnolgicas22Quantidade de Fases...............................................................................................................195Tenso Varivel.........................................................................................................................1953. Desempenho Trmico..........................................................................................................................195Conceitos Bsicos.............................................................................................................................195Limites de Elevao de Temperatura.....................................................................................196Condies de Carregamento..................................................................................................196Gesto do Desempenho Trmico...................................................................................................197Etapas de Gerenciamento de uma Unidade Transformadora Nova...................................198Gerenciamento da Operao de Unidades Transformadoras............................................201Determinao do Envelhecimento........................................................................................202Temperatura do Ponto mais Quente do Ano Anterior.........................................................202Curvas de Carga e Temperatura Ambiente do Ano Anterior...............................................202Distribuio da Temperatura do Ponto mais Quente do Ano Anteriorpara a Situao de Regime Normal e de Emergncia...........................................................203Curva de Carga e Temperatura Ambiente do Ano AnteriorCaracterizadas por Dados Tpicos de uma Semana de Cada Ms......................................203Curva de Carga e Temperatura Ambiente do Ano AnteriorCaracterizadas por Dados Tpicos de um Dia de Cada Ms................................................204Estabelecimento da Capacidade Operativa..........................................................................204Sistema de Monitorao.........................................................................................................2054. Especificao para Projeto e Fabricao..........................................................................................206Parmetros de Operao.................................................................................................................207Especificao de Transformador....................................................................................................208Normas.....................................................................................................................................208Dados de Especificao..........................................................................................................208Perdas em Vazio e em Carga Otimizao............................................................................212Capitalizao de Perdas em Vazio e em Carga......................................................................213Transformador e Circuitos Equivalentes.......................................................................................216Transformador de Dois Enrolamentos..................................................................................216Transformador de Trs Enrolamentos...................................................................................219Transformador de Trs Enrolamentos e Carregamento Simultneo..................................220Enrolamento Tercirio em Autotransformador....................................................................222Desempenho de Transformador.....................................................................................................224Desempenho do Ncleo.........................................................................................................224Desempenho Trmico............................................................................................................228Desempenho Mecnico..........................................................................................................230Desempenho em Sobre-excitao.........................................................................................231Desempenho dos Enrolamentos...........................................................................................234Desempenho dos Acessrios..................................................................................................246Transformador e o Sistema Eltrico...............................................................................................246Estado de Operao em Regime Permanente......................................................................246Estado de Operao em Regime Transitrio.........................................................................247Interao Transformador Sistema Eltrico.........................................................................249Proteo de Transformador.............................................................................................................252Proteo por Sinal Eltrico.....................................................................................................2525. Operao..............................................................................................................................................256Sistema de Isolao..........................................................................................................................256Confiabilidade e Falhas...................................................................................................................257 22. 23Consequncias de Falhas................................................................................................................257Sobretenses Locais e Remotas ao Local da Falha........................................................................258Sobrecorrentes Locais e Remotas ao Local da Falha....................................................................258Solicitaes Trmicas..............................................................................................................259Contaminao por Umidade, Sujeira e Partculas...............................................................259Solicitaes Mecnicas em Componentes Externos............................................................259Monitorao, Estado e Diagnsticos de Transformadores em Operao..................................260Monitorao em Tempo Real..................................................................................................260Anlise de Estado e Diagnstico............................................................................................261Estado do leo.........................................................................................................................262Estado da Isolao Slida........................................................................................................264Estado dos Acessrios.............................................................................................................2666. Revitalizao ou Substituio..........................................................................................................268Anlise e Classificao de Estado...................................................................................................268Envelhecimento e Final de Vida til..............................................................................................269Revitalizao de Transformador.....................................................................................................2697. Novas Tecnologias..............................................................................................................................270Projetos Avanados..........................................................................................................................270Materiais Avanados........................................................................................................................2738. Referncias............................................................................................................................ 273CAPTULO 6Reatores em Derivao1. Objetivo................................................................................................................................. 2782. Introduo..........................................................................................................................................2783. Potncia Reativa e Controle de Tenso...........................................................................................278Funo no Sistema Eltrico.............................................................................................................2804. Reator em Derivao..........................................................................................................................281Princpio Bsico e Propriedades Gerais.........................................................................................282Tipos de Reatores em Derivao.....................................................................................................288Tipos de Ligao No Manobrvel ou Manobrvel...........................................................288Tipos de Ncleo Ar ou Ferromagntico..............................................................................288Nmero de Fases Monofsicos ou Trifsicos.....................................................................288Aspectos Construtivos.....................................................................................................................289Componentes de um Reator em Derivao..........................................................................289Ncleo.......................................................................................................................................290Enrolamentos...........................................................................................................................291Isolao.....................................................................................................................................292Resfriamento............................................................................................................................2925. Requisitos Funcionais........................................................................................................................293Tolerncia do Valor da Reatncia....................................................................................................293Esquema de Aterramento................................................................................................................293Regime de Operao........................................................................................................................293Vida til.............................................................................................................................................294Perda..................................................................................................................................................294Sumrio 23. P&D Aneel Taesa Brasnorte Finatec UnBEquipamentos de Alta Tenso Prospeco e Hierarquizao de Inovaes Tecnolgicas246. Especificao de Reator em Derivao.............................................................................................294Normas..............................................................................................................................................294Dados de Especificao...................................................................................................................295Potncia Nominal....................................................................................................................296Tenso Nominal e Tenso Mxima Operativa......................................................................297Reatncia e Indutncia Nominal............................................................................................297Ligaes Entre Enrolamentos.................................................................................................298Nveis de Isolamento...............................................................................................................298Limites de Elevaes de Temperatura do leo e Enrolamento..........................................298Carregamento e expectativa de vida til da isolao...........................................................299Sistema de Resfriamento........................................................................................................299Linearidade do Ncleo............................................................................................................300Suportabilidade a Sobretenses Dinmicas.........................................................................300Caractersticas Especiais.........................................................................................................300Perdas Totais e Otimizao..............................................................................................................301Capitalizao de Perdas...................................................................................................................301Reator e Circuito Equivalente.........................................................................................................302Baixa Frequncia.....................................................................................................................302Mdia Frequncia....................................................................................................................302Alta Frequncia........................................................................................................................3037. Desempenho de Reator em Derivao...............................................................................................304Desempenho Eletromagntico.......................................................................................................304Fluxo Magntico e Induo Magntica.................................................................................304Foras Eletromagnticas.........................................................................................................305Desempenho Trmico.....................................................................................................................307Perdas Totais.............................................................................................................................307Equilbrio Trmico...................................................................................................................309Elevaes de Temperatura......................................................................................................309Limites de Elevaes de Temperaturas..................................................................................309Expectativa de Vida da Isolao.............................................................................................310Desempenho Dieltrico..................................................................................................................311Desempenho Acstico.....................................................................................................................312Desempenho Mecnico...................................................................................................................313Vibraes Mecnicas...............................................................................................................313Vibraes Mecnicas e Ensaios..............................................................................................314Desempenho de Acessrios............................................................................................................3148. Reator em Derivao e o Sistema Eltrico......................................................................................314Estado de Operao em Regime Permanente...............................................................................315Estado de Operao em Regime Transitrio.................................................................................315Correntes de Ligao (Inrush)................................................................................................315Sobretenses Temporrias e Transitrias..............................................................................3169. Proteo de Reator em Derivao....................................................................................................317Proteo por Sinal Eltrico..............................................................................................................317Proteo Diferencial................................................................................................................318Proteo de Sobrecorrente.....................................................................................................318Proteo de Corrente de Neutro.............................................................................................318Proteo por Sinal Trmico ou Mecnico......................................................................................319 24. 2510. Operao............................................................................................................................................319Carregamento, Isolao e Confiabilidade......................................................................................319Monitorao, Estado e Diagnsticos de Reator em Operao.....................................................32011. Novas Tecnologias...........................................................................................................................320Reator com Potncia Reativa Varivel............................................................................................321Aplicao e Benefcios de VSR................................................................................................322Aspectos de Projeto de VSR.....................................................................................................323Aplicao de VSR......................................................................................................................324Reator-transformador......................................................................................................................324Potncia do Enrolamento Secundrio...................................................................................325Tenso Secundria...................................................................................................................325Tenso Secundria para Servios Auxiliares.........................................................................32512. Referncias........................................................................................................................................327CAPTULO 7Buchas1. Objetivo................................................................................................................................................3302. Introduo............................................................................................................................ 3303. Histrico..............................................................................................................................................330Buchas Slidas ou Bulk Bushing, Sem Partio Capacitiva.........................................................330Buchas Capacitivas..........................................................................................................................3314. Fundamentos de Buchas....................................................................................................................3325. Tipos......................................................................................................................................................332Bucha No Capacitiva......................................................................................................................333Bucha Capacitiva..............................................................................................................................3346. Tecnologia............................................................................................................................. 334Buchas Slidas ou Buchas Secas (Bulk Bushing)..........................................................................334Buchas Slidas de Isolao Combinada (Resina Epxi e Silicone).............................................335Buchas de Papel Aglutinado com Resina (RBP)............................................................................335Buchas de Papel Impregnado com leo (OIP)..............................................................................335Buchas de Papel Impregnado com Resina (RIP)...........................................................................336Buchas Isoladas a Gs SF6................................................................................................................336Buchas com Isolao Combinada de Papel Impregnado com leo (OIP) e Gs (SF6)................. 337Buchas com Isolao Combinada de Papel Impregnado com Resina (RIP) e Gs (SF6).............. 338Buchas de Fibra Sinttica Impregnado com Resina (RIS)............................................................3387. Normas Tcnicas.................................................................................................................... 3388. Aplicaes.............................................................................................................................. 339Aplicao leo-Ar e SF6-Ar..............................................................................................................339Aplicao leo-leo e leo-SF6.....................................................................................................340Aplicao Ar-Ar.................................................................................................................................340Sistema Interior-Interior.........................................................................................................340Sistema Interior-Exterior........................................................................................................341Sistema Exterior-Exterior........................................................................................................3419. Caractersticas Construtivas................................................................................................ 341Sumrio 25. P&D Aneel Taesa Brasnorte Finatec UnBEquipamentos de Alta Tenso Prospeco e Hierarquizao de Inovaes Tecnolgicas2610. Caractersticas Eltricas................................................................................................................343Sistema de Isolao..........................................................................................................................34311. Ensaios...............................................................................................................................................345Ensaios de Rotina.............................................................................................................................345Medio do Fator de Perdas Dieltricas (Tang ) eda Capacitncia, na Temperatura Ambiente........................................................................346Ensaio de Tenso Suportvel Nominal Frequncia na Industrial a Seco........................346Medio da Intensidade de Descargas Parciais....................................................................346Ensaio de Tenso Suportvel Nominal Frequncia Industrial dasDerivaes de Ensaio e/ou de Tenso...................................................................................346Ensaio de Presso em Buchas com Enchimento Gasoso e em Buchas Isoladas a Gs.........347Ensaio de Vedao em Buchas com Enchimento Lquido eem Buchas com Isolao Lquida..........................................................................................347Ensaio de Vedao em Buchas com Enchimento Gasoso e em Buchas Isoladas a Gs........347Ensaio de Vedao do Flange ou Outro Dispositivo de Fixao..........................................347Ensaios de Tipo.................................................................................................................................347Ensaio de Tenso Suportvel Nominal Frequencia Industrial Sob Chuva......................348Ensaio de Tenso Suportvel Nominal de Impulso Atmosfrico, a Seco...........................348Ensaio de Tenso Suportvel Nominal de Impulso de Manobra, a Seco ou Sob Chuva.......348Ensaio de Estabilidade Trmica do Dieltrico......................................................................348Ensaio de Elevao de Temperatura......................................................................................348Ensaio de Corrente Suportvel Nominal de Curta Durao (It).........................................348Ensaio do Valor de Crista da Corrente Suportvel Nominal de Curta Durao (Id)..........349Ensaio de Suportabilidade a Carga de Flexo.......................................................................349Ensaios Conforme Norma IEC........................................................................................................349Ensaios de Rotina.....................................................................................................................349Ensaios de Tipo........................................................................................................................34912. Referncias........................................................................................................................................349CAPTULO 8Transformadores de Corrente1. Objetivo................................................................................................................................................3522. Introduo..........................................................................................................................................3523. Normas Tcnicas.................................................................................................................................353Normas ABNT...................................................................................................................................353Normas ANSI ou IEEE......................................................................................................................353Normas IEC.......................................................................................................................................3534. Definies............................................................................................................................................354Definies Relativas a Transformadores para Instrumentos (em Geral)....................................354Definies Relativas a Transformadores de Corrente...................................................................3555. Classificao dos Transformadores de Corrente..........................................................................3596. Tipos Construtivos.............................................................................................................................360Transformador de Corrente Tipo Enrolado...................................................................................360Transformador de Corrente Tipo Barra..........................................................................................360Transformador de Corrente Tipo Janela.........................................................................................360Transformador de Corrente Tipo Bucha........................................................................................361 26. 27Transformador de Corrente Tipo com Ncleo Dividido..............................................................361Transformador de Corrente Tipo com Vrios Enrolamentos Primrios.....................................361Transformador de Corrente Tipo com Vrios Ncleos.................................................................3617. Caractersticas para Especificao de umTransformador de Corrente do Tipo Convencional..........................................................................3618. Ensaios..................................................................................................................................................362Ensaios de Rotina.............................................................................................................................362Ensaios de Tipo.................................................................................................................................3629. Valores Nominais................................................................................................................................363Corrente(s) Nominal(is) e Relao(es) Nominal(is)....................................................................363Tenso Mxima do Equipamento e Nveis de Isolamento...........................................................364Frequncia Nominal........................................................................................................................366Carga Nominal..................................................................................................................................366Classe de Exatido............................................................................................................................367Transformadores de Corrente para Servio de Medio.....................................................367Transformadores de Corrente para Servio de Proteo.....................................................369Nmero de Ncleos para Proteo e Medio..............................................................................370Fator Trmico Nominal...................................................................................................................370Corrente Suportvel Nominal de Curta Durao..........................................................................371Valor de Crista Nominal da Corrente Suportvel..........................................................................37110. Tipo de Aterramento do Sistema.......................................................................................... 37111. Uso Interno ou Externo..................................................................................................................37112. Forma de Especificao da Classe de Exatido.............................................................................372Transformador de Corrente para Servio de Medio.................................................................372Transformador de Corrente para Servio de Proteo.................................................................37313. Circuito Equivalente de um Transformador de Corrente................................................... 37314. Clculo da Exatido de um Transformador de Correntepara Servio de Proteo Utilizando sua Curva de Excitao Secundria......................................37415. Transformadores de Corrente Instalados junto aGrandes Bancos de Capacitores em Derivao (capacitores shunt)..................................................37716. Abertura do Circuito Secundrio de um Transformador de Corrente...................................38117. Sobretenses nos Secundrios dos Transformadores de Corrente Saturados.......................38218. Resposta Transitria de Transformadores de Corrente.............................................................383Resposta de Transformadores de Corrente paraServio de Proteo s Correntes de Faltas Assimtricas.............................................................383Desempenho do Transformador de Corrente Durante Faltas.....................................................384Especificao da Capacidade Transitria de Transformadores de Corrente..............................38619. Transformadores de Corrente pticos........................................................................................38820. Referncias........................................................................................................................................392A. Normas Tcnicas..........................................................................................................................392B. Bibliografia Geral..........................................................................................................................39221. Apndice A.........................................................................................................................................393Especificao Bsica de um Transformador de Corrente doTipo Convencional (Tenso Nominal 525 kV)..............................................................................393Sumrio 27. P&D Aneel Taesa Brasnorte Finatec UnBEquipamentos de Alta Tenso Prospeco e Hierarquizao de Inovaes Tecnolgicas28CAPTULO 9Transformadores de Potencial1. Objetivo................................................................................................................................................3962. Introduo..........................................................................................................................................3963. Fundamentos de Transformadores de Potencial...........................................................................3984. Caractersticas Construtivas................................................................................................ 399Transformadores de Potencial Indutivo.........................................................................................400Transformador de Potencial Capacitivo........................................................................................400Transformadores de Potencial CapacitivosAtuando como Transmissor e Receptor Carrier...................................................................4025. Transformadores de Potencial pticos..........................................................................................4046. Caractersticas Eltricas..................................................................................................................406Sistema de Isolao..........................................................................................................................407Erros e Classe de Exatido...............................................................................................................408Potncia Trmica Nominal..............................................................................................................4097. Ensaios..................................................................................................................................................409Ensaios de Rotina.............................................................................................................................410Ensaios de Tipo.................................................................................................................................410Ensaios Especiais..............................................................................................................................4118. Ferrorressonncia..............................................................................................................................4119. Referncias..........................................................................................................................................412CAPTULO 10Para-raios1. Objetivo................................................................................................................................................4142. Introduo..........................................................................................................................................4143. Detalhes Construtivos dos Para-Raios...........................................................................................417Classe ou Modo de Absoro de Energia Tipo I............................................................................431Classe ou Modo de Absoro de Energia Tipo II...........................................................................431Classe ou Modo de Absoro de Energia Tipo III..........................................................................432Capacidade de Absoro de Energia Devido ao Limite de Estabilidade Trmica.....................433Capacidade de Absoro de Energia Devido a Choque Trmico................................................4354. Caractersticas de Proteo dos Para-raios...................................................................................438Sobretenses.....................................................................................................................................438Nveis de Proteo............................................................................................................................439Nvel de Proteo a Impulso Atmosfrico.............................................................................440Nvel de Proteo a Impulso de Manobra.............................................................................442Caractersticas Eltricas dos Para-raios Convencionais...............................................................446Tenso Nominal......................................................................