LINHAS DE TRANSMISSÃO DE ENERGIA...

Prof Edson NunesFAN – Faculdade Nobre

LINHAS DE TRANSMISSÃO

DE ENERGIA ELÉTRICA


As linhas de transmissão são os equipamentos

empregados para transportar grandes blocos de

energia por grandes distâncias, entre os centros

consumidores e os centros geradores. No Brasil,

em função do parque gerador ser baseado na

energia hidrelétrica, o sistema de transmissão

desempenha um papel muito importante pois as

distâncias entre os centros consumidores e

geradores são elevadas.


REDE DE TRANSMISSÃO

A rede de transmissão liga as grandes usinas de

geração às áreas de grande consumo. Em geral apenas

poucos consumidores com um alto consumo de energia

elétrica são conectados às redes de transmissão.

A segurança é um aspecto fundamental para as redes

de transmissão. Qualquer falta neste nível pode levar à

descontinuidade de suprimento para um grande número

de consumidores. A energia elétrica é permanentemente

monitorada e gerenciada por um centro de controle. O

nível de tensão depende do país, mas normalmente

está estabelecido entre 220 kV e 765 kV.


REDE DE SUB-TRANSMISSÃO

A rede de sub-transmissão recebe energia da rede de

transmissão com objetivo de transportar energia elétrica

às pequenas cidades ou importantes consumidores

industriais. O nível de tensão está entre 35 KV e 160

kV.

A estrutura dessas redes e em geral em linhas aéreas,

por vezes cabos subterrâneos próximos a centros

urbanos fazem parte da rede. A permissão para novas

linhas aéreas está cada vez mais demorada devido ao

grande numero de estudos de impacto ambiental e

oposição social.


REDE DE DISTRIBUIÇÃO

As redes de distribuição alimentam consumidoresindustriais de médio e pequeno portes, consumidorescomerciais e de serviços e consumidores residenciais.

Segundo o Prodist, os níveis de tensão são:

Alta tensão de distribuição (AT): tensao entre fasescujo valor eficaz é igual ou superior a 69kV e inferior a230kV.

Média tensão de distribuição (MT): tensão entre fasese cujo valor eficaz e superior a 1kV e inferior a 69kV.

Baixa tensão de distribuição (BT): tensão entre fasescujo valor eficaz e igual ou inferior a 1kV.


Diagrama com a representação dos vários segmentosde um sistema de potência com seus respectivos níveisde tensão.


MODELO DO SETOR ELÉTRICO BRASILEIRO

O Sistema Elétrico de Potência é composto por três

camadas distintas:

Geração,

Transmissão

Distribuição

No Brasil, o processo de reestruturação do setor

elétrico passou por uma desestatização das empresas

do setor.


1. Conselho Nacional de Política Energética – CNPE

Orgã de assessoramento do Presidente da República

para a formulação de políticas nacionais e diretrizes de

energia, visando, dentre outros, o aproveitamento

natural dos recursos energéticos do país, a revisão

periódica da matriz energética e a definição de

diretrizes para programas específicos.

2. Ministério das Minas e Energia – MME

Encarregado de formulação, do planejamento e da

implementação de ações do Governo Federal no

âmbito da política energética nacional. O MME detém o

poder concedente.


3. Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico –

CMSE

Constituído no âmbito do MME e sob sua coordenação

direta, com a função precípua de acompanhar e avaliar

permanentemente a continuidade e segurança eletro-

energética em todo o território nacional.

4. Empresa de Pesquisa Energética – EPE

Empresa pública federal vinculada ao MME que tem por

finalidade prestar serviços na área de estudos e

pesquisas destinados a subsidiar o planejamento do

setor energético.


5. Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL

Autarquia vinculada ao MME, com finalidade de regular

a fiscalização, a produção, a transmissão, a distribuição

e comercialização de energia, em conformidade com as

políticas e diretrizes do Governo Federal. A ANEEL

detém os poderes regulador e fiscalizador.

6. Operador Nacional do Sistema Elétrico – ONS

Pessoa jurídica de direto privado, sem fins lucrativos,

sob a regulação e fiscalização da ANEEL, tem por

objetivo realizar as atividades de coordenação e controle

da operação de geração e transmissão, no âmbito do

SIN (Sistema Interligado Nacional). O ONS é

responsável pela operação física do sistema e pelo

despacho centralizado de energia produzida.


7. Câmara de Comercialização de Energia Elétrica –

CCEE

Pessoa jurídica de direito privado, sem fins lucrativos,

sob a regulação e fiscalização da ANEEL, com a

finalidade de viabilizar a comercialização de energia

elétrica no SIN. Administra os contratos de compra e

venda de energia elétrica, sua contabilização e

liquidação. A CCEE é responsável pela operação

comercial do sistema.

8. Agências Estaduais de Energia Elétrica

Nos estados foram criadas as Agencias Reguladoras

Estaduais com a finalidade de descentralizar as

atividades da ANEEL.


Uma LT de energia elétrica possui quatro parâmetros

básicos: resistência série, indutância série,

capacitância em derivação e condutância em

derivação. Estes parâmetros influem diretamente no

seu comportamento como componente de um sistema

de energia elétrica mas, a condutância em derivação

(representa a fuga pelos isoladores e corona de linhas

aéreas ou isolação dos cabos subterrâneos) geralmente

é desprezada por ser muito pequena.

Assim, para a análise do regime permanente de uma LT

serão considerados apenas três parâmetros:

resistência série, indutância série e capacitância em

derivação.


CONDUTORES

Na construção de LTs são empregados largamente oscondutores de alumínio devido aos seguintes fatores:

· Menor custo e peso;· Maior diâmetro que equivalente em cobre (portantomenor densidade de fluxo elétrico na superfície,proporcionando um menor gradiente de potencial emenor tendência à ionização do ar – efeito corona).

Os tipos mais comuns de condutores de alumínio são: CA Condutor de Alumínio (AAC All AluminiumConductor)

CAA Condutor de Alumínio com alma de Aço (ACSRAluminium Conductor Steel Reinforced)


Os nomes código dos cabos CA são nomes de flores

(por exemplo: 4 AWG Rose; 266,8 MCM Daisy; 636

Orchid)

E o nome dos cabos CAA são nomes de aves (por

exemplo: 1 AWG Robin; 636 MCM Grosbeak; 1590

Falcon).


Em corrente alternada (CA), devido ao

efeito pelicular (skin), a corrente tende a

concentrar-se na superfície do condutor.

Isto provoca um acréscimo na resistência

efetiva (proporcional à freqüência)

observável a 60 Hz (em torno de 3%).


EXEMPLO

Para o cabo de alumínio Marigold 1113 MCM (61 x

3,432mm), a resistência em CC a 20 oC é igual a

0,05112 Ω/km e a resistência CA a 60 Hz a 50 oC é

0,05940 Ω/km. Determinar:

a) O acréscimo percentual na resistência devido ao

encordoamento.

b) O acréscimo percentual na resistência devido ao

efeito pelicular.


A expressão linha de transmissão se aplica em todos os

elementos de circuitos, que se destinam ao transporte

de energia, independente da quantidade transportada.

Nosso enfoque será dado apenas às linhas clássicas,

considerando apenas aquelas formadas por ligações

físicas entre uma fonte geradora de energia e um

elemento consumidor dessa energia. Os termos fonte e

consumidor de energia devem ser entendidos como

transmissor e receptor de energia respectivamente.

Essa ligação física é feita por meio de condutores, os

quais são mantidos sob diferença de potencial e pelos

quais circula corrente elétrica.


ANÁLISE QUALITATIVA

As soluções matemáticas dos fenômenos físicos

exigem, em geral, simplificações e idealizações. Assim,

a obtenção de uma expressão matemática, a partir de

princípios fundamentais deve, além da fórmula,

fornecer todas as informações referentes às restrições,

aproximações e limitações que são impostas, sob pena

de fazer-se uso indevido da mesma. Assim, é

conveniente efetuar-se uma análise qualitativa dos

fenômenos eletromagnéticos que ocorrem nas linhas

antes de partir para uma solução matemática.


ENERGIZAÇÃO DE UMA LINHA

Considere uma linha de transmissão ideal (resistência

nula – não existe perdas por efeito Joule),

perfeitamente isolada (afastada de qualquer influência

externa) e imersa em um meio dielétrico perfeito (não

existe perdas de energia no dielétrico entre os

condutores), está representada na figura a seguir.

Seja C [F/km] a capacitância entre condutores, L [H/km]

sua indutância, ℓ [km] o seu comprimento e R2 um

dissipador de energia colocado junto ao terminal

receptor da linha.


Aplicando-se no instante t=0, uma tensão V [kV] nos

terminais 1 e 1’, esta irá aparecer nos terminais do 1o

elemento infinitesimal Δt [s] depois, e assim

sucessivamente até o terminal receptor da linha, isto

porque a corrente através do elemento LΔx não pode

atingir instantaneamente seu valor Io [A]. Uma vez

atingido o valor Io [A] este se mantém constante. Esta

corrente denomina-se corrente de carga da linha.

Cargas elétricas dão origem a campos elétricos e a

movimentação delas da origem a campos magnéticos

que se propagam do gerador para o receptor.


Define-se velocidade de propagação pela seguinte

relação:

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