LINHAS DE TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

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1 LINHAS DE TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA FAN Faculdade Nobre

2 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. FAN Faculdade Nobre

3 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. FAN Faculdade Nobre

4 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. FAN Faculdade Nobre

5 REDE DE DISTRIBUIÇÃO As redes de distribuição alimentam consumidores industriais de médio e pequeno portes, consumidores comerciais e de serviços e consumidores residenciais. Segundo o Prodist, os níveis de tensão são: Alta tensão de distribuição (AT): tensao entre fases cujo valor eficaz é igual ou superior a 69kV e inferior a 230kV. Média tensão de distribuição (MT): tensão entre fases e cujo valor eficaz e superior a 1kV e inferior a 69kV. Baixa tensão de distribuição (BT): tensão entre fases cujo valor eficaz e igual ou inferior a 1kV. FAN Faculdade Nobre

6 Diagrama com a representação dos vários segmentos de um sistema de potência com seus respectivos níveis de tensão. FAN Faculdade Nobre

7 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. FAN Faculdade Nobre

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9 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. FAN Faculdade Nobre

10 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 eletroenergética 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. FAN Faculdade Nobre

11 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. FAN Faculdade Nobre

12 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. FAN Faculdade Nobre

13 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. FAN Faculdade Nobre

14 CONDUTORES Na construção de LTs são empregados largamente os condutores de alumínio devido aos seguintes fatores: Menor custo e peso; Maior diâmetro que equivalente em cobre (portanto menor densidade de fluxo elétrico na superfície, proporcionando um menor gradiente de potencial e menor tendência à ionização do ar efeito corona). Os tipos mais comuns de condutores de alumínio são: CA Condutor de Alumínio (AAC All Aluminium Conductor) CAA Condutor de Alumínio com alma de Aço (ACSR Aluminium Conductor Steel Reinforced) FAN Faculdade Nobre

15 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). FAN Faculdade Nobre

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18 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%). FAN Faculdade Nobre

19 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. FAN Faculdade Nobre

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22 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. FAN Faculdade Nobre

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24 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. FAN Faculdade Nobre

25 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. FAN Faculdade Nobre

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27 Aplicando-se no instante t=0, uma tensão V [kv] nos terminais 1 e 1, esta irá aparecer nos terminais do 1 o 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. FAN Faculdade Nobre

28 Define-se velocidade de propagação pela seguinte relação: FAN Faculdade Nobre

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