TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

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Valentina Medina
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1 TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA EM LINHAS DE TRANSMISSÃO II PROF. ME. JÁDER DE ALENCAR VASCONCELOS

2 Linha de Transmissão em Vazio (continuação...) Vejamos o que acontece quando ligamos um reator no final da linha em vazio: Figura 1: Compensação reativa. Y, é a admitância do reator

3 Linha de Transmissão em Vazio Normalmente o reator é fornecido com uma potência trifásica Q 3Ф e uma tensão nominal de linha V. Se a potência for trifásica, obtemos admitância Y r, com a tensão nominal de linha: Com a potência monofásica, obtemos Y r. segundo a expressão

4 Linha de Transmissão em Vazio Com o reator ligado no fim da linha, associamos os quadripolos em cascata Novamente, para o conjunto linha em vazio com reator, ou seja, sem carga no terminal receptor, obtemos a constante A equivalente da associação em cascata:

5 Linha de Transmissão em Vazio Supondo a tensão fixa no início da linha, se quisermos impor a mesma tensão no final da linha em vazio, o que corresponderia a um perfil plano de tensão durante a energização, é necessária a condição A, = 1, ou seja Lembrando que o valor da admitância do π equivalente é dado por encontramos, nesse caso, a admitância do reator que cancela exatamente a admitância da linha de transmissão:

6 Linha de Transmissão em Vazio Quando a alimentação é feita pela extremidade oposta, pelo lado receptor, e o início da linha estiver desconectado de qualquer fonte, tudo se processa da mesma forma, sendo provavelmente necessário também instalar um reator de inicio de linha. Nesse caso, alteramos a constante D da linha. Desse modo, os reatores podem ser utilizados no início e fim de linha, com a finalidade de controlar as tensões quando temos a alimentação apenas por um dos dois lados, como por exemplo nas energizações ou rejeições de carga, ou mesmo nas condições de baixo carregamento, em carga leve, com a corrente I, pequena. Figura 2: Quadripolo com reatores na entrada e saída.

7 LINHA DE TRANSMISSÃO EM CARGA Figura 3: Linha sem compensação. Como desprezamos as perdas, o que facilita o equacionamento sem prejudicar a interpretação dos aspectos fundamentais, sabemos que as constantes do quadripolo da linha ficam:

8 LINHA DE TRANSMISSÃO EM CARGA Se considerarmos módulos de tensões iguais no início e fim de linha, V s = V r, simplificamos a fórmula anterior para P: Para linhas pouco carregadas e não muito longas:

9 LINHA DE TRANSMISSÃO EM CARGA As expressões anteriores nos oferecem os elementos básicos para analisarmos o comportamento das tensões e potências em uma linha de transmissão: Os principais objetivos da compensação são modificar os parâmetros Z 0 e ϴ, com influência nas tensões e potências, viabilizando as operações em carga e em vazio, com enfoque em aspectos de estabilidade da transmissão e controle das tensões ao longo da linha. À medida que aumentamos o comprimento l da linha de transmissão, elevamos o comprimento elétrico ϴ. O transporte de níveis razoáveis de potência a grandes distâncias sem compensação se revela proibitivo, sendo um dos motivos os elevados valores requeridos de tensão V s, no inicio da linha, além da grande sensibilidade desses valores em relação ao fator de potência da carga, para mantermos tensão nominal V r no sistema receptor.

10 LINHA DE TRANSMISSÃO EM CARGA A expressão a seguir nos dá um primeiro indicador, muito simplificado, do limite máximo admissível de transporte de potência ativa na linha de transmissão: Para comprimentos elevados, verificamos o impacto da reatância série no limite de potência e, consequentemente, a necessidade de sua redução para se estender a capacidade de transporte e elevar as condições de robustez do sistema Figura 4: Quadripolos de seções de linha ligadas por capacitor série

11 COMPENSAÇÃO EM DERIVAÇÃO Visa neutralizar o efeito das reatâncias em derivação das linhas empregando elementos em derivação que absorvam energia reativa de sinal oposto (reatores indutivos para compensar as reatâncias capacitivas naturais das linhas).

12 COMPENSAÇÃO EM DERIVAÇÃO Essa compensação procura, principalmente, neutralizar o efeito Ferranti, ligando-se às extremidades das linhas reatores indutivos de indutância variável. Com isso, as tensões nas extremidades são mandidas no valor desejado.

13 COMPENSAÇÃO EM SÉRIE Os parâmetros série das LT s (R e X L ) são os responsáveis pelas grandes quedas de tensão nas linhas. A reatância indutiva é ainda responsável pelo ângulo de potência da linha, portanto, também pelo seu grau de estabilidade. Essa compensação aumenta a capacidade de transporte das linhas, podendo adiar ou até evitar a construção de nova linha.

14 COMPENSAÇÃO EM SÉRIE A compensação poderá ser feita com capacitores ligados em série, capazes de reduzir ou mesmo anular os efeitos da indutância na LT, quando visto de seus terminais. O emprego de capacitores estáticos em série com as LT s apresentam as seguintes vantagens: Representam em geral a solução mais econômica para melhora os limites de estabilidade estática e transitória*; Melhoram a regulação das linhas**; Ajudam a manter o equilíbrio da energia reativa; Melhoram a distribuição de cargas e as perdas globais no sistema.

15 COMPENSAÇÃO EM SÉRIE Os capacitores série, idealmente, deveriam ser distribuídos ao longo da linha, mas devido aos custos, são empregados nas extremidades ou um ou dois pontos intermediários. Localização ideal: meio da linha (o que requer uma subestação e vias de acesso). A posição mais adequada poderá ser indicada mediante um estudo econômico: no meio ou extremidades. Em uma linha capacitores série, verifica-se uma redução sensível na queda de tensão reativa e redução no ângulo de potência.

16 Regulação de Tensão É o aumento de tensão na barra receptora, dado em porcentagem da tensão de plena carga, quando toda carga, a um determinado fator de potência é retirada da linha : Rv(%) = V r,v V r,c 100% V r,c V r,v : tensão a vazio V r,c : tensão a plena carga

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