I. Fatores a serem considerados durante o Projeto 1. Adaptação do projeto ao meio ambiente; 2. Escolha do nível de tensão; 3. Seleção dos condutores fase (tipo e tamanho); 4. Seleção dos cabos pára-raios; 5. Espaçamento entre os condutores fase; 6. Cadeia de Isoladores; 7. Critérios Elétricos de Desempenho: Perdas por Corona e por Efeito Joule (Rendimento); Máxima Queda de Tensão; Regulação de Tensão; 8. Sistema de Aterramento; 9. Projeto Estrutural: Definição do traçado da linha; Tipo e locação das estruturas (torres); 10. Projeto Mecânico: Conjuntos de suspensão e ancoragem dos condutores e do cabo pára-raios; Cargas mecânicas (peso, tensões, estresses mecânicos...) Fundações das estruturas; 11. Avaliação Econômica. II. Dados Iniciais 1. Dados Geográficos Nome e localização das subestações inicial e terminal (e intermediárias, se houver) comprimento da linha; Relevo Topográfico traçado da linha.
2. Dados de Operação Potência a ser transmitida; Nível de curto-circuito (valor, tipo de alimentação e tempo de atuação); Sobretensões de origem interna (60 Hz e surtos devido a manobras); 3. Dados Climatológicos Velocidade do vento; Temperatura e pressão atmosférica média; Altitude do local; Umidade e densidade relativa do ar; Precipitação Pluviométrica; Poluição do ar; Radiação Solar; Descargas Atmosféricas (Nível Isoceráunico, corrente de descarga média,...) cálculo das sobretensões de origem externa; 4. Dados de Desempenho Máxima Queda de Tensão; Regulação Máxima (10 a 15%); Rendimento Mínimo; Perdas Máximas por Efeito Joule; Perdas Máximas por Efeito Corona (2 a 8 kw/km). Observação: Existem alguns pontos sobre os quais ainda não existe regulamentação: Níveis aceitáveis de: RI, TVI, RA e campo elétrico ao nível do solo; Proteção dos cabos contra vibração eólica; Aspectos relativos ao balanço assíncrono dos cabos; Método de cálculo das fundações.
III. Critérios de Projeto 1. Adaptação ao Meio-Ambiente Impacto Visual; Desmatamento da faixa de passagem; Rádio Interferência (24 db); Interferência em sinais de TV (38 db); Ruído Acústico; Geração de Ozônio e Óxido de Nitrogênio. 2. Tensão de Operação Tensão Ótima de Transmissão apresenta o menor custo anual. Níveis Padronizados no Brasil: Alta Tensão 69, 88, 138 e 230 kv Extra Alta Tensão 345, 440, 500, 600 (CC) e 750 kv 2.1 Fórmula de Still (para linhas acima de 30 km) P V 5,5 0,62 L + 100 = onde, 2.2 Critério da Potência Natural V [kv] tensão entre fases; L [km] comprimento da linha; P [kw] potência média a transmitir. V= P Z C onde, V [kv] tensão entre fases; P [MW] potência média a transmitir; Z C [Ω] impedância de surto ou característica 400 Ω - linhas de circuito simples 200 Ω - linhas de circuito duplo
3. Seleção dos Condutores Fase 3.1 Tipos Condutores de Cobre Condutores de Alumínio (CA ou ASC) baixa resistência mecânica; Condutores de Alumínio com Alma de Aço (CAA ou ACSR) mais leves e baratos que os de cobre, apresentam elevada resistência mecânica (aço), porém são de difícil execução de emendas e terminais; Condutores de Ligas de Alumínio elevada resistência mecânica, resistência elétrica e resistência à corrosão. 3.2 Tamanho (bitola) do Condutor Depende dos seguintes fatores: Comprimento da Linha; Potência a ser transmitida (sobrecarga de 30%) e Tensão de Operação; Efeito Corona; Análise Econômica; Critérios Mecânicos; Critérios Térmicos. 3.3 Uso de Subcondutores por fase Acima de 230 kv Condutores múltiplos: Reduz reatância série (melhora regulação, reduz a queda de tensão e aumenta a capacidade de transmissão) Reduz o Gradiente de Potencial nos condutores (reduz as perdas por Corona e a RI) Espaçamento entre subcondutores: Depende do Nível de Tensão e do Efeito Corona; Varia de 10 e 30 vezes o diâmetro do condutor. N Distância (cm) 2 40 3 40 a 45 4 45 a 50
3.4 Espaçamento entre fases Depende do nível de tensão e da distância entre as torres. V (kv) Distância (m) 69 2,7 138 6,0 230 10,2 345 12,1 500 13,1 4. Seleção dos Condutores do Cabo Pára-Raios 4.1 Tipos Alumoweld cabos de aço recobertos de alumínio; CAA ou ACSR Aço Galvanizado 4.2 Tamanho (bitola) do Condutor Existem dois critérios para escolha: Critério Elétrico corrente de curto-circuito (amplitude e tempo de duração); Critério Térmico temperatura dos cabos. 5. Definição da Cadeia de Isoladores Solicitações: Operação normal tensão nominal a 60 Hz; Sobretensões de origem interna manobras e curto-circuito; Sobretensões de origem externa descargas atmosféricas. 5.1 Tipos Isoladores de Pino para linhas de até 69 kv; Cada unidade suporta até 25 kv. Acima desta tensão utilizam-se peças sobrepostas e cimentadas entre si.
Isoladores de Suspensão (Disco) Cada unidade suporta até 35 kv. Acima deste valor devem ser usadas cadeias de isoladores. 5.2 Número de Isoladores de Suspensão V (kv) Isoladores 5 ¾ x 16 69 5 138 10 230 16 345 25 500 36 5.3 Disposição da Cadeia de Isoladores Disposição Horizontal Disposição Vertical
6. Sistemas de Aterramento 6.1 Tipos Hastes para solos de baixa resistividade ou para complementar o sistema com contrapesos. Apresenta resistência de aterramento elevado para solos de alta resistividade Contrapesos Fios enterrados a pequena profundidade. É o sistema mais utilizado em Linhas de Transmissão. Possibilita obter valores de resistência de aterramento mais aceitáveis em solos de alta resistividade. 7. Análise Econômica Resume-se à análise de custos. 7.1 Custos de Investimento Desapropriação da faixa de passagem; Serviço de topografia; Custos de construção: Limpeza da faixa e estradas de acesso; Fundações e aterramento; Estruturas (torres); Isoladores; Ferragens; Condutores (fase e pára-raios); Compensadores de reativos; Mão de obra; Engenharia, supervisão e fiscalização; Taxas e seguros; Administração,... 7.2 Custos Operacionais Operação; Manutenção; Mão de obra; Material de reposição; Perdas de energia e potência devido ao Efeito Joule (kwh/km) e ao Efeito Corona (kw/km).
ROTINA DE PROJETO ELÉTRICO Comprimento e Potência Calcular V ótima Espaçamento entre fases e n o de subcondutores V, P, fp I (bitola do condutor) Calcular constantes ABCD da LT Calcular regulação Aumentar bitola do condutor, número de subcondutores ou nível de tensão N Regulação OK? Calcular perdas por Corona S N Perdas OK? S Calcular Rendimento a plena carga N Rendim. OK? S FIM