I. Fatores a serem considerados durante o Projeto II. Dados Iniciais

PROJETO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO
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:
¾ Perdas por Corona e por Efeito Joule (Rendimento);
¾ Máxima Queda de Tensão;
¾ Regulação de Tensão;
8. Sistema de Aterramento;
9. Projeto Estrutural:
¾ Definição do traçado da linha;
¾ Tipo e locação das estruturas (torres);
10. Projeto Mecânico:
¾ Conjuntos de suspensão e ancoragem dos condutores e do cabo
pára-raios;
¾ Cargas mecânicas (peso, tensões, estresses mecânicos ...)
¾ Fundações das estruturas;
11. Avaliação Econômica.
II. Dados Iniciais
1. Dados Geográficos
9 Nome e localização das subestações inicial e terminal (e intermediárias, se
houver) – comprimento da linha;
9 Relevo Topográfico – traçado da linha.
PROJETO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO
2. Dados de Operação
9 Potência a ser transmitida;
9 Nível de curto-circuito (valor, tipo de alimentação e tempo de atuação);
9 Sobretensões de origem interna (60 Hz e surtos devido a manobras);
3. Dados Climatológicos
9 Velocidade do vento;
9 Temperatura e pressão atmosférica média;
9 Altitude do local;
9 Umidade e densidade relativa do ar;
9 Precipitação Pluviométrica;
9 Poluição do ar;
9 Radiação Solar;
9 Descargas Atmosféricas (Nível Isoceráunico, corrente de descarga
média,...) – cálculo das sobretensões de origem externa;
4. Dados de Desempenho
9 Máxima Queda de Tensão;
9 Regulação Máxima (10 a 15%);
9 Rendimento Mínimo;
9 Perdas Máximas por Efeito Joule;
9 Perdas Máximas por Efeito Corona (2 a 8 kW/km).
Observação:
Existem alguns pontos sobre os quais ainda não existe regulamentação:
9 Níveis aceitáveis de: RI, TVI, RA e campo elétrico ao nível do solo;
9 Proteção dos cabos contra vibração eólica;
9 Aspectos relativos ao balanço assíncrono dos cabos;
9 Método de cálculo das fundações.
PROJETO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO
III. Critérios de Projeto
1. Adaptação ao Meio-Ambiente
9 Impacto Visual;
9 Desmatamento da faixa de passagem;
9 Rádio Interferência (24 dB);
9 Interferência em sinais de TV (38 dB);
9 Ruído Acústico;
9 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)
V = 5,5 × 0,62 × L +
P
100
onde,
V [kV] – tensão entre fases;
L [km] – comprimento da linha;
P [kW] – potência média a transmitir.
2.2 – Critério da Potência Natural
V = P × ZC
onde,
V [kV] – tensão entre fases;
P [MW] – potência média a transmitir;
ZC [Ω] – impedância de surto ou característica
¾ 400 Ω - linhas de circuito simples
¾ 200 Ω - linhas de circuito duplo
PROJETO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO
3. Seleção dos Condutores Fase
3.1 – Tipos
¾ Condutores de Cobre
¾ Condutores de Alumínio (CA ou ASC) – baixa resistência mecânica;
¾ 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;
¾ Condutores de Ligas de Alumínio – elevada resistência mecânica,
resistência elétrica e resistência à corrosão.
3.2 – Tamanho (bitola) do Condutor
Depende dos seguintes fatores:
¾ Comprimento da Linha;
¾ Potência a ser transmitida (sobrecarga de 30%) e Tensão de Operação;
¾ Efeito Corona;
¾ Análise Econômica;
¾ Critérios Mecânicos;
¾ Critérios Térmicos.
3.3 – Uso de Subcondutores por fase
Acima de 230 kV → Condutores múltiplos:
¾ Reduz reatância série (melhora regulação, reduz a queda de tensão e
aumenta a capacidade de transmissão)
¾ Reduz o Gradiente de Potencial nos condutores (reduz as perdas por
Corona e a RI)
Espaçamento entre subcondutores:
¾ Depende do Nível de Tensão e do
Efeito Corona;
¾ Varia de 10 e 30 vezes o diâmetro do
condutor.
N
2
3
4
Distância (cm)
40
40 a 45
45 a 50
PROJETO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO
3.4 – Espaçamento entre fases
Depende do nível de tensão e da distância entre as torres.
V (kV)
69
138
230
345
500
Distância (m)
2,7
6,0
10,2
12,1
13,1
4. Seleção dos Condutores do Cabo Pára-Raios
4.1 – Tipos
¾ Alumoweld – cabos de aço recobertos de alumínio;
¾ CAA ou ACSR
¾ Aço Galvanizado
4.2 – Tamanho (bitola) do Condutor
Existem dois critérios para escolha:
¾ Critério Elétrico – corrente de curto-circuito (amplitude e tempo de duração);
¾ Critério Térmico – temperatura dos cabos.
5. Definição da Cadeia de Isoladores
Solicitações:
¾ Operação normal – tensão nominal a 60 Hz;
¾ Sobretensões de origem interna – manobras e curto-circuito;
¾ Sobretensões de origem externa – descargas atmosféricas.
5.1 – Tipos
¾ 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.
PROJETO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO
¾ 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)
69
138
230
345
500
Isoladores
5 ¾” x 16”
5
10
16
25
36
5.3 – Disposição da Cadeia de Isoladores
Disposição Horizontal
Disposição Vertical
PROJETO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO
6. Sistemas de Aterramento
6.1 – Tipos
¾ Hastes – para solos de baixa resistividade ou para complementar o sistema
com contrapesos. Apresenta resistência de aterramento elevado para solos
de alta resistividade
¾ 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
¾ Desapropriação da faixa de passagem;
¾ Serviço de topografia;
¾ Custos de construção:
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
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
¾ Operação;
¾ Manutenção;
¾ Mão de obra;
¾ Material de reposição;
¾ Perdas de energia e potência devido ao Efeito Joule (kWh/km) e ao Efeito
Corona (kW/km).
PROJETO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO
ROTINA DE PROJETO ELÉTRICO
Comprimento e Potência
Calcular Vótima ÆEspaçamento
entre fases e no de subcondutores
V, P, fp Æ I (bitola do condutor)
Calcular constantes ABCD da LT
Calcular regulação
Aumentar bitola do
condutor, número de
subcondutores ou
nível de tensão
Regulação OK?
N
S
Calcular perdas por Corona
Perdas OK?
N
S
Calcular Rendimento a plena carga
Rendim. OK?
N
S
FIM