Instalações Elétrica de Alta Tensão I Transmissão em Alta Tensao

Apresentação em tema: "Instalações Elétrica de Alta Tensão I Transmissão em Alta Tensao"— Transcrição da apresentação:

1 Instalações Elétrica de Alta Tensão I Transmissão em Alta Tensao
Prof. Gustavo Fernandes de Lima

2 Transmissão

3 Transmissão O segmento de transmissão no Brasil é composto em por mais de 90 mil quilômetros de linhas; A grande extensão da rede de transmissão no Brasil é explicada pela configuração do segmento de geração, constituído na maior parte, de usinas hidrelétricas instaladas em localidades distantes dos centros consumidores; A principal característica desse segmento é a sua divisão em 2 grandes blocos: o SIN e os Sistemas Isolados.

4 Os Sistemas Isolados Os sistemas isolados são predominantemente abastecidos por usinas térmicas movidas à óleo diesel e óleo combustível; São assim denominados por não estarem interligados ao SIN e por não permitirem o intercâmbio de energia elétrica com outras regiões, em função das peculiaridades geográficas da região em que estão instalados; Atendem a uma área de 45% do território brasileiro e cerca de 3% da população nacional.

5 Centrais Elétricas dos Sistemas Isolados

6 Sistema Interligado Nacional (SIN)
Interligação entre sistemas elétricos: Benefícios: Ajuda mútua em casos de emergência; Aproveitamento energético da diversidade hidrológica entre bacias distintas; Aumento geral no nível de confiabilidade. Aspecto Negativo: Permite que distúrbios em uma região sejam transferidos para outra. Curiosidade: Apenas 3,4% da capacidade de produção de eletricidade do país encontra-se fora do SIN, região amazônica.

7 Instalações Elétricas de AT
Níveis de Tensão Utilizadas na Transmissão Em CA: 230 kV – Alta Tensão 345 kV – Extra Alta Tensão 440 kV – Extra Alta Tensão 500 kV - Extra Alta Tensão 750 kV - Extra Alta Tensão Em CC: 600 kV – Alta Tensão

8 Instalações Elétricas de AT
Níveis de Tensão Utilizadas na Transmissão No Brasil, metade da potência gerada pela Itaipu é transmitida para o Sudeste por meio de linhas de transmissão em CC, na tensão de 600 kV e distância de 900 km.

9 Condutores, Isoladores e Estruturas
Condutores em linhas aéreas de transmissão “Um cabo condutor ideal deveria ter alta condutividade elétrica, possuir boa resistência mecânica, resistir bem as intempéries, ter baixo peso específico e custos não elevados”. Alumínio e Cobre

10 Condutores, Isoladores e Estruturas
Condutores em linhas aéreas de transmissão Alumínio – dominam o mercado nas aplicações de redes e linhas aéreas de distribuição e transmissão de energia elétrica NÃO localizadas nas proximidades da orla marítima; Cobre – dominam praticamente o mercado nas aplicações de instalações elétricas, sejam prediais ou industriais e nas redes aéreas localizadas no litoral.

11 Condutores, Isoladores e Estruturas
Condutores em linhas aéreas de transmissão São utilizados cabos condutores obtidos pelo encordoamento de fios, visto que um condutor sólido, devido às vibrações, produziria fadiga mecânica e consequente fratura no ponto de conexão à cadeia de isoladores; Normalmente os cabos condutores empregados em linhas de transmissão possuem fios de alumínio dispostos em camadas, com ou sem alma de aço.

12 Condutores, Isoladores e Estruturas
Condutores em linhas aéreas de transmissão No primeiro caso, o cabo possui somente fios de alumínio encordoados, constituindo-se no cabo tipo CA, cabo de alumínio. Muito utilizado em linhas de transmissão e distribuição com vãos longos, necessitando assim de um reforço mecânico adicional. Regra de Formação: N = 3·n·(n+1)+1 onde: N = número total de fios componentes n = número de camadas ou coroas

13 Condutores, Isoladores e Estruturas
Condutores em linhas aéreas de transmissão Cabos Nus de Alumínio - CA

14 Condutores, Isoladores e Estruturas
Condutores em linhas aéreas de transmissão No segundo caso, tem-se o cabo de alumínio reforçado por núcleo, ou alma de aço, ACSR, (Aluminium Conductor Steel Reinforced, ou CAA, cabo de alumínio com alma de aço); É utilizado em linhas de distribuição primária e secundária com vãos curtos onde não é requerida alta resistência mecânica.

15 Condutores, Isoladores e Estruturas
Condutores em linhas aéreas de transmissão Cabos com Alma de Aço – CAA

16 Condutores, Isoladores e Estruturas
Condutores em linhas aéreas de transmissão Cabos com Alma de Aço – CAA

17 Condutores, Isoladores e Estruturas
Condutores em linhas aéreas de transmissão Ligas de Alumínio e suas Vantagens Alumínio liga 6201 Versatilidade e redução de perdas Boa resistência à corrosão e acessórios mais simples Cabos 100% de liga de alumínio são denominados (CAL); Existem também os cabos de alumínio com alma de liga de alumínio (ACAR).

18 Condutores, Isoladores e Estruturas
Isoladores (rígidos) Isoladores bastão, pilar, pino e roldana

19 Condutores, Isoladores e Estruturas
Isoladores (suspensos) Isoladores de campânula simples

20 Condutores, Isoladores e Estruturas
Disposição das cadeias de isoladores Isolador de suspensão, em V e amarração

21 Condutores, Isoladores e Estruturas
Ferragens Suportes, porcas, parafusos, hastes, mão francesa, amarração secundária, etc.

22 Condutores, Isoladores e Estruturas
Estrutura da torres Estrutura autoportante tipo delta e pirâmide Estaiada em V

23 Condutores, Isoladores e Estruturas

24 Parâmetros de Linhas de Transmissão
Influência no transporte de energia elétrica: Resistência É um parâmetro inerente ao tipo e á bitola do condutor, experimentando pequenas variações com a temperatura do condutor e a frequência do sistema. Para 60 Hz, Rac é cerca de 2% maior do que Rcc.

25 Parâmetros de Linhas de Transmissão
Influência no transporte de energia elétrica: Indutância Depende exclusivamente da geometria da linha e do meio no qual se encontram os condutores. Pode-se dizer que é o parâmetro mais importante da linha, uma vez que é sempre levado em conta em estudo de linhas, obviamente, em CA. onde: DMG – Distância média geométrica entre condutores; RMG – Raio médio geométrico

26 Parâmetros de Linhas de Transmissão
Influência no transporte de energia elétrica: Indutância DMG = Produto das distâncias dos fios da fase X e da fase Y RMG = Produto das distâncias dos fios da fase X

27 Parâmetros de Linhas de Transmissão
Influência no transporte de energia elétrica: Capacitância Assume importância no estudo de desempenho de linhas quando se verificam tensões superiores a 34,5 kV e comprimentos superiores a 80 km. Pode-se desprezar este parâmetro para linha com níveis de tensões e comprimentos inferiores. onde: Deq – Distância média geométrica entre condutores r – raio ε = ε0 = 8,85 x 10-9 F/km (permissividade do meio)

28 Parâmetros de Linhas de Transmissão
Influência no transporte de energia elétrica: Condutância Só merece consideração quando os níveis de tensão são elevados, em virtude das perdas por ela provocada serem insignificantes.

29 Parâmetros de Linhas de Transmissão
Influência no transporte de energia elétrica: Modelo de Representação

30 Efeitos Especiais na Transmissão de Energia
Efeito Pelicular (ou Skin) da Corrente Efeito Corona Rádio Interferência (RI) Ruído Audível (RA) Efeitos de Campo Eletrostático

31 Efeitos Especiais na Transmissão de Energia
Efeito Pelicular (ou Skin) da Corrente Decorre da indução de campos magnéticos associados à passagem da corrente e aos campos elétricos induzidos, cujos sentidos tendem a por-se ao movimento de elétrons no centro do condutor e reforçá-lo na periferia. Este efeito tem como conseqüência um aumento na resistência do condutor. E quanto maior a frequência, maior o efeito pelicular.

32 Efeitos Especiais na Transmissão de Energia
Efeito Pelicular (ou Skin) da Corrente Densidade de corrente x frequência

33 Efeitos Especiais na Transmissão de Energia
Efeito Corona: À medida que a tensão numa linha for aumentada, alcança-se um valor no qual o ar que envolve o condutor torna-se ionizado, devido à força elétrica na superfície deste exceder um certo valor limite. A camada ionizada envolve o condutor, efetivamente aumentando o seu diâmetro até um ponto em que as forças elétricas sejam insuficientes para causar mais ionização. Pode-se dizer que o fenômeno ocorre em virtude de o campo elétrico na superfície do condutor ter superado a capacidade disruptiva do ar.

34 Efeitos Especiais na Transmissão de Energia
Efeito Corona: Esta condição pode acarretar uma série de consequências, como as listadas abaixo: Geração de ondas eletromagnéticas de baixa freqüência (rádio ruído); Ruídos audíveis; Perdas de energia; Geração de gases (ozônio); Vibrações mecânicas.

35 Efeitos Especiais na Transmissão de Energia
Radio Interferência – RI Definição Por radio interferência, entende-se um distúrbio não desejado atuando na faixa de radiofreqüência, cerca de 500kHz a 1.600kHz (faixa AM); Causas Efeito Corona; irregularidades na superfície e partículas sólidas aderentes aos cabos; Fatores que influenciam Configuração dos condutores nas linhas, resistividade do solo e condições ambientais como vento, umidade e preciptação. Uma fonte de tais distúrbios é o efeito corona, que produz pulsos de corrente e tensão nos condutores das linhas de transmissão e cujo espectro de freqüência abarca parte considerável da faixa de radiofreqüência;

36 Efeitos Especiais na Transmissão de Energia
Ruído Audível - RA Este é influenciado em maior ou menor escala pelos seguintes fatores: Tamanho dos subcondutores; Número de subcondutores; Intensidade da chuva; Condições superficiais do condutor (envelhecimento)

37 Efeitos Especiais na Transmissão de Energia
Efeitos de Campos Eletrostático Dentre os efeitos do campo eletrostático, destacam-se os seguintes: Exposições prolongadas do corpo humano a campos eletrostáticos próximos às linhas de transmissão, podendo originar sensações desagradáveis e alterações de natureza fisiológicas no organismo das pessoas; Correntes elétricas de toque, provenientes do contato do corpo humano com objetos situados próximos às linhas de transmissão como veículos, antenas, cercas, etc.; O perigo de explosões em veículos que estejam se reabastecendo em locais próximos às linhas de transmissão.

38 <gustavo.lima@ifrn.edu.br>
Fim O B R I G A D O