Linhas de transmissão

Linhas de transmissão

(Parte 3 de 6)

Nesse trabalho serão consideradas linhas de subtransmissão as linhas que operam em 69kV e 138kV, que, normalmente passam nos centros urbanos.

6.1.2 - Alta tensão (AT)

São as linhas de transmissão com tensão entre 36kV e 230kV.

6.1.3 - Extra Alta Tensão (EAT)

São as linhas de transmissão com tensão entre 230kV e 765kV.

6.1.4 - Ultra Alta Tensão (UAT)

São linhas ainda em desenvolvimento e com pouca utilização atualmente. A sua tensão é acima de 765kV e já existem estudos para transmissão em 1MV.

6.2 – FORMAS DE CONSTRUÇÃO

Outra forma de classificar a linha de transmissão é segundo a sua forma de construção. A linha pode ser construída de duas maneiras:

6.2.1 - Circuito simples. Nesse tipo de construção, a torre de transmissão leva apenas um grupo de fases. A figura 6.2.1é um exemplo desse tipo de construção.

Figura 6.2.1 – Linha de transmissão de circuito simples

6.2.2 - Circuito duplo

Nesse outro tipo de construção, a torre de transmissão leva dois grupos de fases. A figura 6.2.2 é um exemplo dessa construção.

Figura 6.2.2 – Linha de transmissão de circuito duplo.

6.3 – TIPO DE CORRENTE TRANSPORTADA.

A geração de tensão, no atual sistema elétrico, se dá por meio de corrente alternada. Por essa razão, a grande maioria dos equipamentos trabalha com esse tipo de tensão. A transmissão da energia elétrica pode ocorrer com dois tipos de corrente.

6.3.1 - Corrente alternada. Forma mais usual para transporte de energia por linhas de transmissão, já que não necessita alterações em sua forma para ser transmitida.

6.3.2 - Corrente continua. Esse tipo de transmissão é mais atual, e se mostra mais viável para linhas, de tensões elevadas, com comprimento bastante grande. A sua utilização gera uma série de vantagens, tais como o desacoplamento entre sistemas e a economia de cabos, usando de estruturas mais leves. Ela já é utilizada na usina de Itaipú. A figura 6.3.1 é um exemplo de linha de transmissão em corrente contínua.

Figura 6.3.1 – Linha de transmissão em corrente continua.

6.4 – TIPO DE LINHA DE TRANSMISSÃO

As linhas de transmissão podem ser classificadas de acordo com o local por onde ela passa. A partir desse critério, as linhas são classificadas em:

6.4.1 - Linhas Aéreas

São o tipo mais comum de linhas de transmissão. São suportadas por torres, e seus cabos ficam expostos.

6.4.2 - Linhas Subterrâneas

São pouco comuns, mais utilizadas em centros urbanos. Custo bastante elevado por conta da blindagem dos condutores.

6.4.3 - Linhas Submarinas

Bem pouco utilizadas. Especificas para travessia de rios e canais, que, por linhas aéreas demanda um projeto especial, pois a catenária formada pelos cabos será imensa, necessitando o uso de cabos com liga especial e torres gigantescas.O uso de linhas submarinas evita o uso destas estruturas, reduzindo a poluição visual e evitando problemas em locais com travessias de navios. Mas essa linha tem a limitação de possuir uma grande capacitância, reduzindo o seu alcance prático para aplicações em corrente alternada, facto no qual é preferível o uso de linhas em corrente contínua.

7. CONSTITUIÇÃO

7.1 – CABOS CONDUTORES

São considerados os elementos ativos das linhas de transmissão, são dimensionados para transportar uma potência compatível com a sua capacidade térmica. Os condutores devem apresentar alta condutibilidade elétrica, baixo custo, boa resistência mecânica, baixo peso específico e elevada resistência a oxidação.

Os cabos condutores são formados de várias comandas de fios encordoados. São utilizados como materiais o alumínio (AAC), alumínio-liga (AACC) - alumínio com alma de aço (ACSR).

7.2 – ATERRAMENTO

O aterramento é geralmente feito por cabos de cobre e/ou aço cobreado, tem a função de descarregar as tensões excedentes para a terra.

7.3 – FUNDAÇÕES

As fundações servem de base para as estruturas, o tipo adotado depende das características do solo, podendo ser do tipo grelha (estrutura de aço enterrada) ou em concreto.

7.4 – ISOLADORES

Os isoladores são instalados em conjunto denominado de cadeias de isoladores, e servem juntamente com as ferragens, para fixar os condutores nas estruturas, mantendo-se o isolamento necessário entre eles. Em geral os isoladores são discos de vidro ou porcelana e poliméricos, as ferragens são dimensionadas para suportarem as cargas mecânicas transmitidas pelos cabos condutores e as solicitações elétricas pelas sobretensões que ocorrem numa linha de transmissão.

7.5 – PÁRA-RAIOS

Os pára-raios mais utilizados para linhas de transmissão são do tipo Óxido de Zinco (ZnO) sem centelhadores, sua função é evitar que as sobretensões causadas pelas descargas elétrica provenientes de raios cause um arco entre a linha e a estrutura da torre.

7.6 – ESFERAS DE SINALIZAÇÃO

As esferas são geralmente laranja e constituídas feitas em resina polimérica reforçada com fibra de vidro. São colocadas com um espaçamento pré-determinado nas LTs com o intuito de sinalizar a presença dos cabos, evitando acidentes por aeronaves ou outros deslocamentos sobre a área de ação do cabo. Pesa aproximadamente 4,6 kg e é fixada por flanges que associadas ao elemento pré-formado garantem uma proteção efetiva à linha.

Não requerem manutenção, não se deslocam, não giram, não ocorre atrito com o cabo nem causam eletrólise ou ressonância harmônica na vibração.

7.7 – ESTRUTURAS OU SUPORTE

As estruturas de uma linha de transmissão servem de suporte para os cabos condutores e pára-raios, são dimensionados para manterem os cabos condutores com distâncias elétricas das partes aterradas compatíveis com nível de tensão, além de suportarem mecanicamente os esforços transmitidos pelos cabos. São utilizadas estruturas em concreto, metálicas com perfis de aço galvanizado ou em postes de aço.

Figura 7.1 – Tipos de estrutura

8. FUNCIONAMENTO

O funcionamento de uma linha de transmissão é baseado no fato de que quanto maior a tensão menor serão as perdas ao longo do trajeto, perdas com aquecimento, causado pela sua resistência interna, e perdas eletromagnéticas causadas pela sua indutância própria.

Após sair da geração a linha de transmissão segue para a subestação de transmissão aonde seu potencial é elevado. Quanto maior a distância entre os pontos extremos das linhas de transmissão, maior deverá ser a tensão, sendo menores as perdas.

Estudos atuais visam o melhoramento dos cabos condutores, para que esse aumento de tensão não seja necessário, pois com um cabo mais eficiente (aquele em que existem menos perdas), a tensão exigida pode ser menor. Essas são as pesquisas dos supercondutores.

9. ESPECIFICAÇÃO

9.1 – CORRENTE

A transmissão de energia elétrica pode ser feita em corrente contínua ou corrente alternada. Hoje, só em alguns casos é utilizada a transmissão em corrente contínua.

As vantagens da utilização de alternadores (máquinas de corrente alternada) relativamente aos dínamos (máquinas de corrente contínua) na produção da energia elétrica, matéria a ser estudada em outras disciplinas, a facilidade de conversão dos níveis de tensão para adequá-los às diferentes etapas da cadeia de energia, e a necessidade de muitos equipamentos terminais serem alimentados em corrente alternada, levaram a que se use quase exclusivamente a corrente alternada.

No entanto convém referir, que o uso de corrente contínua não foi completamente abandonado, há casos em que é utilizada na transmissão de energia elétrica, como é o caso do transporte de grandes quantidades de energia a longa distância em meios ambientes adversos (efeito pelicular) ou quando é necessário efetuar a interligação de dois sistemas a freqüência diferente.

9.2 – TIPO DE LINHA

A linha aérea e o cabo subterrâneo diferem consideravelmente na sua constituição e conseqüentemente nas suas propriedades.

A linha aérea é formada por condutores nus ou em torçada, dependendo do nível de tensão, montados em apoios por intermédio de peças isoladas que se designam por isoladores.

O cabo subterrâneo é constituído por condutores isolados ao longo de todo o seu comprimento e reunidos num invólucro comum convenientemente protegido.

Dado que o custo das linhas aéreas é substancialmente mais baixo, este tipo de linhas é usado sempre que possível.

9.3 – TIPO DE ESTRUTURAS

Estruturas ou suportes das linhas de transmissão são elementos de sustentação dos cabos condutores e pára-raios e tem tantos pontos de fixação de condutores e pára-raios quanto forem os mesmos. Suas dimensões e formas são variáveis e dependem da classe de tensão, da função mecânica, do tipo de material empregado, da disposição dos condutores e pára-raios, etc.

Por conta disto, existe uma variedade muito grande de estruturas ou suportes. Padrões estruturais são famílias de estruturas que atendem ao projetista, permitindo especificar corretamente a LT, indicando a estrutura adequada para cada caso, à luz dos estudos feitos, os quais visam criar suportes seguros, porém econômicos.

9.3.1 – Quanto á classe de tensão

Para cada classe de tensão, é necessário projetar padrões estruturais que atendam a cada nível de isolamento, com vistas a segurança e a economia, na medida em que é necessário estabelecer as distâncias fase-fase e fase-terra, levando inclusive em conta o balanço das cadeias.

9.3.2 – Quanto ao material empregado

Podem ser de madeira, aço (treliça e pilares + vigas) e concreto armado (convencional e contraventada).

(Parte 3 de 6)

Comentários