DEFINIÇÃO.
Linha de transmissão é um circuito elétrico que interliga diferentes tipos de subestações (elevadora, abaixadora, de transmissão), cujo objetivo é o transporte da energia elétrica.
Para se caracterizar esse transporte de energia elétrica como linha de transmissão, a tensão da linha deve ser superior a 138kV. Abaixo desses valores, temos linhas de subtransmissão e distribuição.
FUNÇÃO
As bases do sistema elétrico são as geradoras e os consumidores da energia. Na maioria dos casos, a geração ocorre a uma distancia grande do centro consumidor. Para interligar a geração com o centro consumido, são utilizadas as linhas de transmissão, e, para evitar perdas dessa energia durante o trajeto, ela deve ser transportada em tensões elevadas.
Portanto, a linha de transmissão tem a função de transportar a energia elétrica gerada nas usinas geradoras até o centro consumidor, em uma tensão elevada, de modo a evitar maiores perdas.
APLICAÇÕES
Como foi visto anteriormente, a linha de transmissão transporta a energia elétrica das usinas geradoras até o centro consumidor, mas com uma tensão elevada. Para obtermos essa tensão elevada, são utilizadas subestações elevadoras, que, próximas às usinas, elevam a tensão gerada, e subestações abaixadoras, que, próximas aos centros consumidores, abaixam a tensão transportada para ela ser utilizada. Além dessas existem outros tipos de subestações no caminho da linha de transmissão.
As linhas de transmissão são utilizadas, basicamente, entre as subestações elevadora e abaixadora. A figura 4.1 é uma representação desse local onde a linha é utilizada. Já nas figuras 4.2 e 4.3, temos imagens da entrada das linhas de transmissão em subestações.
.1 Representação do sistema elétrico, com a linha de transmissão destacada.
.2 Entrada da linha de transmissão em uma subestação.
.3 Entrada da linha de transmissão em uma subestação.
Alguns autores consideram uma aplicação da linha de transmissão o transporte de energia elétrica em tensões de 69kV e 138kV para consumidores especiais, mas nesse trabalho, esse nível de tensão, como será visto posteriormente, é considerado subtransmissão.
CONSTITUIÇÃO
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).
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.
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.
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.
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.
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 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.
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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.
MANUTENÇÃO
As linhas de transmissão são o elo entre a geração e o consumo da energia elétrica. Com isso, é um enorme problema para as concessionárias de energia elétrica se algum problema ocorrer com essas linhas, pois o centro consumidor ficará sem energia, e muitos poderão ocorrer. Por essa razão, a manutenção é algo tão importante nesse equipamento, principalmente a manutenção preventiva, que evita a ocorrência de falhas e acidentes.
Inúmeros autores são unânimes quanto à importância de fazer a manutenção em qualquer equipamento. Abaixo, temos uma lista de alguns benefícios que ela pode proporcionar.
Segurança melhorada: instalações bem mantidas tendem a apresentar um menor desvio do comportamento previsto e a proporcionar menores riscos ao pessoal;
Confiabilidade aumentada: menos tempo perdido com consertos e menores gastos com possíveis interrupções da produção;
Maior qualidade: representada pelo melhor desempenho dos equipamentos que se comportam segundo um padrão determinado, de modo a não comprometer a qualidade dos produtos ou serviços;
Tempo de vida mais longo: os cuidados direcionados aos equipamentos permitem uma redução de problemas de operação, desgastes, deterioração e outros que podem reduzir o tempo de vida das instalações;
Custos de operação mais baixos: instalações que recebem manutenção regularmente funcionam de forma mais eficiente.
A atividade de manutenção em linhas de transmissão é regulamentada pela ONS (Operador Nacional do Sistema Elétrico). Para um melhor desempenho do sistema elétrico nacional foram criados os Procedimentos de Rede referentes ao Acompanhamento da Manutenção dos Sistemas Elétricos . Eles têm como objetivo padronizar a operação, de modo a proporcionar um serviço de fornecimento de energia elétrica nos níveis e padrões de qualidade e confiabilidade requeridos pelos consumidores e aprovados pela ANEEL.
O trabalho de manutenção das linhas de transmissão é realizado em três dos seus componentes.
1 MANUTENÇÃO DO TERRENO ONDE ESTÁ INSTALADO A TORRE
Essa manutenção é importante para evitar a interferência da vegetação local no bom funcionamento da linha de transmissão e para que os acessos à torre estejam em condições que permitam o transito dos veículos de manutenção que transportam pessoal, ferramentas e instrumentos. Essa manutenção segue normas da ABNT com relação à altura máxima da vegetação abaixo das linhas. Esse serviço deve ser feito, de modo que, além de cortar a vegetação, essa vegetação cortada deve ser retirada do local para evitar incêndios com a vegetação seca.
2 MANUTENÇÃO DA TORRE
A manutenção das torres de transmissão de energia elétrica deve ser feita de modo a conservar a estrutura, evitando acidentes. Ela contempla o aperto ou troca de parafusos, troca de isoladores, substituição de peças corroídas e retencionamento dos tirantes de aço que sustentam torres instaladas.
3 MANUTENÇÃO DOS ISOLADORES E CABOS CONDUTORES
Nessa manutenção, são contemplados os isoladores e seus acessórios, os cabos pára-raios, e o correto funcionamento dos cabos condutores. Esta atividade possibilita corrigir defeitos nos isoladores, espaçadores-amortecedores, cabos condutores e demais componentes da linha.
Nesse site, podemos entrar as formas de transmissão elétrica em todas as regiões do Braasil!
Esquema da distribuição de energia
Abaixo consta um projeto da Eletrobrás Furnas, de otimização das linhas de transmissão:
Título Projeto | OTIMIZAÇÃO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO NA CLASSE DE 500 KV. |
| Gerente do Projeto | Claudia Menezes Fernandes de Oliveira
Telefone: 21-2528-2124
Fax: 21-2528-2124
E-mail: cmfo@furnas.com.br
Eletrobras Furnas |
| Entidade Executora | UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE UFF:
Rua Passos da Pátria 156Niterói -RJ
CEPEL: Avenida Olinda, s/n0,
Adrianópolis Nova Iguaçu - RJ |
| Custo Total | R$ 854.400,00 (oitocentos e cinqüenta e
quatro mil e quatrocentos reais) |
| Palavras-chave | Otimização de linhas de transmissão
Confiabilidade de linhas de transmissão
Linhas de transmissão econômicas |
| Objetivos do projeto |
O projeto de pesquisa objetiva identificar soluções minimizando os custos de implantação por FURNAS de suas linhas de transmissão nas classes de 500 kV, bem como maximizando os aspectos de segurança, praticidade de operação e manutenção destas linhas, com redução ao mínimo de impactos ambientais e de interrupção de fornecimento.
Sendo os sistemas de transmissão em 500 kV responsáveis pela transmissão de grandes blocos de potência e pela interligação de regiões com regimes hidrológicos diversos, desempenham, assim, um papel fundamental na confiabilidade do sistema energético brasileiro como um todo. Desta forma, é de grande relevância que os mesmos sejam atualmente concebidos tendo por base resultados de pesquisas de amplo espectro.
A escolha de soluções de concepção para linhas de transmissão, ao mesmo tempo em que requer a consideração de importantes fatores intervenientes como o de impacto ambiental, incluindo-se neste o de poluição visual, não considerados de tanta importância num passado próximo, oferece por outro lado muitas novas possibilidades tecnológicas. Tais possibilidades se bem conhecidas e abordadas em um projeto de pesquisa podem conduzir a soluções extremamente criativas, elegantes e econômicas.
Outro aspecto que passou recentemente, por motivo de alterações na legislação do setor a ter importância primordial nas soluções de linhas de transmissão é o da necessidade imperiosa de continuidade dos serviços. Este aspecto terá um grande peso neste projeto de pesquisa.
A pesquisa será dirigida basicamente para concepção de séries de estruturas, cadeias de isoladores e configurações de feixes de condutores, que resultem em soluções técnicas e ambientais favoráveis e com custos inferiores aos praticados com linhas convencionais. Tais soluções deverão ser adequadas às condições ambientais, de topografia e operacionais de FURNAS. Serão ainda pesquisadas soluções para maximização da eficiência no transporte de energia por estas linhas de transmissão, no que se refere à potência natural, desempenho de aterramento das estruturas a altas freqüências, estruturas e feixes não convencionais, dentre outros aspectos. |
| Resultados esperados do projeto |
Metodologia - Desenvolvida uma metodologia para identificar soluções técnico-econômicas para implantação de linhas de transmissão otimizadas na classe de 500 kV.
Aplicação desta metodologia ao caso FURNAS com escolha de alternativas e seu cotejamento econômico, bem como com avaliação dos desempenhos mecânicos e elétricos correspondentes.
Projeto demonstrativo - O desenvolvimento de um projeto simulado para demonstração de economicidade e desempenho das soluções obtidas, em comparação com as soluções convencionais do caso FURNAS. Neste projeto serão compostos os custos por quilômetro de linha/capacidade de transporte de energia, das alternativas selecionadas, bem como os seus respectivos índices de indisponibilidade.
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