Pré-projeto - Rodiney Moraes Enes

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RODINEY MORAES ENES
ACESSO AO POTENCIAL EM LT CC ±800kV
Campo Belo – MG
2022
RODINEY MORAES ENES
ACESSO AO POTENCIAL EM LT CC ±800kV
Projeto de pesquisa apresentado ao curso de Engenharia Elétrica, na Universidade Anhembi Morumbi. 
Orientador:
Campo Belo – MG
2022
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO	4
2. FUDAMENTAÇÃO TEÓRICA	5
2.1 Energia elétrica no Brasil	5
2.2 Corrente elétrica	6
2.3 Transmissão de energia elétrica	6
2.4 Linhas de transmissão	7
3. OBJETIVOS	7
3.1. Objetivo Geral	7
3.2. Objetivos Específicos	8
4. METODOLOGIA	8
5. RESULTADOS ESPERADOS	9
REFERÊNCIAS	9
1. INTRODUÇÃO
O acesso à energia elétrica faz parte do processo de desenvolvimento e evolução socioeconômica e tecnológica de um país. O requerimento de energia elétrica cresce de forma constante, o que torna necessário estudos que contribuam para o avanço da transmissão de energia. Neste sentido, o presente projeto de pesquisa tem como tema o acesso ao potencial em linha de transmissão de energia em alta tensão em corrente continua ±800kV no Brasil, considerando a tensão, distância percorrida, a capacidade de escoamento de energia e os custos e benefícios de sua implantação. 
A problemática da pesquisa desdobra-se nos questionamentos: Como alcançar o pleno potencial em LT CC ±800kV? Quais os benefícios e custos da implantação da LT CC ±800kV se comparado com a linha de transmissão em corrente alternada? 
É sabido que a transmissão de energia elétrica a longas distâncias é fundamental para atender à necessidade dos grandes centros consumidores (cidades e industrias) a partir de fontes (unidades geradoras de energia) distantes (VIEIRA, 2019). Ao considerar a distância entre as usinas e os centros de carga, as linhas de transmissão de energia em corrente continua ±800kV apresentam vantagens que superam as linhas de transmissão em corrente alternada, sendo capaz de amenizar as perdas e custos. Assim, alcançar o acesso ao pleno potencial em LT CC ±800kV é essencial para a evolução do sistema de transmissão de energia elétrica no Brasil.
Desta forma, o objetivo geral do presente projeto é o estudo do sistema de transmissão de energia em alta tensão em corrente continua ±800kV. Para tal, a metodologia utilizada no presente estudo compreende a uma revisão bibliográfica, onde o trabalho será conduzido em etapas que envolverão o desenvolvimento do protocolo de revisão com as questões da pesquisa, a estratégia de busca, a identificação dos critérios de inclusão e exclusão, a busca nas bases de dados previamente definidas, avaliação crítica, extração dos dados relevantes e síntese. 
O presente projeto de pesquisa está estruturado em 5 seções. Na primeira seção apresenta-se a introdução, onde é descrito a problemática do estudo afim de justifique a realização da pesquisa. Na segunda, vem a fundamentação teórica, onde são apresentados e destacados os conceitos que elucidam a temática da pesquisa. Na terceira, estão expostos o objetivo geral e os específicos. A quarta é composta da metodologia de pesquisa a ser utilizada. A quinta e última seção apresenta-se os resultados esperados, construídos a partir dos resultados identificados no referencial teórico por meio da revisão de literatura.
2. FUDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Nesta seção estão expostos os conceitos em torno da temática, sendo contemplados nos tópicos: Corrente elétrica; Transmissão de energia; e Histórico da transmissão de energia elétrica no Brasil. 
2.1 Energia elétrica no Brasil
	O Brasil é um país de grandes dimensões, onde a necessidade de energia elétrica aumenta constantemente (VIEIRA, 2019). É importante destacar que o sistema de produção e transmissão de energia elétrica brasileira é hidro-termo-eólico de grande porte, mas, predominantemente hidroelétrico (VIEIRA, 2019). Sendo que grande maioria das unidades geradoras de energias se localizam distantes dos centros consumidores, portanto o sistema de transmissão pode ser considerado um dos segmentos mais importantes do sistema elétrico brasileiro (MELO, 2018). 
	 O sistema de transmissão de energia elétrica é responsável por ligar as unidades geradoras de eletricidade e conecta-las aos centros de distribuição e consumidores (SATO, 2013), portanto é fundamental que estes sistemas sejam construídos de forma que seja possível um escoamento de energia das unidades geradoras com qualidade e eficiência em direção aos centros consumidores, considerando os critérios técnicos e econômicos (VIEIRA, 2019). 
A rota de transmissão está centrada em características como distância e potência, que pode ser CA ou CC (PORTUGAL, 2015). De acordo com Sato (2013), a grande maioria das linhas de transmissão no Brasil eram CA. Entretanto, de acordo com a Empresa de Pesquisa Energética (EPE), o sistema de transmissão brasileiro vive uma constante expansão (EPE, 2015), possuindo, atualmente, sistemas de transmissão em CA de 345, 440, 500 e 750 kV e em CC de ±600kV e ±800kV (SILVEIRA, 2017). 
Em resumo, é evidente que nas últimas décadas, a tecnologia utilizada nos sistemas de transmissão se desenvolveu significativamente, em especial, nos sistemas de transmissão em CC, associado ao aumento das complexidades destes sistemas (MELO, 2018). 
Para que a temática seja aprofundada, no próximo tópico estão expostos os conceitos básicos em torno da corrente elétrica, apresentando a definição, seus tipos e características. 
2.2 Corrente elétrica
	O termo corrente foi definido por Gussow (1997) como o movimento ou fluxo de elétrons no movimento de deslocação pelo efeito de uma diferença de potencial. A unidade de medida fundamental da corrente é o ampere, sendo definido como o deslocamento de um Coulomb de um qualquer ponto do condutor durante um intervalo de tempo (CONCEIÇÃO et al., 2016).
	A corrente elétrica pode ser alternada ou continua. A corrente alternada (CA) é classificada por Boylestad (1997) como uma indicação de que existe oscilação do valor da tensão ou da corrente elétrica regularmente entre dois níveis. Já a corrente continua (CC) indica a corrente unidirecional de mesma polaridade de tensão através de um circuito ou condutor (CONCEIÇÃO et al., 2016). A fonte de tensão continua mantem sua polaridade, mesmo se houver variação no valor da tensão de saída, assim a corrente flui apenas em um sentido (GUSSOW, 1997).
	
2.3 Transmissão de energia elétrica
	A rede de transmissão de energia é um sistema composto por cabos aéreos revestidos por material isolante e ligados a torres metálicas por estruturas isolantes de vidro ou de porcelana (BARONI, 2012; SATO; 2013; CONCEIÇÃO et al., 2016). Uma rede de transmissão transporta uma grande quantidade de energia elétrica por longas distâncias, visto que, normalmente, as unidades geradoras de energia estão localizadas distante dos centros consumidores, assim a energia produzida precisa viajar por longas distâncias por meio de um sistema de transmissão (SATO, 2013).
Em uma rede de transmissão de energia CA, a corrente elétrica passa por uma subestação abaixadora antes chegar ao centro consumidor (BARONI, 2012). Neste momento é realizado uma conversão relativamente simples, com o objetivo de abaixar o nível de tensão, adequando-o para o abastecimento dos consumidores (BARONI, 2012; CONCEIÇÃO et al., 2016), que possui um transformador em corrente alternada exigindo altos níveis de isolamento e níveis altos de potência (CONCEIÇÃO et al., 2016). 
Na transmissão de energia em CC o sistema de transmissão denominado high voltage direct current (HVDC) em português transmissão em corrente contínua em alta e extra alta tensão, é constituído por uma estação conversora, fazendo com que a tensão em CA dos centros geradores seja convertida em CC (KIMBARK, 1971). O sistema também possui uma estação inversora que, por sua vez, tem a função de reverter a tensão em CC para CA para o processo de subtransmissão aos consumidores (KIMBARK, 1971). Em suma, na transmissão HVDC a tensão e a corrente são convertidas e depois invertidas, e desta forma, as linhas de transmissão transportam a energiausando a corrente transmissão.
2.4 Linhas de transmissão
	As linhas de transmissão (LT) são definidas como condutores por onde a energia elétrica é transportada do transmissor ao terminar receptor (LEÃO, [s.d.]), em outras palavras, através das linhas de transmissão a eletricidade sai das unidades geradoras de energia para os centros consumidores. 
As LT mais comuns são: i) linha aérea em CA ou CC com condutores separados por dielétrico; ii) linha subterrânea com cabo coaxial que possui um fio central condutor isolado do condutor coaxial externo de retorno; e iii) trilha metálica, onde uma placa de circuito impresso fica separada de uma folha metálica de aterramento (microtrilha/microship), por uma camada de dielétrico (LEÃO, [s.d.]).
	O comprimento das LT pode variar de centímetros a milhares de quilômetros (Km), sendo que as linhas em centímetros são usadas em circuitos de altas frequências, já as linhas em milhares de Km são usadas no transporte de grandes blocos de energia elétrica (LEÃO, [s.d.]). 
Segundo Menezes (2015), a construção e implantação de LT exige estudos quanto a viabilidade técnica e econômica, visando prioritariamente o melhor aproveitamento da energia, afim de reduzir as perdas elétricas e otimizar os custos. 
3. OBJETIVOS
3.1. Objetivo Geral
	
Estudo do sistema de transmissão de energia em alta tensão em corrente continua 800kV.
3.2. Objetivos Específicos
· Realizar uma síntese dos principais achados sobre o acesso e a implantação da LT CC ±800kV.
· Apresentar os benefícios e custos da implantação da LT CC ±800kV.
· Realizar uma comparação expondo as vantagens e desvantagens entre a LT CC e a LT CA.
4. METODOLOGIA
A metodologia da pesquisa consiste em uma revisão sistemática, onde o trabalho será conduzido em etapas que envolverão o desenvolvimento do protocolo de revisão bibliográfica. De acordo Souza, Oliveira e Alves (2021), a revisão bibliográfica é uma pesquisa realizada através da investigação de obras publicadas, com o objetivo de conhecer e analisar o tema problema do estudo. 
A pesquisa bibliográfica acontece quando é elaborada a partir de material já publicado, livros e artigos de periódicos (GIL, 2002). Assim, o estudo permite melhor exame sobre o tema, com possibilidade de obter uma conclusão que seja inovadora.
Quando aos procedimentos metodológicos a pesquisa se desenvolverá em 3 (três) etapas:
i. Seleção bibliográfica;
ii. Levantamento de dados;
iii. Síntese.
A seleção bibliográfica seguirá de acordo com as questões da pesquisa, considerando as palavras-chaves: LT CC ±800kV; Transmissão de Energia; Corrente continua. A busca das produções será realizada nas bases de dados Google Acadêmico, SciELO e Portal Periódicos Capes. Todas as obras que comtemplam a temática serão incluídas respeitando os critérios de exclusão: duplicatas, trabalhos publicados em anais de eventos e trabalhos de conclusão de curso. 
O levantamento de dados ocorrerá por meio de uma avaliação crítica por meio de leitura seletiva, onde serão extraídos os dados mais relevantes encontrados nas produções. De acordo com Gil (2002), a leitura seletiva é uma leitura aprofundada que permite selecionar as informações mais importantes que são interessantes aos objetivos da pesquisa. 
Por fim, a síntese compreende a exposição do apanhado dos elementos concretos e mais relevantes encontrados na pesquisa. A síntese é definida por Sande (2016) como o processo de agrupar diferentes elementos de maneira concisa, com a finalidade de gerar uma unidade coerente. 
5. RESULTADOS ESPERADOS 
Espera-se que, através deste projeto, seja possível realizar um estudo mais aprofundado sobre o sistema de transmissão de energia em alta tensão em corrente continua ±800kV, com especial atenção ao seu acesso e implantação. Quando aos benefícios e custos, espera-se que os benefícios superem os custos da implantação, e que ao comparar com a LT CA, encontrem-se mais vantagens quando o acesso ao potencial. 
Acredita-se que com este estudo será possibilitado contribuir com estudos acerca dos sistemas de transmissão de eletricidade, contribuindo com o desenvolvimento e evolução socioeconômica e tecnológica do país.
REFERÊNCIAS 
BARONI, B. R. Aplicação do Conversor Multinível Modular em Transmissão HVDC com Eliminação Seletiva de Harmônicos. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Minas Gerais, Minas Gerais, 2012.
BOYLESTAD, R. L. Introdução à análise de circuitos. 8. ed. [S.l.]: Prentice Hall do Brasil LTDA, 1997.
CONCEIÇÃO, R. G.; ANDRADE, J. A. B; FERREIRA, C. H.; ALBUQUERQUE, C. J. Transmissão de energia elétrica em ultra alta tensão: o Complexo Hidrelétrico Belo Monte. Revista Eletrônica Teccen, v. 9, n.1, p. 66-74, 2016.
EPE - Empresa de Pesquisa Energética. Plano Decenal de Expansão de Energia 2024. Brasília, 2015.
GIL, A. C. Como Elaborar Projetos de Pesquisa. 4. ed. São Paulo: Atlas, 2002.
GUSSOW, M. Eletricidade Básica. 2. ed. [S.l.]: Pearson, 1997.
KIMBARK, E. W. Direct Current Transmission. [S.l.]: Wiley interscience, 1971.
LEÃO, R. Linhas de Transmissão de Energia Elétrica [online] [S.d]. Disponível em: https://www.drb-m.org/transmissao/1IIITransmissao.pdf. Acesso em: 08/12/22.
MELO, Y. M. P. Uma Técnica para Detecção de Faltas em Linhas de Transmissão de Corrente Contínua por Meio da Energia da Derivada de Sinais. Tese (doutorado em Ciências) – Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, 2018.
MENEZES, V. P. Linhas de transmissão de energia elétrica: Aspectos técnicos, orçamentários e construtivos. Projeto de graduação (Engenharia Elétrica) - Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2015.
PORTUGAL, P. M. M. Transmissão em Corrente Contínua com Tecnologia Híbrida Multiterminal de Conversores Fonte de Tensão e Corrente. Tese (doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2015.
SANDE, A. H. Projetos de design na habilitação em mídia digital da PUC-Rio: critérios de avaliação fundamentados nos conceitos de síntese projetual, linguagem da forma e experiência do usuário. Tese (Doutorado em Design do Departamento de Artes & Design) Pontifícia Universidade Católica, Rio de Janeiro, 2016.
SATO, A. K. C. Transmissão de potência em corrente contínua e em corrente alternada: Estudo comparativo. Trabalho de conclusão de curso (Engenharia Elétrica) – Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, 2013.
SILVEIRA, P. O. Planejamento de sistemas de transmissão em área com fonte de geração intermitente, apoiado no uso de tecnologias avançadas. Dissertação (Mestrado em Ciências) – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, São Paulo, 2017.
SOUZA, A. S.; OLIVEIRA, G. S.; ALVES, L. H. A Pesquisa Bibliográfica: Princípios e Fundamentos. Cadernos da Fucamp, v.20, n.43, p.64-83, 2021.
VIEIRA, J. C. C. Análise do Avanço da Utilização de Corrente Contínua na Transmissão de Energia Elétrica. Trabalho de conclusão de curso (Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, 2019.