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WBA0461_v2.0 Geração, transmissão e distribuição de energia elétrica Transmissão de energia elétrica Sistema Interligado Nacional (SIN) Bloco 1 Leandro José Cesini da Silva Sistema Interligado Nacional Figura 1 – Linhas de transmissão no Brasil Fonte: ONS (2022a, [s. p.]). Números do SIN • 2020 – 9.204 km 2025 – 9.204 km800 kV - CC • 2020 – 1.722 km 2025 – 1.722 km750 kV • 2020 – 9.544 km 2025 – 9.544 km600 kV - CC • 2020 – 53.214 km 2025 – 76.220 km500 kV • 2020 – 6.911 km 2025 – 7.130 km440 kV • 2020 – 9.551 km 2025 – 11.131 km345 kV • 2020 – 55.454 km 2025 – 69.103 km230 kV • 2020 – 145.600 km 2025 – 184.054 kmTotal (NOS, 2022b) Planejamento da transmissão no Brasil Figura 2 – Investimentos em transmissão até 2028 Fonte: EPE (2021a, [n. p.]). Planejamento da transmissão no Brasil Figura 3 – Expansão física das subestações Fonte: EPE (2021a, [n. p.]). Principais desafios da expansão da transmissão Envelhecimento do sistema de transmissão: • Altos investimentos na substituição de sistemas obsoletos. Alta complexidade socioambiental e fundiária: • Implica em atrasos na execução e entrada em operação. Crescimento de novas fontes variáveis e não controláveis no SIN: • Espera-se que, com o avanço de tecnologias e redes inteligentes, o sistema elétrico se torne mais flexível e dinâmico aos requisitos operativos instantâneos que as fontes intermitentes causam no sistema. Transmissão de energia elétrica Transmissão CA e CC Bloco 2 Leandro José Cesini da Silva Transmissão CA Vantagens: • Potência pode ser gerada em altas tensões. • Manutenção de subestações é mais simples e mais barata. • Tensão pode ser elevada ou reduzida por transformadores com facilidade e eficiência. Desvantagens: • Necessita de mais cobre do que em corrente contínua. • Linhas de transmissão mais complexas. • Resistência efetiva da linha é maior devido efeito pelicular. • A capacitância desses sistemas causam perdas mesmo com o sistema aberto. Transmissão CC Vantagens: • Não há indutância ou capacitância. • Não possui efeito pelicular. • Não existem perdas dielétricas. Desvantagens: • Tensão da geração deve ser menor, devido problemas de conversão. • Tensão não pode ser elevada para transmissão em altas tensões. • Interruptores e disjuntores possuem limitações. Transmissão CC Tecnologia HVDC (High-Voltage Direct Current): • Custo reduzido para transporte de grande quantidade de energia elétrica em longas distâncias. • Não sofre com problemas de instabilidade. • Baixas perdas por efeito corona. • Reversibilidade e controlabilidade do fluxo de potência facilitados. • Não são necessárias estações intermediárias. Comparativo de custos CA versus CC Figura 4 – CA x CC Fonte: adaptada de Pinto (2018). • Intersecção das curvas marca a inversão dos custos. • CA = CC geralmente entre 600 km e 800km. • Acima disso, sistemas de transmissão em corrente contínua possuem melhor custo-benefício. Transmissão de energia elétrica Torres de transmissão de energia elétrica Bloco 3 Leandro José Cesini da Silva Tipos de torres Figura 5 – Linhas 440 kV Fonte: adaptada de Pinto (2018). Linha 440 kV – circuito simples (cadeia “IVI”) Linha 440 kV – circuito duplo triangular Linha 440 kV estaiada – circuito simples Linha 440 kV – circuito simples (cadeia “VVV”) Faixa de servidão • É o espaço ocupado pelas torres de transmissão. • A norma NBR 5422/85 estabelece os parâmetros que devem ser obedecidos em projetos. • A faixa de servidão deve ser mantida livre de ocupações. • É proporcional à tensão de linha, quanto maior a tensão, maior a área ocupada pela faixa de servidão. Figura 6 – Faixa de servidão em torres de transmissão Fonte: Pinto (2018). Tipos de condutores • All Aluminium Conductor (AAC): composto por vários condutores de alumínio. • All Aluminium Alloy Conductor (AAAC): compostos por ligas de alumínio de alta resistência. • Aluminium Conductor steel-reinforced (ACSR): possui camadas concêntricas de condutores de alumínio sobre uma alma de aço. • Aluminium Conductor, Aluminium Alloy Reinforced (ACAR): mesma configuração anterior, porém com alma de alumínio de alta resistência. Características ideias de condutores Alta condutibilidade elétrica. Baixo custo. Boa resistência mecânica. Alta resistência à oxidação. Baixo peso. Manutenção Figura 7 – Execução de reparos em uma linha Fonte: Photoman195/iStock.com. • Uma falha em algum ponto desencadeia problemas para todo o sistema interconectado. • Uso de helicópteros é comum em manutenção de linhas. • Trabalho de alto risco. • Técnicos passam por vários treinamentos. • Avaliação psicológica prévia é importante para esse tipo de atividade. • Atualmente, o uso de drones é comum para realização de inspeções. Teoria em Prática Bloco 4 Leandro José Cesini da Silva Reflita sobre a seguinte situação Você foi designado (a) para iniciar os estudos para a instalação de uma linha de transmissão de 440 kV, que passará pela cidade de Salvador, na Bahia. O comprimento dessa linha de transmissão é curto, aproximadamente 70 km, e ficará restrito ao estado da Bahia. Diante do exposto, elabore um relatório contendo os requisitos básicos necessários para a execução desse projeto. Norte para a resolução 1. Em primeiro lugar, tente buscar informações sobre as linhas de transmissão que circundam seu projeto. Em Salvador, existem linhas já instaladas de 230 kV e de 500 kV. Isso é importante para definição de estratégias de interconexão e se a tensão previamente definida para o projeto está adequada. Norte para a resolução 2. Você possui o comprimento aproximado de sua linha de transmissão, portanto, deve verificar se a linha é economicamente viável em corrente contínua ou alternada. Lembrando que o ponto em que a curva de custo de uma linha em corrente alternada cruza a curva de custo de uma linha em corrente contínua é em torno de 600 km de extensão, logo, você tende a definir sua linha como sendo em CA. Norte para a resolução 3. A escolha da torres dependerá da quantidade de circuitos e a disposição do mesmo na torre de transmissão. Podendo ser uma torre de circuito simples com cadeia IVI ou uma torre estaiada com circuito simples ou duplo. Claro que estudos mais aprofundados deverão ser realizados para a definição ótima dos tipos de torres a serem utilizados em seu projeto. Dicas do(a) Professor(a) Bloco 5 Leandro José Cesini da Silva Prezado aluno, as indicações a seguir podem estar disponíveis em algum dos parceiros da nossa Biblioteca Virtual (faça o login através do seu AVA). Algumas indicações também podem estar disponíveis em sites acadêmicos como o Scielo, repositórios de instituições públicas, órgãos públicos, anais de eventos científicos ou periódicos científicos, acessíveis pela internet. Isso não significa que o protagonismo da sua jornada de autodesenvolvimento deva mudar de foco. Reconhecemos que você é a autoridade máxima da sua própria vida e deve, portanto, assumir uma postura autônoma nos estudos e na construção da sua carreira profissional. Por isso, te convidamos a explorar todas as possibilidades da nossa Biblioteca Virtual e além! Sucesso! Leitura Fundamental Indicação de leitura 1 O PRORET reúne os Procedimentos de Regulação Tarifária para os consumidores de energia elétrica, elaborado pela Agencia Nacional de Energia Elétrica. Em seu submódulo 9.3 trata exclusivamente da tarifa destinada aos consumidores conectados em linhas de transmissão de propriedade das transmissoras de energia elétrica. Referência: ANEEL. Procedimentos de Regulação Tarifária – PRORET. Submódulo 9.3 – Reajuste Anual das Receitas das Concessionárias de Transmissão. ANEEL, 2017. Indicação de leitura 2 No capítulo 6, deste livro, é possível verificar como funciona o sistema interligado de vários países europeus e dos Estados Unidos. É interessante, durante a leitura, fazer uma comparaçãomental com o Sistema Interligado Nacional (SIN). Referência: PINTO, O. M. Energia elétrica - geração, transmissão e sistemas interligados. 1. ed., reimpr., p. 113-117. Rio de Janeiro: LTC, 2018. Dica do(a) Professor(a) No site do Operador Nacional do Sistema existe um aplicativo chamado Mapa Dinâmico do SIN. Nele, é possível localizar todas as linhas de transmissão e as subestações, além das usinas que compõem o SIN e o sistemas isolados. Vale a pena dar uma olhada e desbravar o mapa elétrico do país. Fonte: http://www.ons.org.br/paginas/sobre- o-sin/mapas. Acesso em: 17 mar. 2022. http://www.ons.org.br/paginas/sobre-o-sin/mapas Referências EPE. Plano Nacional de Energia – 2050. Rio de Janeiro: EPE, 2021b. EPE. Programa de Expansão da Transmissão/Plano de Expansão de Longo Prazo Ciclo 2021: 2º semestre, Rio de Janeiro: EPE, 2021a. ONS. Mapa do sistema de transmissão – Horizonte 2024. Disponível em: www.ons.org.br. Acesso em: 17 mar. 2022. ONS. O sistema em números. Disponível em: www.ons.org.br. Acesso em: 17 mar. 2022. PINTO, O. M. Energia elétrica - geração, transmissão e sistemas interligados. 1. ed., reimpr. Rio de Janeiro: LTC, 2018. Bons estudos!
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