Transmissão de Energia Elétrica - Níveis de Tensão

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ESPECIFICAÇÕES DE LINHAS DE TRANSMISSÃO

Recife, maio/2019

ESPECIFICAÇÕES DE LINHAS DE TRANSMISSÃO

1. Linha de transmissão 01:

Dados:

Extensão: L1 = 1.600 km;

Potência ativa: P1 = 1.000 MW = 1.000.000 kW;

• Determinação do nível de tensão:

• Critério 01 - Comprimento da LT: o nível de tensão é diretamente proporcional ao comprimento da linha, conforme a seguir:

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• Critério 02 – STILL: calcula o nível de tensão através de formula empírica para LT com comprimento maiores que 30 Km, conforme a seguir:

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Onde:

V – Tensão de linha entre fases em kV;

L – Comprimento da linha em km;

P – Potência máxima a transmitir em kW;

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• Critério 03 – HEFNER: o nível de tensão mais indicado é obtido pela equação, conforme a seguir:

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Onde:

V – Tensão de linha entre fases em kV;

L – Comprimento da linha em km;

P – Potência máxima a transmitir em kW;

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• Critério 04 – LOEW: o nível de tensão mais indicado é obtido pela equação, conforme a seguir:

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Onde:

V – Tensão de linha entre fases em kV;

R, S e T - Constantes que dependem do material do condutor;

L – Comprimento da linha em km;

K - Constante que depende da potência media quadrática a ser transmitida;

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Considerando:

Cabo de alumínio: [pic 12]

Para uma curva usual de carga, o valor de φ é igual a 0,48 da potência máxima.

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No gráfico de LOEW:                 [pic 14]

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• Critério 05 – CURTZ e DOUGLAS: o nível de tensão mais indicado é obtido pela equação, conforme a seguir:

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Onde:

M – Corresponde a expressão:        [pic 17]

Mi – milha (1 milha = 1,609 km);

V – Tensão de linha entre fases em kV;

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• Critério 06 - Potência Característica (SIL): o nível de tensão mais indicado é obtido pela equação, conforme a seguir:

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Onde:

V – Tensão da linha entre fases em kV;

P – Potência máxima em MW;

Z – Impedância de surto em ohm;

SIL – potência característica;

Considerando: 3 cabos por fase: Z=280 Ω

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• Critério 07 – Potência: associa valores de potência máxima ao nível de tensão, conforme a seguir:

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Considerando[pic 23]

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Portanto, o nível de tensão adotado foi de 765 kV, que atende maioria dos critérios de cálculo.

• Determinação dos cabos condutores:

• Calculo da corrente elétrica de fase:

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Onde:

I – corrente máxima em A

P – potência máxima em kW

V – tensão entre fases em kV

Cos ϕ – fator de potência: fp=0,85 ind.

Como termos, três cabos de alumínio por fase, então:

Capacidade de condução de corrente do condutor:

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• Calculo da perda de potência elétrica:

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Onde:

P – potência máxima em kW

p – perda de potência percentual: p=10%=0,1

R – resistência por fase em Ohms

I – corrente máxima em A

• Calculo de queda tensão admissível:

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Onde:

q – queda de tensão percentual: q = 10%;

V – tensão entre fase/terra (V)

R – resistência por fase (Ω)

 – resistividade do cabo (Ω mm2/m)

l – comprimento da linha (m)

S – seção do condutor (mm2)

(ρAL = 1/34,8 Ω mm2/m a 20ºC)

• Calculo de segurança térmica:

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Onde:

Q – perda por efeito joule (cal/seg)

R – resistência do condutor (Ω)

I – corrente máxima (A)

ρ – resitividade do condutor (Ω mm2/m)

l – comprimento da linha (m)

S – seção do condutor (mm2)

Q’– perda por irradiação (cal/seg)

μ - coeficiente que depende da natureza do condutor

p – perímetro da secção do condutor (m)

t – diferença de temperatura entre o condutor e o ambiente (ºC)

Consideram-se para o cabo ACSR os seguintes valores: μ = 0,8; ρ = 1/34,8; t = 55 ºC

Portanto, o condutor adotado foi o ACSR - CAA (Condutor de Alumínio com Alma de Aço) de Código GRACKLE de seção 604 mm² e ampacidade de 1160 A, que atende a todos os critérios de cálculo.

• Determinação do cabo para-raios:

A corrente máxima admissível nos cabos para-raios é obtida pela expressão:

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Onde:

Imax – Corrente máxima em cada cabo para-raios (A): Imax = 50 kA

K – Constante que depende do material do cabo: K = 6,65 x 104, para cabo de alumínio

A – Secção do cabo (pol2)

t – Tempo de duração da falha (seg): t = 0,1s

φf – Temperatura máxima admissível pelo cabo (ºC): φf = 55ºC

φi – Temperatura ambiente (ºC): φi = 30ºC

α – Coeficiente de dilatação linear do cabo (ºC-1): α = 0,0036

1. Linha de transmissão 02:

Dados:

Extensão: L2 = 800 km;