Painel de Pesquisa: Linhas de Transmissão

1. Definição e Função

Uma linha de transmissão (LT) é o componente de um sistema elétrico de potência (SEP) responsável por transportar grandes blocos de energia elétrica das centrais geradoras até os centros de consumo (subestações de distribuição).

Elas operam em altos e extra-altos níveis de tensão (AT/EAT) para minimizar as perdas de energia ao longo do trajeto.

Objetivo da Minha Pesquisa:

2. Princípios de Funcionamento

A transmissão é feita em alta tensão (kV) e baixa corrente (A) para reduzir as perdas por Efeito Joule (dadas por $P = R \cdot I^2$). A potência é elevada por transformadores na saída da geração e rebaixada por transformadores na chegada aos centros de consumo.

Níveis de Tensão (Brasil - ONS):

  • Alta Tensão (AT): 138 kV, 230 kV
  • Extra-Alta Tensão (EAT): 345 kV, 440 kV, 500 kV, 765 kV
Minhas Anotações - Princípios:

3. Componentes Principais

Uma LT aérea é composta por diversos elementos fundamentais:

Torres (Estruturas)

Sustentam mecanicamente os cabos. Podem ser de treliça metálica (autoportantes ou estaiadas) ou de concreto.

Cabos Condutores

Transportam a corrente elétrica. Geralmente feitos de alumínio com alma de aço (Tipo CAA ou ACSR).

Isoladores

Isolam eletricamente os cabos condutores da estrutura (torre). Feitos de vidro, porcelana ou poliméricos.

Cabo Para-raios (OPGW)

Posicionado no topo da torre, protege a linha contra descargas atmosféricas. Muitos contêm fibra óptica (OPGW) para comunicação.

4. Modelagem e Parâmetros de Pesquisa

Para fins de estudo, as linhas são modeladas por seus parâmetros elétricos distribuídos. Esta é a área central da pesquisa em engenharia.

  • Resistência (R): Causa perdas por Efeito Joule. Depende do material e da bitola do condutor.
  • Indutância (L): Causada pelo campo magnético ao redor dos condutores. Consome potência reativa.
  • Capacitância (C): Causada pelo campo elétrico entre os condutores e entre o condutor e a terra. Gera potência reativa.
  • Condutância (G): Representa as perdas de fuga no isolador (geralmente desprezível em LTs curtas).

Modelos de Linha:

  • Linha Curta (até 80 km): Modelo Pi, despreza-se a capacitância.
  • Linha Média (80 a 240 km): Modelo Pi Nominal.
  • Linha Longa (acima de 240 km): Modelo com parâmetros distribuídos.
Minhas Anotações - Cálculo:

5. Tipos de Linhas

Corrente Alternada (CA / AC)

O padrão mundial. Mais fácil de transformar os níveis de tensão. Sofre com reatância indutiva e capacitiva, o que limita a distância.

Corrente Contínua (CC / HVDC)

Usada para distâncias muito longas (ex: Belo Monte) ou interligações de sistemas com frequências diferentes. Não possui perdas reativas, mas as subestações conversoras (CA/CC) são extremamente caras.

6. Impactos e Segurança (NR-10)

Impacto Socioambiental

A construção de LTs exige a criação de uma "Faixa de Servidão", uma área onde a vegetação é controlada e o uso do solo é restrito, causando impacto ambiental e, por vezes, social (desapropriações).

Segurança (NR-10)

A operação e manutenção de LTs são atividades de altíssimo risco. A NR-10 (Segurança em Instalações e Serviços em Eletricidade) regulamenta essas atividades, focando em:

  • Risco de Arco Elétrico e Choque Elétrico.
  • Trabalho em Altura (NR-35).
  • Campos Eletromagnéticos.
  • Procedimentos de Desenergização e Aterramento Temporário.