TRANSMISSÃO DE ENERGIA

Introdução

Em nosso planeta encontramos diversos tipos de fontes de energia. A humanidade tem procurado energia para obter maior conforto, melhor condições de vida, maior facilidade de trabalho, etc. Neste trabalho são apresentadas energias, tais como: elétrica, nuclear, solar, térmica, eólica entre outros tipos de energia. No trabalho também são apresentados o que é efeito joule, voltagem eficaz e voltagem de pico, o que são transformadores elétricos, como funcionam as usinas entre outros temas. Cada tema abordado amplia e desenvolve o nosso conhecimento, em relação às questões discutidas.

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Objetivo

O Nosso Trabalho tem como objetivo nos mostrar mais de perto o funcionamento e a principal finalidade de usinas elétricas, e saber um pouco mais sobre alguns efeitos, joule, corona dentre outros. As diferenças entre Voltagem de Pico e voltagem eficaz, o que são transformadores elétricos, e como eles funcionam.

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Usina Termoelétrica

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Central Termoeléctrica (português europeu) ou Usina Termoelétrica ou Usina Termelétrica (português brasileiro) é uma instalação industrial usada para geração de energia elétrica/eletricidade a partir da energia liberada em forma de calor, normalmente por meio da combustão de algum tipo de combustível renovável ou não renovável.

Geralmente funciona com algum tipo de combustível fóssil como gasolina, petróleo, gás natural ou carvão, é queimado na câmara de combustão, com o ar que aumenta sua pressão através de um compressor axial anteposto a câmara, é interligada à turbina provinea misturada para a queima da combustão. Com grande pressão (compressor) maior a temperatura (camara de combustão) essa união é 'levada' a turbina sendo transformada em potência de eixo, fazendo assim o giro da turbina "neste caso TG-Turbina a gás". Dos gases provenientes da turbina, ou seja, os gases de exaustão são direcionados a uma caldeira de recuperação de calor que pode ser aquatubular ou flamotubular.Em se tratando da Aquatubular: a água passa por dentro das serpentinas "interno da caldeira por vários estágios- Evaporador, economizador e superaquecedor trocando calor com estes gases de exaustão criando assim uma grande massa de vapor que então será direcionado a uma turbina à Vapor. Essa água pode provir de um rio, lago ou mar, dependendo da localização da usina.

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Processo de transformação de energia

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O vapor movimenta as pás de uma turbina e cada turbina é conectada a um gerador de eletricidade. O vapor é resfriado em um condensador, a partir de um circuito de água de refrigeração, e não entra em contato direto com o vapor que será convertido outra vez em água, que volta aos tubos da caldeira, dando início a um novo ciclo. Essa energia é transportada por linhas de alta tensão aos centros de consumo. Uma das vantagens desse tipo de instalação é a possibilidade de localização próxima aos centros consumidores, diminuindo a extensão das linhas de transmissão, minimizando as perdas de energia que podem chegar até a 16%.

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Há vários tipos de usinas termoelétricas, sendo que os processos de produção de energia são praticamente iguais porém com combustíveis diferentes. Alguns exemplos são:

- Usina a óleo;

- Usina a gás: usa gás natural como o combustível para alimentar uma turbina de gás. Porque os gases produzem uma alta temperatura atraves da queima, e são usados para produzir o vapor para mover uma segundo turbina, e esta por sua vez de vapor. Como a diferença da temperatura, que é produzida com a combustão dos gases liberados torna-se mais elevada do que uma turbina do gás e por vapor, portanto os rendimentos obtidos são superiores, da ordem de 55%;

- Usina a carvão;

- Usina nuclear.

Assim, estas, podem em algumas vezes serem menos rentáveis que as hidrelétricas.

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Impactos Ambientais

Como vários tipos de geração de energia, a termoeletricidade também causa impactos ambientais. Contribuem para o aquecimento global através do Efeito estufa e da chuva ácida. A queima de gás natural lança na atmosfera grandes quantidades de oxidantes e redutores, que se entrar em contato com o ser humano, pode acarretar doenças como diarréia; além de ser um combustível fóssil que não se recupera. O Brasil lança por ano 4,5 milhões de toneladas de carbono na atmosfera, com o incremento na construção de usinas termelétricas esse indicador chegará a 16 milhões.

Chamam-se Termo-Elétricas por que são constituídas de 2 partes, uma térmica onde se produz muito vapor a altíssima pressão e outra elétrica onde se produz a eletricidade.

1 A Energia Elétrica é produzida por um Gerador.

2 O Gerador possui um eixo que é movido por uma Turbina.

3 A Turbina é movida por um Jato de Vapor sob forte pressão. Depois do uso, o vapor é jogado fora na atmosfera.

4 O Vapor é produzido por uma Caldeira.

5 A Caldeira é Aquecida com a queima de óleo combustível.

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Usina Hidreletrica

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Uma usina hidrelétrica (português brasileiro) ou central hidroeléctrica (português europeu) é um complexo arquitetônico, um conjunto de obras e de equipamentos, que tem por finalidade produzir energia elétrica através do aproveitamento do potencial hidráulico existente em um rio. Dentre os países que usam essa forma de se obter energia, o Brasil se encontra apenas atrás do Canadá e dos Estados Unidos, sendo, portanto, o terceiro maior do mundo em potencial hidrelétrico.

As centrais hidrelétricas geram, como todo empreendimento energético, alguns tipos de impactos ambientais como o alagamento das áreas vizinhas, aumento no nível dos rios, em algumas vezes pode mudar o curso do rio represado, podendo, ou não, prejudicar a fauna e a flora da região. Todavia, é ainda um tipo de energia mais barata do que outras como a energia nuclear e menos agressiva ambientalmente do que a do petróleo ou a do carvão, por exemplo. A viabilidade técnica de cada caso deve ser analisada individualmente por especialistas em engenharia ambiental e especialista em engenharia hidráulica, que geralmente para seus estudos e projetos utilizam modelos matemáticos, modelos físicos e modelos geográficos.

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O cálculo da potência instalada de uma usina é efetuado através de estudos de energéticos que são realizados por engenheiros mecânicos, eletricistas e civis. A energia hidráulica é convertida em energia mecânica por meio de uma turbina hidráulica, que por sua vez é convertida em energia elétrica por meio de um gerador, sendo a energia elétrica transmitida para uma ou mais linhas de transmissão que é interligada à rede de distribuição. Um sistema elétrico de energia é constituído por uma rede interligada por linhas de transmissão (transporte). Nessa rede estão ligadas as cargas (pontos de consumo de energia) e os geradores (pontos de produção de energia). Uma central hidrelétrica é uma instalação ligada à rede de transporte que injeta uma porção da energia solicitada pelas cargas.

A Usina Hidrelétrica de Tucuruí, por exemplo, constitui-se de uma das maiores obras da engenharia mundial e é a maior usina 100% brasileira em potência instalada com seus 8.000 MW, já que a Usina de Itaipu é binacional.

O vertedor de Tucuruí é o maior do mundo com sua vazão de projeto calculada para a enchente decamilenar de 110.000 m³/s, pode, no limite dar passagem à vazão de até 120.000 m³/s. Esta vazão só será igualada pelo vertedor da Usina de Três Gargantas na China. Tanto o projeto civil como a construção de Tucuruí e da Usina de Itaipu foram totalmente realizados por firmas brasileiras, entretanto, devido às maiores complexidades o projeto e fabricação dos equipamentos eletromecânicos, responsáveis pela geração de energia, foram realizados por empresas multinacionais.

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Usina Nuclear

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Central nuclear (português europeu) ou usina nuclear (português brasileiro) é uma instalação industrial empregada para produzir eletricidade a partir de energia nuclear, que se caracteriza pelo uso de materiais radioativos que através de uma reação nuclear produzem calor. Este calor é empregado por um ciclo termodinâmico convencional para mover um alternador e produzir energia elétrica.

As centrais nucleares apresentam um ou mais reatores, que são compartimentos impermeáveis à radiação, em cujo interior estão colocados barras ou outras configurações geométricas de minerais com algum elemento radioativo (em geral o urânio). No processo de decomposição radioativa, estabelece-se uma reação em cadeia que é sustentada e moderada mediante o uso de elementos auxiliares, dependendo do tipo de tecnologia empregada.

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Usina Solar

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Na usina solar, a energia radiante da luz solar pode ser usada para aquecer água e transformá-la em vapor que aciona as turbinas, ou pode ser convertida diretamente em energia elétrica através de painéis recobertos com células fotoelétricas. Após sua "produção", a energia elétrica passa por transformadores que preparam-na para ser transmitida. Durante a transmissão, parte dessa energia é "perdida" sob a forma de calor que aquece a linha de transmissão. Para chegar ao usuário final, a energia elétrica passa novamente por transformadores que a prepara para ser usada. Finalmente ao chegar ao usuário ele pode transformá-la em outra forma de energia, como por exemplo energia sonora, ao ligar um aparelho de som, ou transformá-la em energia luminosa, quando acendemos uma lâmpada, ou mesmo deixamos alguns aparelhos no modo standby. Observe que não é tão fácil a produção de energia elétrica, além do que demanda muito trabalho e consumo de água represada.

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A usina solar é uma forma de obtenção de energia ecológica, pois capta a luz do Sol e a transforma em energia, sem causar danos ao meio ambiente, apesar de exigir que o local de sua instalação seja aplainado e liberado de obstáculos. Geralmente suas instalações se situam em regiões ensolaradas, de pouca nebulosidade. Por vezes se situam em clima seco, onde não existe volume de água suficiente, para manter em funcionamento uma hidrelétrica convencional.

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Porém esta usina não funciona a noite, e ao nascer do Sol e no poente, sua eficiência cai drasticamente. Sua utilização ainda é apenas relegada a um segundo plano, apenas fornecendo energia elétrica suplementar a redes de distribuição. O armazenamento de energia elétrica produzida durante o dia em baterias é ainda relativamente pouco eficiente e faz o uso de grande quantidade de baterias e estas possuem vida limitada e devem ser recicladas para evitar a contaminação do meio ambiente. Uma outra forma de se obter energia eléctrica a partir da luz solar é por meio de painéis recobertos com células fotoelétricas. Porém de pouca eficiência, já que a energia elétrica produzida não chega a valores expressíveis. Existem planos teóricos de captar a energia do Sol diretamente do espaço e envia-la à Terra através de satélites solares, porém de alto custo e atualmente é economicamente inviável.

O nordeste brasileiro por ser uma região ensolarada, próxima do equador, apresenta condições mais propícias para receber centrais solares. De todos os países europeus, Portugal é o país com mais horas de sol anuais, logo tem excelentes condições para utilizar esta energia renovável. É também em Portugal que se localizam as duas maiores usinas/centrais solares do mundo.

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Energia Eólica

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A energia eólica é a energia que provém do vento. O termo eólico vem do latim aeolicus, pertencente ou relativo a Éolo, deus dos ventos na mitologia grega e, portanto, pertencente ou relativo ao vento. A bolina sob o barco a vela oferece resistência lateral à ação do vento, permitindo um avanço gradual através do vento. A energia eólica tem sido aproveitada desde a antiguidade para mover os barcos impulsionados por velas ou para fazer funcionar a engrenagem de moinhos, ao mover as suas pás. Nos moinhos de vento a energia eólica era transformada em energia mecânica, utilizada na moagem de grãos ou para bombear água. Os moinhos foram usados para fabricação de farinhas e ainda para drenagem de canais, sobretudo nos Países Baixos. Conversão em energia elétrica

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Na atualidade utiliza-se a energia eólica para mover aerogeradores - grandes turbinas colocadas em lugares de muito vento. Essas turbinas têm a forma de um catavento ou um moinho. Esse movimento, através de um gerador, produz energia elétrica. Precisam agrupar-se em parques eólicos, concentrações de aerogeradores, necessários para que a produção de energia se torne rentável, mas podem ser usados isoladamente, para alimentar localidades remotas e distantes da rede de transmissão. É possível ainda a utilização de aerogeradores de baixa tensão quando se trata de requisitos limitados de energia elétrica. A energia eólica pode ser considerada uma das mais promissoras fontes naturais de energia, principalmente porque é renovável, ou seja, não se esgota, limpa, amplamente distribuída globalmente e, se utilizada para substituir fontes de combustíveis fósseis, auxilia na redução do efeito estufa. Em países como o Brasil, que possuem uma grande malha hidrográfica, a energia eólica pode se tornar importante no futuro, porque ela não consome água, que é um bem cada vez mais escasso e que também vai ficar cada vez mais controlado. Em países com uma malha hidrográfica pequena, a energia eólica passa a ter um papel fundamental já nos dias atuais, como talvez a única energia limpa e eficaz nesses locais. Além da questão ambiental, as turbinas eólicas possuem a vantagem de poderem ser utilizadas tanto em conexão com redes elétricas como em lugares isolados, não sendo necessário a implementação de linhas de transmissão para alimentar certas regiões (que possuam aerogeradores).

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Em 2009 a capacidade mundial de geração de energia elétrica através da energia eólica foi de aproximadamente 158 gigawatts (GW), o suficiente para abastecer as necessidades básicas de dois países como o Brasil(o Brasil gastou em média 70 gigawatts em janeiro de 2010). Para se ter uma idéia da magnitude da expansão desse tipo de energia no mundo, em 2008 a capacidade mundial foi de cerca de 120 GW e, em 2008, 59 GW.

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TRANSMISSÃO DE ENERGIA

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Transmissão de energia elétrica é o processo de transportar energia entre dois pontos. O transporte é realizado por linhas de transmissão de alta potência, geralmente usando corrente alternada, que de uma forma mais simples conecta uma usina ao consumidor.

A transmissão de energia é dividida em duas faixas: a transmissão propriamente dita, para potências mais elevadas e ligando grandes centros, e a distribuição, usada dentro de centros urbanos, por exemplo. Cada linha de transmissão possui um nível de tensão nominal, aonde encontramos linhas de até 750 kV, com diversos estudos e protótipos em 1 a 1,2 MV. As linhas de distribuição são usualmente na faixa de 13,8 kV. Para a conversão entre níveis de tensão, são usados transformadores.

Em sistemas de grande porte, é usual a interligação redundante entre sistemas, formando uma rede. O número de interligações aumenta a confiabilidade do sistema, porém aumentando a complexidade. A interligação pode tanto contribuir para o suprimento de energia quanto para a propagação de falhas do sistema: um problema que ocorra em um ponto da rede pode afundar a tensão nos pontos a sua volta e acelerar os geradores, sendo necessário o desligamento de vários pontos, incluindo centro consumidores, havendo o aparecimento de apagões ou blecautes. Componentes de um sistema de transmissão.

Interior de uma torre de transmissão.

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Detalhe de uma coluna de isoladores em uma torre. Os anéis próximos aos cabos e nas ferragens dos isoladores são usados para uniformizar o campo eléctrico, reduzindo o efeito corona.

Torres

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Para linhas aéreas, é necessário erguer os cabos a uma distância segura do solo, de forma a evitar contato elétrico com pessoas, vegetação e veículos que eventualmente atravessem a região. As torres devem suportar os cabos em condições extremas, determinadas basicamente pelo tipo de cabo, regime de ventos da região, terremotos, entre outros eventos.

Isoladores.

Os cabos devem ser suportados pelas torres através de isoladores, evitando a dissipação da energia através da estrutura. Estes suportes devem garantir a rigidez dielétrica e suportar o peso dos cabos. Em geral são constituídos de cerâmica, vidro ou polímeros.

Subestações

As linhas de transmissão são conectadas às subestações, que dispõe de mecanismos de manobra e controle, de forma a reduzir os transitórios que podem ocorrer durante a operação das linhas.

Transmissão em corrente alternada

O uso de corrente alternada para transmissão de energia tornou-se evidente pela capacidade dos transformadores elevarem a tensão e reduzir a corrente eléctrica, reduzindo ao quadrado as perdas na linha pelo Efeito Joule:

Sendo P a perda de potência, R a resistência equivalente da linha e I a corrente.

 

O projecto das torres deve ser optimizado para tornar o custo viável, não deixando de suportar os cabos em qualquer condição de vento, temperatura, e quando aplicável, na formação de gelo.

As torres são usualmente construídas em aço, com algumas alternativas em madeira e concreto para tensões de até 138 kV, e com estudos na utilização de alumínio e outras ligas. Um problema de difícil solução no projecto de torres são os casos de vandalismo e furto.

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Nas últimas décadas mostrou-se a possibilidade de uso de corrente contínua em alta tensão (CCAT, em inglês HVDC), para a transmissão de grandes blocos de energia. A conversão entre corrente alternada e corrente continua é realizada através de rectificados utilizando tiristores de alta tensão. O uso do CCAT provem uma série de vantagens, tais como o desacoplamento entre sistemas e a economia de cabos, usando de estruturas mais leves. A transmissão em corrente contínua pode ser realizada de forma unipolar (um condutor, com retorno pelo terra) ou bipolar (dois condutores, de polaridades positiva e negativa).

Linhas de transmissão subterrâneas

Uma solução para os grandes centros urbanos é o uso de linhas subterrâneas. A principal dificuldade é na isolação e blindagem dos condutores, de forma a acomodarem-se nos espaços reduzidos, ao contrário das linhas aéreas que utilizam cabos nus, utilizando-se do ar como isolante natural. O uso de condutores isolados também dificulta a dissipação de calor, reduzindo consideravelmente a ampacidade da linha. Linhas de transmissão submarinas. A travessia de rios e canais por linhas aéreas demanda um projeto especial, por quase sempre haver a necessidade de transpor um vão muito grande. Neste caso, a catenária formada pelos cabos será imensa, necessitando o uso de cabos com liga especial e torres gigantescas. O uso de linhas submarinas evita o uso destas estruturas, reduzindo a poluição visual e evitando problemas em locais com travessias de navios. A linha submarina tem a limitação de possuir uma grande capacitância, reduzindo o seu alcance prático para aplicações em corrente alternada, facto no qual é preferível o uso de linhas em corrente contínua.

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TRANSFORMADORES ELÉTRICOS

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Um transformador é um dispositivo destinado a transmitir energia elétrica ou potência elétrica de um circuito a outro, transformando tensões, correntes e ou de modificar os valores das Impedância elétrica de um circuito elétrico. Trata-se de um dispositivo de corrente alternada que opera baseado nos princípios eletromagnéticos da Lei de Faraday e da Lei de Lenz.

O transformador consiste de duas ou mais bobinas ou enrolamentos e um "caminho", ou circuito magnético, que "acopla" essas bobinas. Há uma variedade de transformadores com diferentes tipos de circuito, mas todos operam sobre o mesmo princípio de indução eletromagnética.

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No caso dos transformadores de dois enrolamentos, é comum se denominá-los como enrolamento primário e secundário, existem transformadores de três enrolamentos sendo que o terceiro é chamado de terciário. Existe também um tipo de transformador denominado Autotransformador, no qual o enrolamento secundário possui uma conexão elétrica com o enrolamento do primário.

Transformadores de potência são destinados primariamente à transformação da tensão e das correntes operando com altos valores de potência, de forma a elevar o valor da tensão e consequentemente reduzir o valor da corrente. Este procedimento é utilizado pois ao se reduzir os valores das correntes, reduz-se as perdas por efeito Joule nos condutores. O transformador é constituído de um núcleo de material ferromagnético, como aço, a fim de produzir um caminho de baixa relutância para o fluxo gerado.

Geralmente o núcleo de aço dos transformadores é laminado para reduzir a indução de correntes parasitas ou de corrente de Foucault no próprio núcleo, já que essas correntes contribuem para o surgimento de perdas por aquecimento devido ao efeito Joule. Em geral se utiliza aço-silício com o intuito de se aumentar a resistividade e diminuir ainda mais essas correntes parasitas.

Transformadores também podem ser utilizados para o casamento de impedâncias, que consiste em modificar o valor da impedância vista pelo lado primário do transformador, são em geral de baixa potência. Há outros tipos de transformadores, alguns com núcleo ferromagnético, outros sem núcleo, ditos transformadores com núcleo de ar, e ainda aqueles com núcleo de ferrite.

Transformador ideal

Um transformador ideal é aquele em que o acoplamento entre suas bobinas é perfeito, ou seja, todas concatenam, ou “abraçam”, o mesmo fluxo, o que vale dizer que não há dispersão de fluxo. Isso implica assumir a hipótese de que a permeabilidade magnética do núcleo ferromagnético é alta ou, no caso ideal, infinita, e o circuito magnético é fechado. Além disso, admite-se que o transformador não possui perdas de qualquer natureza, seja nos enrolamentos, seja no núcleo.

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Corrente alternada forma de onda da Corrente Alternada.

A corrente alterna (português europeu) ou corrente alternada (português brasileiro), ou CA (em inglês AC - alternating current), é uma corrente elétrica cujo sentido varia no tempo, ao contrário da corrente contínua cujo sentido permanece constante ao longo do tempo. A forma de onda usual em um circuito de potência CA é senoidal por ser a forma de transmissão de energia mais eficiente. Entretanto, em certas aplicações, diferentes formas de ondas são utilizadas, tais como triangular ou ondas quadradas. Enquanto a fonte de corrente contínua é constituída pelos pólos positivo e negativo, a de corrente alternada é composta por fases (e, muitas vezes, pelo fio neutro).

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VOLTAGEM DE PICO E VOLTAGEM EFICAZ 

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Por que a Transmissão de Energia Elétrica é feita com Alta Voltagem

Qualquer que seja o tipo de usina escolhido para produção de energia elétrica, em qualquer parte do mundo, ela sempre será construída, como dissemos, para gerar corrente alternada. Procuraremos mostrar, a seguir, o motivo desta escolha, isto é, porque não se usa a corrente contínua para distribuir a energia elétrica produzida nas grandes usinas de qualquer país.

O motivo preponderante desta escolha está relacionado com as perdas de energia, por efeito Joule, que ocorrem nos fios usados para transportar a corrente elétrica a longas distâncias.
Para analisar este fato, na qual vemos um gerador produzindo energia elétrica, que é transportada pelos fios AC e BD, para ser utilizada na rede elétrica de uma residência. Sendo Vab a voltagem entre os pólos do gerador e i a corrente nos fios, a potência fornecida pelo gerador é P1 = i Vab.

Mas, sendo r a resistência total dos fios transportadores, a potência desenvolvida nestes fios sob a forma de calor (efeito Joule) será P2 = ri2. Assim, a potência P, que é recebida na residência, será:

P = P1 - P2 ou P = iV ab - ri2

É evidente que a perda por efeito Joule (P2 = ri2) nos fios deve ser a menor possível. Para isto, deveríamos procurar diminuir os valores de r e i. O valor de r só pode ser diminuído se for aumentada a área de secção reta dos fios, isto é, usando-se fios mais grossos. Entretanto, existe um limite para este procedimento, pois cabos muito grossos, além de terem custo elevado, tornariam a rede de transmissão extremamente pesada. Assim, a solução mais adequada é procurar reduzir o valor da corrente i a ser transmitida.

Concluímos assim que, para reduzir as perdas por aquecimento nos fios transportadores, a energia elétrica deve ser transmitida com baixa corrente e alta voltagem. Esta é exatamente a solução adotada pelos engenheiros eletricistas ao projetarem as linhas de transmissão. O valor da alta voltagem usada em cada caso, depende da potência a ser transmitida e da distância entre a usina e o local de consumo. Assim, são usada voltagens de 100.000 V, 250.000 V, 480.000 V etc. e, atualmente, já são projetadas transmissões com até 1.000.000 V. Não é possível, entretanto, elevar indefinidamente o valor destas altas voltagens porque acima de certos valores o ar em volta do fio torna-se condutor, permitindo o escoamento de eletricidade, o que constituiria uma outra forma de perda de potência.

A Voltagem Alterada pode ser facilmente Elevada ou Reduzida

As altas voltagens necessárias para a transmissão da energia elétrica não podem ser fornecidas diretamente por um gerador, seja ele de corrente alternada, seja de corrente contínua. De fato os maiores geradores existentes nas grandes usinas fornecem voltagens situadas apenas em torno de 10.000 V. Então torna-se necessário, para a transmissão, elevar consideravelmente os valores das voltagens fornecidas pelos geradores.

Se o gerador fosse de corrente contínua, não haveria condições de resolver este problema, pois, conforme estudamos, um elevador de voltagem, isto é, um transformador, não funciona com corrente contínua. Por outro lado, se o gerador for de corrente alternada, será relativamente fácil elevar a voltagem produzida usando-se aquele aparelho. Além disso, devemos nos lembrar que, ao chegar nos centro de consumo, a alta voltagem deverá ser reduzida antes de ser distribuída. Evidentemente, seria fora de propósito um consumidor receber em sua casa voltagens de valores tão elevado como aqueles usados na transmissão. Como o uso de corrente alternada, este problema também é facilmente resolvido usando-se novamente um transformador, agora para reduzir os valores da alta voltagem. Esta facilidade que é encontrada para elevar ou reduzir uma voltagem alternada é o fator preponderante que levou os engenheiros a darem preferência aos sistemas de produção, transmissão e distribuição de energia elétrica por meio de corrente alternada.

Se o gerador fosse de corrente contínua, não haveria condições de resolver este problema, pois, conforme estudamos, um elevador de voltagem, isto é, um transformador, não funciona com corrente contínua. Por outro lado, se o gerador for de corrente alternada, será relativamente fácil elevar a voltagem produzida usando-se aquele aparelho. Além disso, devemos nos lembrar que, ao chegar nos centro de consumo, a alta voltagem deverá ser reduzida antes de ser distribuída. Evidentemente, seria fora de propósito um consumidor receber em sua casa voltagens de valores tão elevado como aqueles usados na transmissão.

Como o uso de corrente alternada, este problema também é facilmente resolvido usando-se novamente um transformador, agora para reduzir os valores da alta voltagem. Esta facilidade que é encontrada para elevar ou reduzir uma voltagem alternada é o fator preponderante que levou os engenheiros a darem preferência aos sistemas de produção, transmissão e distribuição de energia elétrica por meio de corrente alternada.

A Utilidade do Transformador na Transmissão da Energia Elétrica

Vendo a figura apresentada, vemos um esquema de distribuição de energia elétrica, mostrando as sucessivas transformações de voltagem que ocorrem desde a geração na usina até sua utilização pelo consumidor. Observe que logo após a voltagem alternada ser produzida em um gerador (com cerca de 10.000 V), o seu valor é elevado (para 300.000 V, por exemplo) por meio de transformadores existentes na subestação próxima à usina. Com esta alta voltagem, a energia elétrica é transportada a longas distâncias até chegar no centro consumidor (uma cidade, por exemplo), nas proximidades do qual se localiza uma outra subestação. Neste local. os transformadores reduzem a voltagem para os valores (cerca de 13.000 V) com os quais ela é distribuída aos consumidores industriais e pelas ruas da cidade. Finalmente, nas proximidades das residências existem transformadores (nos postes da rua) que reduzem ainda mais a voltagem (para 110 V ou 22 V), de modo que ela possa ser utilizada, sem riscos, pelo consumidor residencial.

Voltagem de pico e voltagem eficaz

Portanto, a voltagem que recebemos em nossas residências, proveniente do transformador de rua, é uma voltagem alternada, isto é, o seu sentido é invertido periodicamente, como mostra o gráfico a seguir. Como já dissemos, estas inversões de sentido são muito rápidas, pois sua frequência é de 60 hertz, isto é, a voltagem muda de sentido 120 vezes por segundo.

Vemos pelo gráfico, que a voltagem não é constante, como acontece com uma corrente contínua. O seu valor varia rapidamente: passa por um valor máximo, descrece, chega a zero, inverte de sentido, atinge um valor igual ao valor máximo, porém sem sentido contrário, torna a se anular e assim sucessivamente.
O valor máximo atingido pela voltagem alternada é denominado valor de pico e, para o caso mostrado na fig. 25-36, este valor é de 154 V.

Entretanto, quando fornecemos o valor de uma voltagem alternada, estamos normalmente nos referindo não à voltagem de pico, mas a uma quantidade denominada valor eficaz da voltagem. Este valor eficaz seria o valor de uma voltagem constante (contínua) que dissipasse, durante o tempo de um período, em que uma resistência R, a mesma energia térmica que é dissipada em R pela voltagem alternada, durante o mesmo intervalo de tempo. Pode-se mostrar que entre a voltagem eficaz e a voltagem de pico existe a seguinte relação:

Entretanto, quando fornecemos o valor de uma voltagem alternada, estamos normalmente nos referindo não à voltagem de pico, mas a uma quantidade denominada valor eficaz da voltagem. Este valor eficaz seria o valor de uma voltagem constante (contínua) que dissipasse, durante o tempo de um período, em que uma resistência R, a mesma energia térmica que é dissipada em R pela voltagem alternada, durante o mesmo intervalo de tempo. Pode-se mostrar que entre a voltagem eficaz e a voltagem de pico existe a seguinte relação:

Então, para o caso da fig. 25-36, o valor da voltagem eficaz é:

O Fio "Neutro" e os Fios de "Fase"

É feito por meio de três fios: um deles, denominado fio neutro, sai do ponto central do secundário do transformador que está ligado à Terra; os outros dois são denominados fios de base e saem dos pontos extremos deste secundário. Entre cada fase e o neutro existe uma voltagem eficaz de 110 V. Assim, na fig. 25-37 temos VAB = 110 V e VBC = 110 V. Entre as duas fases há uma voltagem eficaz de 220 V. Então, na residência mostrada nesta figura, é possível instalar tomadas de 110 V (usando-se uma fase e um neutro) e tomadas de 220 V (usando-se as duas fases). Em algumas instalações elétricas, entretanto, a residência é ligada ao transformador de rua apenas por uma das fases e pelo neutro. É claro que nestas residências só poderão ser instaladas tomadas de 110 V. Isto é feito por meio de três fios: um deles, denominado fio neutro, sai do ponto central do secundário do transformador que está ligado à Terra; os outros dois são denominados fios de base e saem dos pontos extremos deste secundário. Entre cada fase e o neutro existe uma voltagem eficaz de 110 V. Assim, na fig. 25-37 temos VAB = 110 V e  VBC = 110 V. Entre as duas fases há uma voltagem eficaz de 220 V. Então, na residência mostrada nesta figura, é possível instalar tomadas de 110 V (usando-se uma fase e um neutro) e tomadas de 220 V (usando-se as duas fases).

Em algumas instalações elétricas, entretanto, a residência é ligada ao transformador de rua apenas por uma das fases e pelo neutro. É claro que nestas residências só poderão ser instaladas tomadas de 110 V.

Linhas de Transmissão com Corrente Contínua

Nos últimos tempos, algumas novidades tem surgido relacionadas com a transmissão de energia elétrica a longas distâncias. Os engenheiros e técnicos tem constatado que, para transmissão a distâncias superiores a cerca de 500 km, a corrente contínua mostra-se mais vantajosa do que a corrente alternada. Isto ocorre principalmente pelos motivos que analisaremos a seguir.

Sabe-se que o método mais adequado para transmitir corrente alternada é o sistema denominado trifásico, que utiliza três cabos ligando os dois pontos de transmissão (observe o sistema de alta voltagem nos postes de rua, que é exatamente deste tipo, utilizando três fios). Por outro lado, um sistema de transmissão com corrente contínua seria apenas 2/3 daquele que se tem em uma linha de corrente alternada. Além disso, pode-se mostrar que, para se obter a mesma perda por efeito Joule, os cabos em corrente alternada teriam que ser mais grossos do que em corrente contínua.

Verifica-se que, apesar destas vantagens, a corrente contínua apresenta alguns inconvenientes, pois sua voltagem nãp pode ser transformada facilmente, como já sabemos. Assim, para transmissão em corrente contínua, os geradores devem ainda ser de voltagem alternada, e só depois que esta voltagem é aumentada por meio dos transformadores é que ela é retificada para ser transmitida. Ao chegar ao local de consumo, a corrente contínua deve ser transformada novamente em corrente alternada para que sua voltagem possa ser reduzida antes de ser distribuída. É claro que todas estas transmissões a longas distâncias as economias feitas com os cabos poderão compensar estes custos. Em países de grandes dimensões, como a União Soviética, os Estados Unidos e o Brasil, essas condiçoes são fáceis de ocorrer e, por isso mesmo, o sistema de transmissão com corrente contínua já se encontra em implantação nestes países.

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EFEITO JOULE

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Quando um condutor é aquecido ao ser percorrido por uma corrente elétrica, ocorre uma transformação de energia elétrica em energia térmica. Este fenômeno é conhecido como efeito Joule, em homenagem ao físico britânico James Prescott Joule (1818-1889). Esse fenômeno ocorre devido o encontro dos elétrons da corrente elétrica com as partículas do condutor. Os elétrons sofrem colisões com átomos do condutor, parte da energia cinética (energia de movimento) do elétron é transferida para o átomo aumentando seu estado de agitação, conseqüentemente sua temperatura. Assim, a energia elétrica é transformada em energia térmica (calor). A descoberta da relação entre eletricidade e calor trouxe ao homem vários benefícios. Muitos aparelhos que utilizamos no nosso dia-a-dia têm seus funcionamentos baseados no efeito Joule, alguns exemplos são:

Lâmpada: um filamento de tungstênio no interior da lâmpada é aquecido com a passagem da corrente elétrica tornando-se incandescente, emitindo luz.

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Chuveiro: um resistor aquece por efeito Joule a água que o envolve.

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São vários os aparelhos que possuem resistores e trabalham por efeito Joule, como por exemplo, o secador de cabelo, o ferro elétrico e a torradeira.  Para aquecer um ferro elétrico, uma torradeira, um secador elétrico, é preciso de energia elétrica transformada em calor. Isso é chamado de efeito Joule. Quando uma lâmpada é ligada ela se aquece com o tempo, esse acontecimento também é denominado efeito Joule. Para que esse efeito aconteça são necessários resistores, pois é através deles que todo esse processo acontece. Conforme a temperatura aumenta o calor propagado para ambiente também aumenta, mas chega a um momento que essa temperatura estabiliza, pois a energia não utilizada no sistema (energia dissipada), já foi liberada toda para o ambiente.

O Chuveiro, o secador, o ferro elétrico, a torradeira, possuem resistores que não permitem que essas matérias derretam ou ocorra um curto-circuito quando ocorre o Efeito Joule. Quando uma lâmpada é ligada com o tempo ela se aquece, mas esse

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Outra aplicação que utiliza esta teoria é a proteção de circuitos elétricos por fusíveis. Os fusíveis são dispositivos que têm com objetivo proteger circuitos elétricos de possíveis incêndios, explosões e outros acidentes. O fusível é percorrido pela corrente elétrica do circuito. Caso esta corrente tenha uma intensidade muito alta, a ponto de danificar o circuito, o calor gerado por ela derrete o filamento do fusível interrompendo o fornecimento de energia, protegendo o circuito. Pode-se fazer uma simples demonstração do efeito Joule utilizando para isto, três pilhas grandes, um pouco de palha de aço (Bom Bril) e dois fios flexíveis. Coloque as três pilhas em série e conecte uma extremidade de cada fio nas extremidades da série de pilhas. Coloque a palha de aço em um local onde não possa ocorrer a propagação de chamas (em algum piso não inflamável). Encoste as duas extremidades dos fios na palha de aço, fechando o circuito e estabelecendo a passagem da corrente elétrica. Esta corrente elétrica aquece os fios de palha por efeito Joule e,  por serem muito finos, tornam-se incandescentes e pegam fogo.

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EFEITO CORONA

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O efeito Corona é também conhecido como fogo de Santelmo. O efeito corona é um fenômeno relativamente comum em linhas de transmissão com sobrecarga. Devido ao campo elétrico muito intenso nas vizinhanças dos condutores, as partículas de ar que os envolvem tornam-se ionizadas e, como consequência, emitem luz quando da recombinação dos íons e dos elétrons.

 O nome Fogo de Santelmo vem de Santo Elmo, padroeiro dos marinheiros, e surgiu quando antigos marinheiros observavam navios com os mastros envolvidos por uma tênue luz. A superstição cuidou de transformar esse fenômeno em aparição divina. Posteriormente, porém, observou-se que tal aparição ocorria principalmente nas regiões tropicais, em condições que precediam tempestades. As nuvens eletrizadas induziam cargas nas pontas dos mastros, produzindo o efeito corona.

A seleção dos condutores é uma das decisões mais importantes a serem tomadas pelo projetista das linhas de transmissão. Nas linhas em médias e altas tensões, a escolha das secções dos condutores geralmente se baseia em um equacionamento econômico entre perdas por efeito joule e os investimentos necessários. Nas linhas em tensões extra-elevadas e nas futuras linhas em tensões ultra-elevadas, o controle das manifestações do efeito corona pode ser o elemento dominante para orientar essa escolha. As múltiplas manifestações do efeito corona tem implicações diretas com a economia das empresas concessionárias e com o meio ambiente no qual as linhas de transmissão se encontram. Todas são importantes, e por isso mesmo devem merecer dos projetistas a devida atenção.

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   O efeito corona aparece na superfície dos condutores de uma linha aérea de transmissão quando o valor do gradiente de potencial aí existente excede o valor do gradiente crítico disruptivo do ar. Mesmo em um campo elétrico uniforme, entre dois eletrodos planos paralelos no ar, uma série de condições controlam essa tensão disruptiva, tais como a pressão do ar, a presença do vapor d’água, o tipo de tensão aplicada e a fotoionizaçao incidente. No campo não uniforme em torno de um condutor, a divergência do campo exerce influencia adicional, e qualquer partícula contaminadora, como poeira, por exemplo, transforma-se em fonte punctual de descargas.

Descargas elétricas em gases são geralmente iniciadas por um campo elétrico que acelera elétrons livres aí existentes. Quando esses elétrons adquirem energia suficiente do campo elétrico, podem produzir novos elétrons por choque com outros átomos. É o processo de ionização por impacto. Durante a sua aceleração no campo elétrico, cada elétron livre colide com átomos de oxigênio, nitrogênio e outros gases presentes, perdendo, nessa colisão, parte de sua energia cinética. Ocasionalmente um elétron pode atingir um átomo com força suficiente, de forma a excita-lo. Nessas condições, o átomo atingido passa a um estado de energia mais elevado. O estado orbital de um ou mais elétrons muda e o elétron que colidiu com o átomo perde parte de sua energia, para criar esse estado. Posteriormente, o átomo atingido pode reverter ao seu estado inicial, liberando o excesso de energia em forma de calor, luz, energia acústica e radiações eletromagnéticas. Um elétron pode igualmente colidir com um íon positivo, convertendo-o em átomo neutro. Esse processo, denominado recombinação, também libera excesso de energia.

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                                             (carga por efeito corona)

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Toda a energia liberada ou irradiada deve provir do campo elétrico da linha, portanto, do sistema alimentador, para o qual representa perda de energia, por conseguinte, prejuízo. Essas perdas e suas conseqüências econômicas tem sido objeto de pesquisas e estudos há mais de meio século, não obstante, só recentemente se alcançaram meios que permitem determinar, com razoável segurança, qual o desempenho que se poderá esperar para as diversas soluções possíveis para uma linha de transmissão, no que diz respeito a essas perdas.

De um modo geral, elas se relacionam com a geometria dos condutores, tensões de operação, gradientes de potencial nas superfícies dos condutores e, principalmente, com as condições meteorológicas locais. Constatou-se, por exemplo, que as perdas por corona em linhas em tensões extra-elevadas podem variar de alguns quilowatts por quilometro até algumas centenas de quilowatts por quilometro, sob condições adversas de chuva ou garoa. As perdas médias, como se verificou, podem constituir apenas pequenas partes das perdas por efeito joule, porém as perdas máximas podem ter influencia significante nas demandas dos sistemas, pois a capacidade geradora para atender a essa demanda adicional deverá ser prevista ou a diferença de energia importada.

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                                            (gerador de efeito corona)

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Tanto as perdas com tempo bom como aquelas sob chuva dependem dos gradientes de potencial na superfície dos condutores. As perdas sob chuva dependem não só do índice de precipitações, como também do número de gotículas d’água que conseguem aderir à superfície dos condutores. Esse número é maior nos condutores novos do que nos usados, nos quais as gotas d’água aderem mais facilmente à geratriz inferior dos condutores.

As linhas aéreas de transmissão de energia elétrica há muito tem sido consideradas como causadoras de impacto visual sobre o meio ambiente em que são construídas. Uma espécie de poluição visual que os conservadores, urbanistas e estetas há muito vêm combatendo. O advento da transmissão em tensões extra-elevadas e as perspectivas de transmissão em tensões ultra-elevadas enfatizaram dois outros tipos de perturbação do meio, provocados pelo efeito corona, sendo-lhes atribuído também caráter de poluição : A radiointerferência ( RI ) e o ruído acústico ( RA ).

Descargas individuais de corona provocam pulsos de tensão e corrente de curta duração que se propagam ao longo das linhas, resultando em campos eletromagnéticos em suas imediações. Essas descargas ocorrem durante ambos os semiciclos da tensão aplicada, porém aquelas que ocorrem durante os semiciclos positivos é que irradiam ruídos capazes de interferir na radiorecepçao nas faixas de freqüência das transmissões em amplitude modulada ( AM ), em particular nas faixas das ondas médias. Eflúvios de corona também ocorrem em outros componentes das linhas, tais como ferragens e isoladores, porem a intensidade dos ridos gerados é bastante inferior à dos gerado pelos condutores. Ferragens defeituosas, pinos e contrapinos mal-ajustados ou soltos podem igualmente gerar pulsos eletromagnéticos. Estes, no entanto, ocorrem nas faixas das freqüências de "FM" e "TV", provocando interferência ou ruídos nas recepções de "FM" e  "TV" ( TVI ).

A geração desses ruídos interfere com os direitos individuais dos moradores das vizinhanças das linhas de transmissão, uma vez que os ruídos se podem propagar além das faixas de servidão das linhas. Ainda não é possível projetar-se economicamente uma linha de transmissão aérea em tensões acima de 100 KV e que não produza radiointerferencia. Não obstante, critérios corretos e atenção aos aspectos relevantes do projeto podem produzir um sistema que resulte pelo menos em níveis aceitáveis de perturbação. O estudo do comportamento das linhas no que se refere à "RI"é bastante complicado em virtude dos inúmeros fatores que afetam seu comportamento, muitos dos quais ainda são indefinidos e nem mesmo completamente entendidos, de forma que os efeitos cumulativos são considerados em bases estatísticas.

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                                          (com efeito corona e plasma)

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Nos projetos de pesquisa sobre corona em tensões extra e ultra-elevadas verificou-se, outrossim, que uma outra manifestação sua não mais poderia ser descurada nas linhas de 500 KV ou tensões mais elevadas, dado o caráter de poluição ambiental que apresenta. É a poluição acústica causada pelo ruído característico provocado pelos eflúvios do corona. Esse aspecto também vem merecendo crescente atenção no dimensionamento das linhas, a fim de que o grau de perturbação seja mantido em níveis aceitáveis. Tais estudos mostraram que o ruído auditivo é função dos máximos gradientes de potencial na superfície dos condutores.

Em vista do exposto, pode-se concluir que, para as linhas de transmissão em tensões extra e ultra-elevadas, o dimensionamento econômico das linhas está diretamente relacionado com a escolha do gradiente de potencial máximo admissível na superfície dos condutores das linhas de transmissão. Gradientes para uma mesma classe de tensão somente são reduzidos mediante o emprego dos condutores de diâmetros maiores, ou maior espaçamento entre fases, ou pelo emprego de condutores múltiplos, com número crescente de subcondutores, ou pela forma com que são distribuídos sobre o circulo tendo como centro o eixo do feixe. Alternativamente, vem sendo pesquisados outros métodos para a redução da radiointerferência e ruídos audíveis, como a colocação de espinas ao longo dos condutores ou o seu envolvimento em capas de neoprene. A disposição dos subcondutores em forma de polígono irregular também vem sendo investigada como meio de reduzir os gradientes de potencial, e parece ser a forma mais promissora : é possível encontrar uma posição para cada subcondutor na periferia de um circulo, de forma que o gradiente em todos os subcondutores seja mínimo. O emprego dos condutores múltiplos assimétricos tem apresentado problemas de estabilidade mecânica sob ação do vento, e a melhor solução sob esse aspecto poderá conflitar com a melhor solução sob esse aspecto poderá conflitar com a melhor solução sob o aspecto de distribuição de gradientes de potencial.

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MANUTENÇÃO DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICAS

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Considerada como um equipamento do sistema elétrico, as Linhas de Alta Tensão, são constituídas por linhas de condutores destinados ao transporte da energia elétrica desde a geração até a distribuição, geralmente transmitida em corrente alternada (60 Hz), e em tensões elevadas (138 a 500 kV).

 
Estudos de parâmetros para cálculos da indutância, capacitância, velocidade de propagação, constante de fase, e outros, determinam a eficiência e a qualidade da energia transmitida pela linha. Com base nos dados estatísticos e na análise do sistema, pode-se implantar um cronograma de manutenção, minimizando o efeito de uma manutenção emergencial.
Atualmente, pressões por alta produtividade e competitividade no mercado, as empresas preocupam-se cada vez mais, em satisfazer seus clientes da melhor maneira possível, eliminando falhas e possíveis interrupções, e controlando a qualidade da energia fornecida. A atividade de manutenção em linhas de transmissão é regulamentada pela ONS, através de “Procedimentos de Rede” referentes ao “Acompanhamento da Manutenção dos Sistemas Elétricos”, que tem como objetivo a padronização das operações.

A regulamentação visa a proporcionar um serviço de fornecimento de energia elétrica em níveis e padrões de qualidade e confiabilidade requeridos pelos consumidores e aprovados pela ANEEL (ONS, 2005). As inspeções ocorrem de duas formas, nas inspeções gerais, as verificações são feitas com os eletricistas indo a campo e detectando anomalias que são observadas a distância (a olho nu ou através de binóculos), sendo o registro feito em planilhas e relatórios de inspeção.

 
Nas inspeções específicas os trabalhadores sobem nas torres das linhas de transmissão e verificam o estado de cada componente a ser revisado. Atualmente, utiliza-se a aeroinspeção (inspeção com o uso de helicópteros), sendo este, um dos principais instrumentos de diagnóstico das linhas de transmissão em inspeções preventivas e situações emergenciais. A aeroinspeção conta ainda com a tecnologia da termografia computadorizada, que é feita por meio de um termovisor de raios infravermelhos acoplado ao helicóptero.

 
Esse equipamento permite que o operador faça a verificação da temperatura nos equipamentos da linha sem a necessidade de indisponibilizá-la, reduzindo custos operacionais, as falhas por aquecimento de componentes, que ocasionam a fadiga e ruptura dos cabos das LT`s. As principais atividades realizadas durante a aeroinspeção nas linhas de transmissão são: Inspeção termográfica dos cabos e junções, verificação do efeito corona nos cabos e isoladores, conferência para troca dos isoladores, conferência para a correção dos espaçadores, verificação do cabo OPGW, verificação dos cabos pára-raios.

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Na manutenção das linhas de transmissão com utilização do helicóptero temos:

1- Lavagem do isolador - o sistema de lavagem do isolador é feito de modo muito eficiente, através de jatos de alta pressão de água, sendo direcionado para cada isolador, para um resultado eficaz da lavagem.

A contaminação e acúmulo de poeira nos isoladores podem causar curto circuito nas linhas.

2- Manutenção da mão desencapada em “linha viva” - o “homem de linha” é assentado na plataforma de trabalho que é unida aos tubos do patim da engrenagem de aterragem do helicóptero. A plataforma pode ser equipada com as três fontes de força diferentes para uma variedade de ferramentas de trabalho como compressor, gerador elétrico e bomba hidráulica.

3- Reparos e recolocação do espaçador - os reparos ou recolocação são eficazes e rápidos após as operações terem sido feitas via helicóptero.

4- Instalação de sinalizadores – a instalação de bolas marcadoras é realizada rapidamente e eficientemente usando mesmo procedimento da mão desencapada do helicóptero de manutenção.

5- Inspeção da resistência da junção de tensão (ohms) - envolve detectar voltagem e perdas de amperagem através da junção com o equipamento especializado, verificando a temperatura da linha, a corrente, e os ohms da resistência.

6- Manutenção em caixa de emenda do cabo OPGW.
7-Manutenção em cabos pára-raios e condutores.

A inspeção aérea de emergência é uma poderosa ferramenta a serviço das grandes companhias de energia, utilizada na localização das falhas transitória (ocasionadas por objetos levados pelo vento, galhos de árvores ou permanente (ruptura dos cabos, queda de torres etc.), detectada pelas proteções da linha tendo como vantagens: a rapidez na solução de problemas e a economia.Autorizada a reprodução total ou parcial deste Artigo, desde que citada a fonte. Vedada a memorização e/ou recuperação total ou parcial, bem como a inclusão de trechos ou partes, em qualquer sistema de processamento de dados.

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O trabalho de manutenção das linhas de transmissão realizado pela Cotesa é dividido em aspectos principais: manutenção do terreno onde está instalada a torre, manutenção da torre e manutenção dos cabos condutores. A manutenção do terreno onde está instalada a torre é importante para que a vegetação local não interfira 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. Com relação à manutenção da vegetação deve ser mantida uma distância (entre o topo das árvores e os cabos condutores) regulamentada por normas de projeto da ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas - para que não ocorra nenhum contato entre a vegetação e as torres ou cabos de transmissão que possa provocar o desligamento da linha por descarga elétrica. Este tipo de manutenção depende da vegetação local que determina o crescimento e a altura da vegetação na idade adulta.

A supressão das árvores depende de licença ambiental do IBAMA - Instituto Brasileiro do Meio Ambiente. Em locais de mata nativa e espécies raras a vegetação deve ser podada e nos casos extremos em que for permitido o corte, o IBAMA exige que lhe seja apresentado um programa de replantio das espécies

O serviço de limpeza de faixa (corte da vegetação comum a média altura) inclui o afastamento da vegetação cortada para longe dos cabos condutores, pois a vegetação seca amontoada facilita o surgimento de incêndio, principalmente na região do cerrado onde as temperaturas são muita altas e a umidade do ar baixa. A queimada, com altas labaredas e sob os condutores, provoca o desligamento da linha pela redução do isolamento do ar.

 No que tange à manutenção das torres de transmissão existem várias operações destinadas à sua conservação. Dentre estas, tem-se: o aperto ou troca de parafusos, troca de isoladores, substituição de peças corroídas e retencionamento de estais (tirantes de aço que sustentam certos tipos de torres).

Na manutenção dos isoladores e acessórios de cabos condutores e pára-raios, a Cotesa trabalha tanto em linha energizada (linha viva) quanto em linha desenergizada (linha morta). Quando se trabalha com linha viva, não há a necessidade do desligamento da mesma. Isto significa uma grande economia de recursos financeiros, pois o desligamento da linha por quaisquer motivos programados ou não programados (acidentes/emergências), acarreta punições regulamentadas nos contratos de concessão da instalação pela ANEEL para a empresa proprietária da instalação. Contudo, para se trabalhar com linha viva requerem-se inúmeros cuidados, devido ao risco de morte para os profissionais. Somente uma equipe muito bem treinada, com bom conhecimento técnico e experiência na área pode realizar este trabalho.

Para isso, a Cotesa conta com uma equipe de manutenção em linha energizada constituída por profissionais capacitados, alguns oriundos do Setor Elétrico Brasileiro, mesclado com jovens profissionais treinados pela própria Cotesa. Esta atividade possibilita corrigir defeitos nos isoladores, espaçadores-amortecedores, cabos condutores e demais componentes com a linha energizada, ou seja, sem interrupção do fornecimento de energia.

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Para fazer a manutenção com a linha energizada, alguns requisitos são necessários para manter a segurança do sistema de transmissão e dos profissionais que entram em contato com os cabos das linhas de transmissão. Os equipamentos que são utilizados para tal fim exigem alguns cuidados quanto a sua conservação. Entre eles estão: roupa metálica especial condutiva, bota condutiva, bastões e escada constituídos de fibra de vidro e resina epóxi, bastão para equiparação de potencial e corda especiais.

A programação das manutenções das linhas de transmissão é realizada anualmente e acordada com o cliente estabelecido em contrato, sendo a mesma baseada na experiência da empresa e nos dados históricos. A programação anual é subdividida em trimestres e posteriormente em programações semanais.

Todos os serviços de manutenção a serem feitos são descritos nesta programação, devendo estar de acordo com um cronograma predefinido. Esta programação serve como uma linha mestra para as atividades no decorrer do ano, podendo sofrer alterações de acordo com o que foi encontrado nas inspeções ou possíveis imprevistos e decorrências.

 As inspeções ocorrem de duas formas. Nas inspeções gerais, as verificações são feitas com os eletricistas indo a campo e detectando anomalias observadas a distância (a olho nu ou com binóculos) cujo registro é feito em relatório próprio de inspeção. Nas inspeções específicas os trabalhadores sobem nas torres das linhas de transmissão e verificam o estado de cada componente ser revisado.
Para auxiliar no seu processo de planejamento, programação e controle da manutenção a empresa desenvolveu uma ferramenta para gerência e manutenção de sistemas de transmissão de energia elétrica – SIGMAN. Este software trabalha com a armazenagem de todas as informações técnicas relativas à manutenção das linhas de transmissão. Tais informações são coletadas em campo, através de inspeções periódicas, enviadas para a sede (São José/SC) onde são cadastradas e compiladas, para então reprogramar as seguintes manutenções.

O relatório de inspeção é baseado em uma tabela de anomalias com os diversos itens já codificadas ao longo dos anos pelas constatações da empresa. Este relatório alimenta o banco de dados do sistema de informação da manutenção das linhas de transmissão utilizado pela Cotesa – SIGMAN. A partir deste banco de dados são programadas as manutenções.

SUBESTAÇÕES

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Uma Subestação é uma instalação elétrica de alta potência, contendo equipamentos para transmissão, distribuição, proteção e controle de energia elétrica. Funciona como ponto de controle e transferência em um sistema de transmissão elétrica, direcionando e controlando o fluxo energético, transformando os níveis de tensão e funcionando como pontos de entrega para consumidores industriais. Durante o percurso entre as usinas e as cidades, a eletricidade passa por diversas subestações, onde aparelhos chamados transformadores aumentam ou diminuem a sua tensão. Ao elevar a tensão elétrica no início da transmissão, os transformadores evitam a perda excessiva de energia ao longo do caminho. Já ao rebaixarem a tensão elétrica perto dos centros urbanos, permitem a distribuição da energia por toda a cidade.

Apesar de mais baixa, a tensão utilizada nas redes de distribuição ainda não está adequada para o consumo residencial imediato. A instalação de transformadores menores, instalados nos postes das ruas para reduzir ainda mais a tensão que vai diretamente para as residências, comércios e outros locais de consumo. É importante lembrar que o fornecimento de energia elétrica no Brasil é feito por meio de um grande e complexo sistema de subestações e linhas de transmissão, interligadas às várias usinas de diversas empresas. Assim, uma cidade não recebe energia de uma única usina, e sim com a energia gerada por diversas usinas hidrelétricas, termelétricas e até nucleares, dependendo da região.

Subestação de transmissão

A energia trifásica (sinais de tensão e corrente CA) sai do gerador e segue para a subestação de transmissão na usina elétrica. Essa subestação utiliza grandes transformadores para elevar a tensão do gerador (que está em um nível de milhares de volts) até tensões extremamente altas, para a transmissão de longa distância através da rede de transmissão.