CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS UNIDADE DE ENSINO SUPERIOR CURSO DE ENGENHARIA INDUSTRIAL ELÉTRICA PLANO DE ENSINO DISCIPLINA Validade: A partir de 02/04. TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Departamento Acadêmico de Engenharia Elétrica Carga Horária total: 60h Teórica: 30h Pré-requisitos • Eletrotécnica Aplicada II. Ementa • • • • • Código Laboratório: 30h Exercício: 00h S2TEEL01 Créditos: 03 Equacionamento técnico-econômico da transmissão de energia. Parâmetros elétricos das linhas de transmissão. Cálculo prático das linhas de transmissão. Noções sobre transmissão em C.C. Projeto gráfico de uma L.T. Objetivos A disciplina deverá possibilitar ao estudante: Bases física e matemática necessárias para o entendimento do mecanismo de transporte de energia elétrica através de linhas de transmissão aéreas. Conhecimentos essenciais (modelagem eletromagnética) sobre os parâmetros de linhas aéreas, seus modelos (circuitos equivalentes) e os cálculos de distribuições temporais e espaciais de tensão, corrente e potência ao longo de tais linhas. Conhecimentos essenciais sobre regulação, fluxo de potência e compensações reativas (série e paralela) nas linhas aéreas. Conhecimentos essenciais sobre Transmissão em Corrente Contínua. Análises técnicas e econômicas na implantação de linhas aéreas. Métodos Utilizados Marque com um X no quadro: X Aula expositiva em quadro X Seminário X Aula com uso de transparência X Pesquisa X Trabalho individual X Trabalho em grupo Aula com uso de multimídia X Aula prática Discussão de texto Visita técnica Filme Outros Folha 1 de 4 CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS UNIDADE DE ENSINO SUPERIOR CURSO DE ENGENHARIA INDUSTRIAL ELÉTRICA PLANO DE ENSINO Disciplina Unidades de Ensino (Teoria/Exercício) UNIDADE I - Revisão objetiva de alguns tópicos de Teoria Fasorial 1.1. Funções senoidais (domínio do tempo), fasores (domínio da freqüência), passagem do domínio do tempo para o domínio fasorial e vice-versa, relações entre os fasores V e I para circuitos puramente resistivos, capacitivos e indutivos, impedância (Z) e admitância (Y). 1.2. Respostas transitórias e em regime permanente de um circuito; limitação da resposta oriunda da utilização de fasores. 1.3. Circuitos monofásicos e trifásicos em corrente alternada; conceitos fundamentais: tensão, corrente e potência em circuitos monofásicos e em circuitos trifásicos equilibrados. Carga Horária (horas-aula) 4 UNIDADE II – Propagação de Onda Eletromagnética Guiada 2.1. Efeitos longitudinais (resistivo e indutivo) e transversais (capacitivo e condutivo) de linhas aéreas de transmissão. Caracterização física do efeito pelicular e suas conseqüências. 2.2. Mecanismo de transporte de energia eletromagnética por meio de condutores elétricos. Condução de energia eletromagnética guiada pelos condutores de uma linha de transmissão aérea; Vetor de Poynting. 4 UNIDADE III – Cálculo de Parâmetros de Linhas de Transmissão Aéreas 3.1. Definição de indutância. Dedução, a partir das Equações de Maxwell, da indutância por unidade de comprimento de uma linha de transmissão aérea monofásica com retorno pelo solo; Método das Imagens. 3.2. Definição de capacitância. Dedução, a partir das Equações de Maxwell, da capacitância por unidade de comprimento de uma linha de transmissão aérea monofásica. 3.3. Impedância em Série de Linhas de Transmissão. 3.3.1 - Tipos de condutores, resistência, valores tabelados de resistência. 3.3.2 - Indutância de um condutor devido ao fluxo interno. 3.3.3 - Indutância de uma linha de transmissão monofásica (LT 1φ) a dois fios. 3.3.4 - Indutância de LT 1φ com condutores compostos, uso de tabelas. 3.3.5 - Indutância de LT 3φ com espaçamento eqüilátero e com espaçamento assimétrico, uso de tabelas. 3.3.6 - Indutância de LT 3φ com cabos múltiplos, indutância de LT 3φ de circuitos em paralelo. 3.4. Admitância em Paralelo de Linhas de Transmissão. 3.4.1 – Condutância e efeito corona. 3.4.2 - Capacitância de uma LT 1φ a dois fios 3.4.3 - Capacitância de LT 3φ com espaçamento eqüilátero e com espaçamento assimétrico. 3.4.4 - Efeito da terra sobre a capacitância de LT 3φ 3.4.5 - Capacitância de uma LT 3φ com cabos múltiplos. 3.4.6 - Capacitância de LT 3φ de circuitos em paralelo. 20 UNIDADE IV – Modelos de Linhas de Transmissão Aéreas 4.1. Representação de linhas de transmissão aéreas 4.2. Linha de transmissão curta; regulação. 4.3. Linha de transmissão média, circuitos π e T nominais, constantes generalizadas. 20 Folha 2 de 4 CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS UNIDADE DE ENSINO SUPERIOR CURSO DE ENGENHARIA INDUSTRIAL ELÉTRICA PLANO DE ENSINO 4.4. Linha de transmissão longa. 4.4.1 - Solução e interpretação das equações diferenciais – domínio fasorial. 4.4.2 - Constantes de atenuação, defasamento e propagação. 4.4.3 - Velocidade de propagação. 4.4.4 - Impedância característica. 4.4.5 - Ondas de corrente e tensão incidente e refletida – domínio do tempo. 4.4.6 - Casamento de impedâncias. 4.4.7 - Impedância de surto e SIL. 4.4.8 - Linhas abertas e em curto-circuito. 4.4.9 - Forma hiperbólica das equações. 4.4.10 - Circuito equivalente de uma LT longa. 4.5. Fluxo de potência e compensação reativa de linhas de transmissão. UNIDADE V – Equacionamento Técnico-Econômico da Transmissão de Energia 5.1. Fatores que determinam o custo do transporte de energia. 5.2. Escolha do nível da tensão de transmissão. 5.3. Cálculo do custo anual das perdas de transmissão – perdas por dispersão e por efeito Joule. 5.4. Determinação do preço de energia perdida. 5.5. Cálculo do custo da instalação, custo anual das linhas de transmissão, encargos financeiros, manutenção e operação. UNIDADE VI – Aplicação do pacote computacional ATP (Alternative Transients Program) 6.1. Considerações gerais. 6.2. Simulação de casos. UNIDADE VII – Noções sobre Transmissão em Corrente Contínua 7.1. Considerações gerais: vantagens e desvantagens. 7.2. Retificadores e inversores. 7.3. Diagrama unifilar de um sistema com transmissão em corrente contínua e suas aplicações. Unidades de Ensino (Laboratório) 4 4 4 Carga Horária Avaliação Listas de Exercícios, Trabalhos Computacionais, Estudo Dirigido e Provas. Bibliografia Básica • • • Stevenson Jr., William D., Elementos de Análise de Sistemas de Potência. 1a e 2a edições, McGraw-Hill, 1982/1986. Elgerd, Olle I., Introdução à Teoria de Sistemas de Energia Elétrica. McGraw-Hill, 1976. Fuchs, Rubens Dario, Transmissão de Energia Elétrica – Linhas Aéreas. 2a edição, LTC, 1979. Bibliografia Complementar • • • Glover, J. Duncan and Sarma, M., Power System Analysis and Design. Second Edition, PWS Publishing Company, Boston. Westinghouse – Electrical Transmission and Distribution. NBR 5422 – ABNT, Projeto de Linhas Aéreas de Transmissão de Energia Elétrica, Março, 1985. Folha 3 de 4 CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS UNIDADE DE ENSINO SUPERIOR CURSO DE ENGENHARIA INDUSTRIAL ELÉTRICA PLANO DE ENSINO Professor responsável: Data _________________________________________ Prof. Dr. Marco Aurélio de Oliveira Schroeder Coordenador do Curso: 16/09/2004 Data _________________________________________ Prof. Dr. Magno Meirelles Ribeiro Folha 4 de 4 16/09/2004
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