Grupo 03 Grupo de Estudo de Linhas de Transmissão - GLT Utilização de condutores alternativos ao tipo CAA (ACSR) em projeto, construção e manutenção de linhas aéreas. GE GLT DEBATEDORES ENTIDADE 1. Carlos Alexandre Meireles do Nascimento 1. Cemig 2. João Nelson Hoffmann 2. Copel 3. Sidnei Ueda 3. Nexans Brasil 4. Marcos José Miranda 4. LacTec GGG NN Entidades/Palestrantes/Foco Cemig / Eng. 'Carlos Alexandre Meireles do Nascimento' (Foco no desenvolvimento tecnológico em condutores alternativos ao tipo CAA (ACSR) para linhas aéreas) Copel / Eng. 'João Nelson Hoffmann' (Foco nas aplicações práticas dos condutores alternativos ao CAA (ACSR)) Nexans / Eng. 'Sidnei Ueda' (Foco na visão internacional do Cigré na área de condutores alternativos ao CAA (ACSR) - SC-B2-WG-48) LacTec / Marcos José Miranda (Foco nos testes requeridos em condutores alternativos ao CAA (ACSR) GGG NN Dados dos Apresentadores Carlos Alexandre Meireles Nascimento tem doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) desde 2009. Engenheiro de Tecnologia e Normalização Técnica com maior atuação em P&D na Cemig Distribuição S.A.. Na gestão de 2014 a 2018 é coordenador do Comitê de Estudo B2 – Linhas Aéreas do Cigré Brasil e atua em diversos WGs internacional do Cigré. Desenvolve trabalhos usando tecnologia de monitoramento em tempo real para aumentar a eficiencia operacional dos ativos de linhas aéreas. e-mail: [email protected] GGG NN Dados dos Apresentadores João Nelson Hoffmann é formado em Engenharia Elétrica na Universidade Federal do Paraná (1981), com mestrado na Unicamp (1993) e especialização em Formação Gerencial na Puc-PR (2003). Trabalha na Copel Geração e Transmissão SA, subsidiária integral da Copel - Companhia Paranaense de Energia - no Departamento de Engenharia de Linhas de Transmissão, autor de diversos artigos técnicos relacionados a estudos eletromecânicos de Linhas Aéreas de Transmissão. [email protected] GGG NN Dados dos Apresentadores Sidnei Ueda. Graduado em Engenharia Elétrica pela UNICAMP–Universidade de Campinas e em Economia&Administração de Empresas pela Faculdade de Guaratinguetá. Autor e coautor de vários trabalhos / brochuras técnicas, publicados e apresentados em seminários nacionais e internacionais. Atua no mercado de cabos condutores para linhas de transmissão e distribuição há 30 anos. Trabalha na Nexans Brasil S.A. como Gerente de Engenharia. GGG NN Dados dos Apresentadores Marcos José Mannala nasceu em Curitiba PR em 23 de Agosto de 1967. Recebeu o título de técnico em eletrotécnica pelo CEFET em 1988, graduou-se em engenharia elétrica pela UFPR em Março 2001 e mestrado em engenharia de produção e sistemas com ênfase em sistema de controle em outubro de 2004 pela PUCPR. Trabalhou na Companhia Paranaense de Energia - COPEL - como fiscal de obras de LT's e na área de estudo de projetos de LT's no período de 1988 a 1994. Desde de 1994 até a atualidade, trabalha na área de pesquisa e desenvolvimento em ensaios na área de distribuição e transmissão de energia no Instituto de pesquisa e desenvolvimento (LACTEC). Doutorando em Engenharia Mecânica pela PUC PR, na área de mecânica do sólidos com ênfase na área de vibração em cabos e acessórios. Existe um universo de possibilidades de novos condutores para linhas aéreas ... Desenvolvimento tecnológico em condutores alternativos ao tipo CAA (ACSR) para GGG NN linhas aéreas – Breve Histórico 1900 19xx 1950 1970 1980 2000 2010 a 2020 Condutores de cobre Condutores CA (AAC) Condutores CAA (ACSR) Condutores Liga Al Especiais Alta Temperatura Condutore s de Baixa Flexa Condutores com tratamento superficial Condutores Inteligentes GGG NN Dilatação Térmica Flecha do condutor Materiais e Formas Construtiva Coeficiente de Dilatação Linear ACSR Liga Al 1350 Aço 0,000020 °C-1 0,000023 °C-1 0,0000115 °C-1 GGG NN Dilatação Térmica Flecha do condutor Operar em temperatura acima do Knee point no Al 1350 gera recozimento no ACSR acima de 10% (não é recomentado) 90 ACSR 150 230 TAL – ZTAL – Al Recozido Geometrias Fios Redondos Condutores Tradicionais ACSR – Liga Al 1350 Trapezoidal Aero-Z Condutores Especiais Geometria ou Liga ou Materiais Amplitude (micro m) Vibração Eólica Autoamortecimento TLinnet Limite EPRI 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Linnet Trapezoidal 0 25 50 75 100 Frequencia (Hz) FIGURA 5 – Amplitude de Vibração - Linnet e TLinnet. Medição em LT experimental da Cemig Fios Redondos Apresentações Técnicas PeD_DDC (contexto) Ruídos RIV Cilindro perfeito Encordoado Compacto trapezoidal - TW Redução e Uniformização dos Campos Elétricos na Superfície GGG NN Desenvolvimento tecnológico em condutores alternativos ao tipo CAA (ACSR) para linhas aéreas – Gap Type (HTLS) Coeficiente de Dilatação Linear ACSR Liga Al 1350 Aço 0,000020 °C-1 0,000023 °C-1 0,0000115 °C-1 GRUPO – III - GLT GRUPO DE ESTUDOS DE LINHAS DE TRANSMISSÃO - GLT A EXPERIÊNCIA DA CEMIG NO USO DE CONDUTORES ESPECIAIS NAS FASES DE VIABILIDADE, PROJETO E CONSTRUÇÃO DE LINHAS AÉREAS DE TRANSMISSÃO. Carlos A. M. Do Nascimento(*) Maurissone F. Guimarães Igor Luiz de M. Motta Edino B. Giudice filho Cemig Distribuição S. A. •Apuração dos Resultados das Simulações na Expansão (Linha Nova) Insumo [Tipo] Condutor Potência em Regime Normal Fator Multiplicador do Custo Condutor Especial em relação ao Condutor Referencia Fator de Investimento Custo Fixo / km Custo Variável / km Custo Investimento / km Fator de Perdas Elétricas VPL - Perdas Elétricas por Efeito Joule / km (perdas monitoradas) Insumo Custo do Km de Linha Nova no 138 kV Custo da Perda Elétrica (Mega Watt hora) Custo do kg de Perfil de Aço Custo do kg de Alumínio Temperatura do Condutor em Regime Normal Temperatura do Condutor em Regime Normal Horizonte para cálculo do Valor Presente Líquido Taxa de Retorno do Investimento ao Ano Crescimento de Carga Solução 1 [ACSR] Linnet 336 mcm 125 MVA Solução 3 [GZTACSR] 185 mm2 125 MVA 1 2 vezes 1 R$ 107.608,00 R$ 112.392,00 R$ 220.000,00 1 1,57 R$ 107.608,00 R$ 176.455,44 R$ 284.063,44 0,90 $ . , R$ 491.668,20 Simulação R$ 150.000,00 / km R$ 130,00 / MWh R$ 6,00 / kg R$ 20,00 / kg 75°C 100°C 30 anos 12% Não foi considerado •Apuração dos Resultados das Simulações na Expansão (Linha Nova) VPL − Perdas Elétricas por Efeito Joule / km (perdas monitoradas) Custo Investimento LT 138 kV / km $ . , R$220.000,00 = 2,5 vezes maior Trapezoidal 20% redução da resistencia elétrica ACSR-TW R$ 110.000,00 / km LT 138 kV A Cemig pode “aposentar” os condutores com fios circulares na padronização das suas novas linhas... Fios Redondos CARACTERÍSTICAS DOS CONDUTORES NÃO CONVENCIONAIS de baixa dilatação técmica – Low Sag • núcleo de aço tipo Invar • alumínio recozido ACSS (Aluminium Conductor Steel Suported) • núcleo em matriz de Compósito – ACCR (Aluminium Conductor Composite Reinforced) – ACCC (Aluminium Conductor Composite Core) – Outros tipos de matrizes Condutor ACCC/TW Condutor ACCR/TW GGG NN Desenvolvimento tecnológico em condutores alternativos ao tipo CAA (ACSR) para linhas aéreas – Visão Macro Dimensão Onde Como Técnica Efeito no Projeto Compactação dos Redução de até 20% Camadas de Aumento da área de fios circulares de do nível global de alumínio alumínio alumínio para fios perdas por efeito trapezoidais Joule Eficiência elétrica Melhoria da Camada Externa de Superfície da alumínio Camada Externa do Condutor Redução do RIV Melhoria superficie externa (nanotecnologia) Aumento Ampacidade GGG NN Desenvolvimento tecnológico em condutores alternativos ao tipo CAA (ACSR) para linhas aéreas – Visão Macro Dimensão Onde Como Técnica Efeito no Projeto Redução do perfil Camadas de alumínio Aumento da área de alumínio Compactação dos fios circulares de alumínio para fios trapezoidais térmico do condutor Melhoria do autoamortecimento do condutor ou redução de vibrações Eficiência mecânica Camada Externa de alumínio Núcleo do Condutor Melhoria da Superfície Compactação dos fios Redução do arrasto – da Camada Externa do circulares de alumínio redução dos esforços Condutor para fios trapezoidais nas estruturas Uso de materiais com Construção de núcleos dilatação térmica especiais para os reduzido condutores Redução das flechas dos condutores GGG NN Desenvolvimento tecnológico em condutores alternativos ao tipo CAA (ACSR) para linhas aéreas – Visão Macro Dimensão Onde Como Técnica Uso de materiais com Construção de núcleos dilatação térmica especiais para os reduzido condutores Aumento da área de Regime Normal alumínio Compactação dos fios circulares de alumínio para fios trapezoidais Efeito no Projeto Aumento da segurança operacional Redução das perdas elétricas Aumento da Eficiência operacional Uso de Alumino temperatura de Aumento da capacidade Termorresistente operação dos até 2X condutores Regime Emergência Idem acima Aumento da Aumento da capacidade temperatura de até 2X operação dos condutores Aumento confiabilidade CABO ÓPTICOS ESPECIAIS Desenvolvimento tecnológico em condutores alternativos ao tipo CAA (ACSR) para linhas aéreas – Futuro: Condutor Inteligente Furukawa GGG NN Desenvolvimento tecnológico em condutores alternativos ao tipo CAA (ACSR) para linhas aéreas – Futuro: Condutor Inteligente Núcleo compósito Fibras ópticas Recobrimento Condutor de alumínio P&D-421 Cemig / CPqD Grupo 03 Comentários Finais Utilização de condutores alternativos ao tipo CAA (ACSR) em projeto, construção e manutenção de linhas aéreas. Em projeto Diversas Possibilidades Construção Treinamento, Adaptações e Muita Fiscalização Manutenção Novas ferramentas para trabalhar em linha viva (elevada temperatura no condutor (150 a 230 C) LT 138 kV (Gap-ACSR) 2008 – 2,2 km