Considerações e restrições do projeto do sistema de transmissão de energia

A transmissão de energia elétrica das usinas aos centros das subestações está crescendo com o aumento da potência demanda hoje. À medida que os sistemas de transmissão se expandem ao longo das décadas, o excesso de capacidade disponível nas linhas de transmissão parece ser consumido com o crescimento do sistema ou com os usuários de transmissão desenvolvendo planos mais econômicos para atender à demanda do sistema. A expansão leva a mais consumo que favorece mais a expansão. Compreender as considerações e restrições envolvidas no projeto de sistemas de transmissão dará aos engenheiros uma visão de como isso afeta as operações e a confiabilidade.

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Restrições de transmissão

O crescimento da expansão faz com que os usuários consumam cada vez mais energia com base em sua demanda. O congestionamento da transmissão de energia ocorre quando a transmissão de energia não pode mais acomodar o aumento do fluxo de potência. As razões para o congestionamento da transmissão podem variar, mas os problemas comuns de demanda para o fluxo de energia em uma rota específica não são possíveis sem arriscar sua confiabilidade. Vamos identificar as restrições comuns e as consequências associadas a elas.

Restrições térmicas

As linhas de transmissão têm seu próprio limite térmico que pode resultar em linhas flácidas se for excedido. Isso pode resultar em uma falha de linha, onde o arco elétrico é experimentado para a vegetação próxima, estruturas e, claro, o solo. Quando isso acontece, os componentes de proteção da transmissão removem a linha defeituosa para proteger o equipamento terminal de danos graves.

Quando a linha é removida para reparo, outras linhas de transmissão experimentam cargas aumentadas para compensar a perda. Pode ocorrer sobrecarga, o que pode levar a limites térmicos que excedam suas restrições operacionais. Se essa situação não for contida de forma adequada rapidamente, as outras linhas que compensam a perda podem experimentar exatamente o mesmo cenário.



Entender que esta correção temporária é apenas para situação de emergência e que as linhas de transmissão de energia ainda podem ultrapassar seu limite térmico. Por esse motivo, as linhas de transmissão de energia costumam ter uma classificação de emergência. Esta classificação fornece uma quantidade de tempo específica que permite transferências de carga mais altas para minimizar a chance de atingir o limite térmico.

Restrições de tensão

Geralmente, a reatância da linha de transmissão de energia nas extremidades de recepção é muito menor do que a voltagem aplicada na extremidade de partida. Desvios de tensão maiores, maiores ou menores do que o valor da tensão nominal, podem causar danos ao equipamento para o consumidor ou fornecedor. O que dá razão para ter uma restrição de tensão operacional para manter a operação que atenda aos requisitos. Essa restrição é muito mais importante em áreas onde as linhas de transmissão de energia são espalhadas e extensas.

Restrições operacionais

As cargas mudam constantemente, podem ser pequenas ou grandes alterações. Mudanças relativamente pequenas na carga geralmente ocorrem quando a energia mecânica no lado da geração se ajusta à demanda elétrica. Enquanto a variação for pequena, a conexão entre os sistemas pode permanecer sincronizada. O sistema permaneceria estável enquanto as cargas não ganhassem magnitude e oscilassem em baixas frequências. Essas oscilações podem levar a tensões problemáticas e problemas de frequência que podem levar à instabilidade e possivelmente interrupções.

Grandes oscilações ocorrem devido a serviços, falhas ou interrupção nas linhas de transmissão de energia. Faixas de frequência maiores podem causar situações incontroláveis ​​que podem resultar em instabilidade de estado não estacionário. Medidas preventivas são necessárias para minimizar a instabilidade potencial.

A instabilidade de tensão ocorre quando os sistemas são expostos a maiores fluxos de potência reativa. Este é o resultado da diferença de tensão do início ao fim de recepção da linha. Isso resulta em quedas de tensão na extremidade receptora. Tensões mais baixas aumentam a corrente e podem contribuir para perdas. O colapso de tensão é a consequência final. Potencial causando danos ao equipamento e, possivelmente, interrupções.

Definição do projeto da linha de transmissão de energia

Há uma série de considerações que influenciam o projeto da linha de transmissão. As linhas de transmissão de energia possuem parâmetros específicos que as definem. Esses parâmetros têm implicações nos efeitos ambientais. Os parâmetros básicos incluem:

• Tensão nominal
• Comprimento da linha
• Faixa de altitude
• Cargas de projeto

A tensão nominal é uma aproximação de qual seria a tensão real da linha. A tensão real varia com base na resistência, distância, equipamentos de conexão e desempenho elétrico da linha. A amplitude de altitude significa aproximadamente o tempo esperado e o terreno encontrado. A carga do projeto também é baseada no fator climático. Por exemplo, a carga de projeto que o vento e o gelo colocam nas linhas e torres de transmissão de energia. Isso afeta as dimensões e comprimentos da torre, o design da torre, a resistência mecânica do condutor e o amortecimento do vento.

Parâmetros de projeto de torre

As torres de transmissão são projetadas para manter os condutores separados dos arredores locais e uns dos outros. Quanto mais altas forem as tensões de transmissão de energia, maior deve ser a distância de separação. Quando um arco pode saltar da linha de transmissão para o solo, causa um cenário de falha para o solo. É quando há uma transferência de eletricidade para o entorno. Isso também pode ocorrer entre os condutores. Isso se refere a uma falha fase-fase.

A primeira consideração de projeto é a distância entre os condutores, a torre e outras estruturas de arco potencial. Isso fornece uma ideia geral das dimensões físicas da torre. Isso inclui a altura da torre, espaçamento do condutor e comprimento do isolador para montagem.

A próxima consideração de projeto é a resistência estrutural da estrutura da torre para manter os primeiros requisitos de projeto. Isso leva em consideração o componente, o clima e as possíveis cargas de impacto.

A consideração final do projeto é fornecer a base necessária para suportar a torre e as cargas de projeto predeterminadas.

Parâmetros de projeto de liberação

A função básica da torre é isolar os condutores do entorno, outros condutores e potenciais estruturas de arco. Espaços livres baseados em fase-torre, fase-fase e fase-terra. As folgas fase-torre são normalmente mantidas por cadeias de isoladores que devem levar em consideração o possível movimento do condutor. A distância entre o solo e a fase é baseada na altura da torre, para minimizar a temperatura da linha e o potencial de curvatura da linha, e controlar a vegetação e potenciais estruturas de arco. A separação fase a fase é controlada através da geometria da torre e limitação do movimento da linha.

Projeto para proteção contra raios

Quanto mais alta a torre, maior a chance de um raio potencial. Quedas de raios podem causar danos consideráveis ​​à transmissão de energia e equipamentos de consumo. Para minimizar os danos causados ​​por raios, um conjunto extra de cabos é instalado do topo da torre até o solo para que o raio siga. Eles são comumente chamados de fios blindados e ajudam a garantir que a falha do equipamento seja evitada.

Projeto para supressão de movimento do condutor

Os efeitos do desgaste que produzem o movimento do condutor podem causar danos ao equipamento de transmissão de energia. O tipo mais comum de amortecedor de transmissão de energia é o amortecedor Stockbridge. Eles são instalados abaixo dos condutores, adjacentes do ponto de fixação nos condutores à torre. A previsão adequada dos efeitos do intemperismo pode ajudar a determinar o projeto do amortecedor necessário para a torre de transmissão. Isso evita que os efeitos vibracionais do intemperismo possam causar danos ao equipamento utilitário.

E3.Cabo para Layout de Design Físico

O E3.Cable permite uma combinação versátil de CAD elétrico e mecânico combinados em uma plataforma sofisticada. Isso fornecerá ferramentas e recursos que tornarão o projeto de linhas de transmissão de energia, interconexões de subestações e torres de transmissão fácil e simples. Fornece os recursos necessários para evitar que os projetos entrem em conflito, ao mesmo tempo que mantém os requisitos geométricos para estruturas mecânicas.



Permite a criação de painéis de sistema interconectados e linhas de transmissão com recursos fáceis de arrastar e soltar. Crie um design fácil e livre de erros com base em parâmetros de entrada com base na demanda do usuário. Fornece alguns dos seguintes.

• Cria representação física de controladores de painel
• Verificação de regra de design
• Detecção de interferências
• Prevenção de erros de posicionamento

Ponte de Roteamento E3.3D

A ponte de roteamento E3.3D fornece uma fácil transição entre os softwares MCAD mais usados ​​no mercado para o roteamento e configuração de linhas de transmissão de energia. Transfira facilmente arquivos MCAD para a ponte de roteamento E3.3D para determinar o comprimento e o diâmetro da linha de transmissão de energia para os parâmetros do projeto. Isso fornece uma etapa intermediária entre juntar os aspectos de engenharia mecânica e elétrica em um software fácil de usar. A ponte de roteamento E3.3D fornece uma imagem mais clara das interconexões entre condutores, linhas de transmissão de energia e isoladores e a folga necessária para atingir os parâmetros operacionais de engenharia. Ele fornece os seguintes recursos:

• Informações de componentes transferíveis para MCAD
• Verifique se há conflito de componentes no MCAD
• Contabilização de curvas ou curvas de transmissão
• Calcular o comprimento das linhas e segmentos de transmissão de energia em MCAD

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As ferramentas de design certas

Compreender as restrições e considerações do projeto é apenas o primeiro passo para projetar o melhor equipamento de transmissão de energia. Ter as melhores ferramentas disponíveis para produzir a melhor qualidade e confiabilidade servirá aos engenheiros de muitas magnitudes. Dê o próximo passo na preparação da engenharia de projeto.
Comente sobre os processos de design atuais usados ​​para seus sistemas de transmissão e como poderia ser melhor.

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