UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
Faculdade de Engenharia Elétrica

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Timbre

Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

Componente Curricular:

TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

Unidade Ofertante:

FACULDADE DE ENGENHARIA ELÉTRICA

Código:

FEELT31703

Período/Série:

7º

Turma:

U

Carga Horária:

Natureza:

Teórica:

45

Prática:

15

Total:

60

Obrigatória:

(XZ )

Optativa:

( )

Professor(A):

AÍDSON ANTÔNIO DE PAULA

Ano/Semestre:

2020/1

Observações:

 

 

EMENTA

Identificação, estrutura, modelagem, análise matemática, operação, e sobretensões de linha de transmissão.

JUSTIFICATIVA

A componente curricular é de essencial importância para o entendimento de sistemas de potência e aplicações.

OBJETIVO

Objetivo Geral:

Ao final da disciplina o estudante será capaz de:

  1. Identificar uma linha de transmissão e toda sua estrutura física.
  2. Identificar um sistema de potência quanto a tensão de transmissão CC/CA e conhecer o sistema interligado nacional.
  3. Modelar e analisar matematicamente uma linha de transmissão.
  4. Relacionar e analisar o modo de operação das linhas de transmissão.

Objetivos Específicos:

1 - Transporte de Energia Elétrica e Linhas de Transmissão (Cap.1 Fuchs)

            Nesta Unidade o aluno deverá ser capaz de

  • analisar o grau de desenvolvimento de um país em função do consumo de energia elétrica;
  • enumerar e compreender as diversas formas de geração de energia elétrica
  • identificar as estruturas básicas de um sistema de energia elétrica;
  • compreender as vantagens da operação de um sistema elétrico interligado;
  • compreender a necessidade de um planejamento no sistema de energia elétrica;
  • relatar a evolução histórica dos sistemas de energia elétrica;
  • identificar as tensões de transmissão padronizadas em um sistema de energia elétricas.

 

2 - Características Físicas das Linhas Aéreas de Transmissão (Cap.2 Fuchs)

Nesta unidade, para uma linha de transmissão (LT), o aluno deverá ser capaz de:

  • enumerar os tipos de condutores utilizados na sua construção;
  • enumerar os tipos de isoladores e ferragens utilizados na sua construção e as solicitações de natureza mecânicas e elétricas envolvidas;
  • classificar os tipos de estruturas em função da disposição dos condutores;
  • classificar as estruturas quanto à sua função, forma de resistir e materiais utilizados na sua fabricação;
  • compreender a necessidade da proteção por cabos pára-raios nas LT’s.

 

3 – Introdução a Sistemas de Energia Elétrica (Cap. 1 Monticelli)

               Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

  • Conceituar os Sistemas de Potência;
  • Identificar um sistema de Transmissão em Corrente Alternada;
  • Identificar um sistema de Transmissão em Corrente Contínua;
  • Compreender o que são Sistemas Interligados;
  • Identificar o Sistema de Transmissão de Itaipu;
  • Identificar a Interligação Norte-Sul;
  • Entender de onde vem a Energia Elétrica;
  • Relatar o Histórico da energia elétrica;
  • Analisar a Situação Presente e Tendências Futuras.

 

4 - Teoria da Transmissão de Energia Elétrica (Cap.3 Fuchs)

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

  • compreender os fenômenos de energização de uma LT;
  • compreender as relações de energia envolvidas quando da energização de uma LT;
  • resolver problemas envolvendo ondas viajantes em uma LT;
  • determinar as equações diferenciais uma LT real;
  • compreender como se obtém a solução das equações diferenciais gerais das LT’s;
  • interpretar o significado de cada termo das equações gerais de tensão e corrente das LT’s
  • resolver problemas envolvendo as equações gerais das LT’s;
  • analisar o desempenho das LT’s em regime permanente funcionando em aberto, em curto circuito e com carga junto ao receptor;
  • resolver problemas envolvendo LT’s em regime permanente funcionando em aberto, em curto circuito e com carga junto ao receptor.

 

5 - Cálculo Prático das Linhas de Transmissão (Cap.4 Fuchs)

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

  • representar e resolver problemas envolvendo as equações gerais de uma LT em sua forma hiperbólica simplificada;
  • representar uma dada LT em uma LT curta, média ou longa;
  • representar uma LT longa por seus circuitos Pi e Tee equivalentes;
  • resolver problemas envolvendo LT’s curta, média ou longa;
  • representar uma LT por quadripolos;
  • interpretar o significado das constantes de quadripolos de uma LT;
  • representar outros componentes do sistema de potência por quadripolos;
  • representar diversas formas de associação de quadripolos utilizando-se de tabelas;
  • resolver problemas envolvendo quadripolos;
  • determinar as equações de relação de potência nas LT’s junto ao receptor e transmissor;
  • resolver problemas envolvendo a relação de potência nas LT’s junto ao receptor e transmissor.

 

6 - Operação das Linhas em Regime Permanente (Cap. 5 Fuchs)

Nesta unidade o aluno deverá ser capaz de:

  • relacionar e analisar o modo de operação das LT’s dentro dos vários esquemas básicos encontrados nos sistemas elétricos comerciais;
  • analisar os diversos meios de se controlar tensões e ângulos de uma LT;
  • analisar os métodos de compensação paralelo e série das LT’s;
  • resolver problemas envolvendo compensação paralelo e série das LT’s;
  • analisar os métodos de compensação com variação artificial do comprimento das LT’s;
  • resolver problemas envolvendo compensação com variação artificial do comprimento das LT’s;
  • determinar os limites térmicos da capacidade de transporte de um dado condutor.

PROGRAMA

  1. Transporte de Energia Elétrica e Linhas de Transmissão

1.1– Introdução

1.2 – Geração e transporte de Energia Elétrica

1.3 - Sistemas Elétricos – Estrutura Básica

1.4 - Tensões de Transmissão – Padronização

 

             2.   Características Físicas das Linhas Aéreas de Transmissão

                   2.1- Introdução

                   2.2 - Cabos Condutores

                   2.3 - Isoladores e Ferramentas

                   2.4 - Estruturas das Linhas de Transmissão

                   2.5 - Cabos Pára-raios

 

              3.   Introdução a Sistemas de Energia Elétrica

                    3.1 - Sistemas de Potência

                    3.2 - Transmissão em Corrente Alternada

                    3.3 - Transmissão em Corrente Contínua

                    3.4 - Sistemas Interligados

                    3.5 - Sistema de Transmissão de Itaipu

                    3.6 - Interligação Norte-Sul

                    3.7 - Situação Presente e Tendências Futuras

 

               4.  Teoria da Transmissão de Energia Elétrica

                    4.1 - Introdução

                    4.2 - Análise Qualitativa

                    4.3- Análise Matemática

                    4.4 - Considerações Gerais

 

                5.  Cálculo Prático das Linhas de Transmissão

                     5.1 – Considerações Gerais

                     5.2 – Relações entre Tensões e Correntes

                     5.3 - Linhas de Transmissão como Quadripolos

                     5.4 - Relações de Potência nas Linhas de Transmissão

 

                 6.  Operação das Linhas em Regime Permanente

                      6.1 - Introdução

                      6.2 - Modo de Operação das Linhas de Transmissão

                      6.3 - Meios de Controlar Tensões e Ângulos de uma Linha

                      6.4 - Compensação das Linhas de Transmissão

                      6.5 - Variação Artificial do Comprimento das

  1. - Limites térmicos da Capacidade de Transporte

METODOLOGIA

A metodologia adotada será aulas expositivas com o uso de multimídia utilizando-se plataforma Microsoft Teams. Serão entregue pelos alunos relatórios das aulas de laboratório e trabalhos periódicos. O cronograma da distribuição de aulas é o seguinte:

 

Aulas No

data

Conteúdo

 

01-02-03

 

03/03

8:50 as 11:30hs

1.4-Sistemas Elétricos - Estrutura Básica

1.5-Evolução Histórica e Perspectivas Futuras;

1.6-Tensões de Transmissão – Padronização

1.4-Sistemas Elétricos - Estrutura Básica

1.5-Evolução Histórica e Perspectivas Futuras;

1.6-Tensões de Transmissão – Padronização

04-05-06

 

        10/03

8:50 as 11:30hs

Cap2 (Fuchs) - Características Físicas das LT’s Aéreas

2.1 –introdução;

2.2 – Cabos condutores;

2.3 – Isoladores e ferragens

2.4 – Estruturas das LT’s;

2.5 – Cabos para-raios

07-08-09

       17/03

8:50 as 11:30hs

Cap1 (Monticelli) Introdução a Sistemas de Energia Elétrica

– Sistemas de Potência;

 - Transmissão em corrente alternada;

 -  Transmissão em corrente contínua;

 - Sistemas interligados;

 - Sistema de transmissão de Itaipu;

 - Interligação Norte-Sul;

 - De onde vem a energia elétrica;

 - Histórico;

 - Situação presente e tendências futuras.

 10-11-12

 

24/03

8:50 as 11:30hs

Cap3 (Fuchs) –Teoria da Transmissão de Energia Elétrica

3.1- Introdução;

3.2-Análise qualitativa;

3.2.1-O fenômeno da energização da linha

3.2.2-Relações de energia

3.2.3-Ondas Viajantes

Exemplo

 13-14-15

31/03

8:50 as 11:30hs

Exercício proposto 1 – pg96

Exercício proposto 2 – pg100

Exercício proposto 8 - pg103

 16-17-18

07/04

8:50 as 11:30hs

.3-Análise matemática

Equações diferenciais das LT’s;

3.3.2-Solução das equações diferenciais em RP

3.3.2.1-Interpretação das Equações das LT’s

Exercício Equações 3.51 e 3.52

 

 

19-20-21

 

 

      14/04

8:50 as 11:30hs

 

 

3.3.3-Análise das LT’s em Regime Permanente

3.3.3.1-Linha Aberta Junto ao Receptor;

3.3.3.2-Linha em Curto-Circuito Permanente;

3.3.3.3 - Operação das Linhas sob Carga;

Exemplo (exercício pg. 3.26 resumo

 

Trabalho a ser entregue

Exercícios propostos do cap. 3 Fuchs

22-23-24

28/04

8:50 as 11:30hs

 1ª prova

25-26-27

05/05

8:50 as 11:30hs

4-Cálculo Prático das Linhas de Transmissão

4.1- Considerações

4.2- Relações entre Tensões e Correntes

4.2.1-Linhas curtas

4.2.2-Linhas Médias

4.2.3-Linhas Longas.

Exercício linha média

Exercício linha longa (4.12-Fuchs)

 

28-29-30

 

 

12/05

8:50 as 11:30hs

4-Cálculo Prático das Linhas de Transmissão

4.3-LT’s como Quadripolos

4.3.1-Interpretação do significado das constantes das LT’s.

4.3.2-Medida Direta das Constantes das LT’s 

4.3.3-Quadripolos Representativos de Outros Componentes dos Sistemas de Potência.

4.3.4-Constantes Generalizadas de Associações de Quadripolos.

4.3.5- Linha Artificial;

Exercício 4.22 Fuchs

 

Trabalho a ser entregue

Exercícios propostos do cap. 4 Fuchs

31-32-33

 

19/05

8:50 as 11:30hs

4.4-Relações de Potência nas LT’s

4.4.1-Relações de Potência no Receptor;

4.4.2-Relações de Potência no Transmissor;

 4.4.2-Relações de Potência no Transmissor;

4.4.3-Perdas de Potência e Rendimento;

Exercício 4.26 Fuchs

 

Trabalho a ser entregue

Exercícios propostos do cap. 4 Fuchs

34-35-36

 

 

26/05

8:50 as 11:30hs

 

 

5-Operação das LT’s em Regime Permanente

5.1-Introdução

5.2-Modo de Operação das LT’s

5.2.1-Linha Entre Central Geradora e Carga Passiva;

5.2.1.1-Operação com Tensão Constante no Transmissor

5.2.2-LT Ligando uma Central Geradora e um Grande Sistema

37-38-39

02/06

8:50 as 11:30hs

5.2.3-Linha de Interligação de Sistemas;

5.2.4-Linha de Interligação entre dois Pontos de um Mesmo Sistema; Exemplos.

5.3-Meios de Controlar Tensões e Ângulos de uma LT - Compensação das Linhas;

5.3.1- Regulação do Fator de Potência. Exemplos

 

Trabalho a ser entregue

Exercícios propostos do cap. 5 Fuchs

 

Aulas No

Data

Conteúdo

 

40-41-42

 

09/06

8:50 as 11:30hs

5.4-Compensação das LT’s;

5.4.1-Compensação em Derivação;

Exercício.

5.4.2-Compensação Série;

Exercício.

 

Trabalho a ser entregue

Exercícios propostos do cap. 5 Fuchs

 43-44-45

 

16/06

8:50 as 11:30hs

5.5-Variação Artificial do Comprimento das LT’s;

5.5.1-Linha com Compensação Total;

5.5.2-Compensação para Transmissão em Meia Onda;

Exercícios.
     2ª prova
     

 

 

Aulas de Laboratório    2020-1

 

 

Aula N0

 

Turma - Data

Matéria Programada

1a - 01-02

 

A/B/C- 24/03

LT’s em Corrente Alternada: Modelo Elétrico Equivalente - Descrever a forma construtiva do painel representativo de uma LT em CA utilizado para simulações em laboratório.

2a – 03-04

 

A/B/C- 07/04

Ondas Viajantes - Verificar a tensão resultante no receptor e o tempo de propagação das ondas através de uma linha de transmissão de comprimento finito considerando que, junto ao receptor, haja um dissipador de energia representável por uma resistência R2.

3a  - 05-06

 

 

A/B/C- 28/04

Perfis de Tensão e Corrente em uma LT com diferentes comprimentos físicos operando a vazio - Obter as curvas (gráficos) dos perfis de tensão e corrente em LT’s a vazio com diferentes comprimentos físicos e para diferentes condições de carga representada por uma resistência R2.

4a – 07-08

 

A/B/C- 12/05

Perfis de Tensão e Corrente em uma Linha de Transmissão Operando com carga. Obter as curvas (gráficos) dos perfis de tensão e corrente em uma LT para diferentes condições de carga representada  por uma resistência R2.

5a – 09-10

 

A/B/C- 26/05

Medida Direta das Constantes A, B, C e D de uma LT - Verificar como se consegue, na prática, obter as constantes generalizadas de uma LT.

6a – 11-12

 

A/B/C- 09/06

Compensação Série em LT’s - Reduzir ou anular os efeitos da reatância indutiva (reatância em série) de uma LT.

7ª - 13-14

 

 A/B/C- 16/06

Prova de Laboratório – (Escrita)

6.                        AVALIAÇÃO

A pontuação do componente curricular será distribuída da seguinte forma: duas provas escritas objetivas, individuais e sem consulta no valor de 35,0 pontos cada uma; trabalhos que deverão ser entregues no valor de 10,0 pontos; relatórios de laboratório no valor de 10,0 pontos e uma prova escrita objetiva, individual e sem consulta referente ao conteúdo das aulas de laboratório.

BIBLIOGRAFIA

Básica

  1.  FUCHS, R. D. ULinhas Aéreas de Transmissão de Energia ElétricaU, LTC/EFEI, 2UaU Ed.,1979.

 

  1.  FUCHS, R. D. ULinhas Aéreas de Transmissão de Energia ElétricaU, EDUFU, 3UaU Ed., 2015.

 

  1.  MONTICELLI, A. e GARCIA, A. UIntrodução a Sistemas de Energia ElétricaU, Editora da Unicamp, SP, 2000.
  2. D’AJUZ, A. E OUTROS. Transitórios Elétricos e Coordenação de Isolamento – aplicação a sistemas de alta tensão, FURNAS, 1987.

Complementar

  1.  GUIMARÃES Jr., S. C. UApostila de Aulas de Laboratório de Transmissão de Energia ElétricaU, Faculdade de Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Uberlândia.

 

  1.  ELGERD, OLLE I. UIntrodução à teoria de sistemas de energia elétricaU, McGraw-Hill, 1976.

 

  1.  STEVENSON JR.,W.D. UElementos de Análise de Sistemas de PotênciaU,McGraw-Hill, 2UaU ed.

 

  1.  JOHNSON, W. C. UTransmission Lines and NetworksU, McGraw-Hill, 1974.

APROVAÇÃO

Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______

Coordenação do Curso de Graduação: _________________________

 

logotipo

Documento assinado eletronicamente por Aidson Antonio de Paula, Professor(a) do Magistério Superior, em 09/02/2021, às 16:28, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.
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Referência: Processo nº 23117.005413/2021-10 SEI nº 2556716