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:

Turma:

U

Carga Horária:

Natureza:

Teórica:

45

Prática:

15

Total:

60

Obrigatória:

(x )

Optativa:

( )

Professor(A):

Aídson Antônio de Paula

Ano/Semestre:

2021/2

Observações:

 

 

EMENTA

Bases teóricas e práticas do funcionamento de sistemas de transmissão de energia elétrica.

JUSTIFICATIVA

Este conteúdo é de suma importância para o entendimento e compreensão de sistemas de transmissão de energia elétrica.

OBJETIVO

Objetivo Geral:

Ao final do curso o estudante deverá ser capaz de:

1 Analisar e avaliar a estrutura e a operação de sistemas de transmissão de energia elétrica;

2 Calcular parâmetros de linha de transmissão;

3 Representar linhas de transmissão por intermédio de seu circuito equivalente.

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 (Cap.1 Fuchs)

1.1 – Introdução

1.2 – Geração de Energia Elétrica

1.3 – O Transporte de Energia Elétrica

1.4 – Sistemas Elétricos – Estrutura Básica

1.5 – Evolução Histórica e perspectivas futuras

1.6 – Tensões de Transmissão – Padronização

 

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

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 (Cap. 1 Monticelli)

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 - De onde vem a Energia Elétrica

3.8 - Histórico

3.9 - Situação Presente e Tendências Futuras

 

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

4.1 - Introdução

4.2 - Análise Qualitativa

4.3 - Análise Matemática

4.4 - Considerações Gerais

4.5 - Exercícios de 1 a 20

 

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

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

5.5 Exercícios de 1 a 32 (excetos 10, 11, 13, 14 e 18)

 

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

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 Linhas

6.6 Limites térmicos da Capacidade de Transporte

6.7 Exercícios de 1 a 32

 

METODOLOGIA

As aulas teóricas serão de forma expositiva, havendo resolução de exercícios pelos discentes, quando necessário. Para tanto será contado com a utilização de recursos áudio visuais. O aluno também estudará de forma assíncrona, contabilizando 6 aulas em trabalhos a serem realizados. Nas aulas práticas os discentes farão uso de softwares apropriados para a aplicação de circuitos elétricos. Os trabalhos a serem entregues pelos discentes perfazem um total de 3 aulas assíncronas. Apresenta-se aqui o cronograma de desenvolvimento do conteúdo proposto:

Cronograma de desenvolvimento do programa 2021/2

Aulas No

Data

Conteúdo

 

 

 

01-02-03

 

 

04/05

8:50 às 11:30hs

Cap1. – Transporte de energia e linhas de transmissão-Sistemas Elétricos - Estrutura Básica; Evolução Histórica e Perspectivas Futuras; Tensões de Transmissão – Padronização; Sistemas Elétricos - Estrutura Básica; Evolução Histórica e Perspectivas Futuras; Tensões de Transmissão – Padronização.

 

04-05-06

 

 

11/05

8:50 às 11:30hs

Cap2 (Fuchs) - Características Físicas das LT’s Aéreas – introdução; Cabos condutores; Isoladores e ferragens; Estruturas das LT’s; Cabos para-raios.

 

 

07-08-09

 

18/05

8:50 às 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

 

 

25/05

8:50 às 11:30hs

 

Cap3 (Fuchs) Teoria da Transmissão de Energia Elétrica- Introdução; Análise qualitativa; O fenômeno da energização da linha; Relações de energia; Ondas Viajantes; Exemplo.

 

13-14-15

 

01/06

8:50 às 11:30hs

Exercício proposto 1 – pg. 96; Exercício proposto 2 – pg. 100; Exercício proposto 8 - pg. 103.

 

16-17-18

 

08/06

8:50 às 11:30hs

Análise matemática - Equações diferenciais das LT’s; Solução das equações diferenciais em RP; Interpretação das Equações das LT’s; Exercício Equações 3.51 e 3.52.

 

 

 

19-20-21

 

 

 

15/06

8:50 às 11:30hs

 

Análise das LT’s em Regime Permanente; Linha Aberta Junto ao Receptor; Linha em Curto-Circuito Permanente; Operação das Linhas sob Carga; Exemplo (exercício pg. 3.26); resumo.

 

Trabalho a ser entregue

Exercícios propostos do cap. 3 Fuchs

 

22-23-24

 

22/06

8:50 às 11:30hs

1ª prova

 

25-26-27

 

29/06

8:50 às 11:30hs

Cálculo Prático das Linhas de Transmissão – Considerações; Relações entre Tensões e Correntes; Linhas curtas; Linhas Médias; Linhas Longas; Exercício linha média; Exercício linha longa (4.12-Fuchs).

 

 

 

28-29-30

 

 

 

06/07

8:50 às 11:30hs

Cálculo Prático das Linhas de Transmissão - LT’s como Quadripolos; Interpretação do significado das constantes das LT’s.; Medida Direta das Constantes das LT’s ; Quadripolos Representativos de Outros Componentes dos Sistemas de Potência; Constantes Generalizadas de Associações de Quadripolos; Linha Artificial; Exercício 4.22 Fuchs.

 

 

Trabalho a ser entregue

Exercícios propostos do cap. 4 Fuchs

 

31-32-33

 

 

13/07

8:50 às 11:30hs

Relações de Potência nas LT’s; Relações de Potência no Receptor; Relações de Potência no Transmissor; Relações de Potência no Transmissor; Perdas de Potência e Rendimento; Exercício 4.26 Fuchs.

 

Trabalho a ser entregue

Exercícios propostos do cap. 4 Fuchs

 

 

34-35-36

 

 

 

20/07

8:50 às 11:30hs

 

 

Operação das LT’s em Regime Permanente - Introdução; Modo de Operação das LT’s; Linha Entre Central Geradora e Carga Passiva; Operação com Tensão Constante no Transmissor; LT Ligando uma Central Geradora e um Grande Sistema;

 

37-38-39

 

27/07

8:50 às 11:30hs

Linha de Interligação de Sistemas; Linha de Interligação entre dois Pontos de um Mesmo Sistema; Exemplos.; Meios de Controlar Tensões e Ângulos de uma LT - Compensação das Linhas; Regulação do Fator de Potência. Exemplos.

 

Trabalho a ser entregue

Exercícios propostos do cap. 5 Fuchs

 

Aulas No

Data

Conteúdo

 

 

40-41-42

 

 

03/08

8:50 às 11:30hs

Compensação das LT’s; Compensação em Derivação; Exercício; Compensação Série; Exercício.

Variação Artificial do Comprimento das LT’s; Linha com Compensação Total; Compensação para Transmissão em Meia Onda; Exercícios.

 

 

Trabalho a ser entregue

Exercícios propostos do cap. 5 Fuchs

 

43-44-45

 

 

10/08

8:50 às 11:30hs

Indutância e reatância indutiva de linhas de transmissão

capacitância,  reatância capacitiva e susceptância de linhas de transmissão

 

 

Trabalho a ser entregue

Transmissão em Meia Onda

46-47-48

 

17/08

8:50 às 11:30hs

19/08            

 

2a Prova

 

prova substitutiva

 

                                                                                   Aulas de Laboratório 2021/2

 

 

Aula N0

 

Turma - Data

Matéria Programada

1a - 01-02

 

A/B/C-11/05

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-25/05

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-08/06

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-22/06

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-06/07

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-20/07

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

8a – 13-14

 

A/B/C-03/08

Prova de Laboratório – Teórica (Escrita)

Valor: 10,0 pontos

Carga horária na disciplina:

Atividades síncronas: 48 aulas - 40 horas (teórica) e, 15 aulas - 12,5 horas (prática); 

Atividades assíncronas: 6 aulas - 5 horas (teórica) e, 3 aulas - 2,5 horas (prática).

AVALIAÇÃO

A avaliação será composta por duas provas escritas, sem consulta, objetivas, individuais, eletrônicas, no valor de trinta e cinco pontos cada uma; listas de exercícios a serem desenvolvidas pelos discentes no valor de dez pontos à média; relatórios das aulas práticas apresentados pelos discentes no valor de dez pontos à média , e uma prova escrita, sem consulta, objetiva, individual no valor de dez pontos, , perfazendo um total de cem pontos. Ao final do semestre será atribuída uma prova substitutiva aos discentes que não alcançaram a pontuação mínima para aprovação.

BIBLIOGRAFIA

Básica

1. FUCHS, R. D. Linhas Aéreas de Transmissão de Energia Elétrica, LTC/EFEI, 2a Ed.,1979.

2. FUCHS, R. D. Linhas Aéreas de Transmissão de Energia Elétrica, EDUFU, 3a Ed., 2015.

3. MONTICELLI, A. e GARCIA, A. Introdução a Sistemas de Energia Elétrica, Editora da Unicamp, SP, 2000.

 

Complementar

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

2. ELGERD, OLLE I. Introdução à teoria de sistemas de energia elétrica, McGraw-Hill, 1976.

3. STEVENSON JR.,W.D. Elementos de Análise de Sistemas de Potência,McGraw-Hill, 2a ed.

4. JOHNSON, W. C. Transmission Lines and Networks, 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 16/05/2022, às 09:53, 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 23117.018223/2022-35 SEI nº 3600387