O que são Sistemas de Transmissão de Energia?
O que são Sistemas de Transmissão de Energia?
Definição de Sistemas de Transmissão de Energia
Os sistemas de transmissão de energia transmitem a energia elétrica das estações geradoras aos centros de carga onde ela é consumida.
Os sistemas de transmissão de energia elétrica são os meios de transmitir energia de uma fonte geradora a diversos centros de carga (ou seja, onde a energia está sendo utilizada). As estações geradoras produzem energia elétrica. Essas estações geradoras não estão necessariamente situadas onde a maior parte da energia está sendo consumida (ou seja, o centro de carga).
A distância não é o único fator para escolher o local de uma estação geradora. Muitas vezes, as estações geradoras estão longe do local onde a energia é usada. A terra mais distante de áreas de alta densidade é mais barata, e é melhor manter estações ruidosas ou poluentes afastadas das áreas residenciais. É por isso que os sistemas de transmissão de energia são essenciais.
Os sistemas de fornecimento de energia entregam a energia de fontes de geração, como usinas termelétricas, aos consumidores. Os sistemas de transmissão de energia, que incluem linhas de transmissão curtas, médias e longas, movem o sistema de distribuição de energia. Esses sistemas então fornecem eletricidade a residências e empresas.
Transmissão AC vs DC
Fundamentalmente, existem dois sistemas pelos quais a energia elétrica pode ser transmitida:
Sistema de transmissão elétrica em corrente contínua de alta tensão.
Sistema de transmissão elétrica em corrente alternada de alta tensão.
Vantagens dos sistemas de transmissão DC
Apenas dois condutores são necessários para o sistema de transmissão DC. É ainda possível usar apenas um condutor do sistema de transmissão DC se a terra for utilizada como caminho de retorno do sistema.
O estresse potencial no isolador do sistema de transmissão DC é cerca de 70% da tensão equivalente do sistema de transmissão AC. Portanto, os sistemas de transmissão DC têm custos de isolamento reduzidos.
Indutância, capacitância, deslocamento de fase e problemas de surto podem ser eliminados no sistema DC.
Desvantagens dos sistemas de transmissão AC
O volume de condutor necessário nos sistemas AC é muito maior quando comparado aos sistemas DC.
A reatância da linha afeta a regulação de tensão do sistema de transmissão de energia elétrica.
Problemas de efeitos de pele e proximidade são encontrados apenas nos sistemas AC.
Os sistemas de transmissão AC são mais propensos a serem afetados pela descarga de corona do que um sistema de transmissão DC.
A construção da rede de transmissão de energia elétrica AC é mais complexa do que os sistemas DC.
É necessária uma sincronização adequada antes de interconectar duas ou mais linhas de transmissão, a sincronização pode ser totalmente omitida no sistema de transmissão DC.
Vantagens dos sistemas de transmissão AC
As tensões alternadas podem ser facilmente elevadas e reduzidas, o que não é possível no sistema de transmissão DC.
A manutenção da subestação AC é bastante fácil e econômica em comparação com a DC.
A transformação de energia na subestação elétrica AC é muito mais fácil do que conjuntos motor-gerador em um sistema DC.
Desvantagens dos sistemas de transmissão AC
O volume de condutor necessário nos sistemas AC é muito maior quando comparado aos sistemas DC.
A reatância da linha afeta a regulação de tensão do sistema de transmissão de energia elétrica.
Problemas de efeitos de pele e proximidade são encontrados apenas nos sistemas AC.
Os sistemas de transmissão AC são mais propensos a serem afetados pela descarga de corona do que um sistema de transmissão DC.
A construção da rede de transmissão de energia elétrica AC é mais complexa do que os sistemas DC.
É necessária uma sincronização adequada antes de interconectar duas ou mais linhas de transmissão, a sincronização pode ser totalmente omitida no sistema de transmissão DC.
Construção de uma Estação Geradora
Durante o planejamento da construção de uma estação geradora, os seguintes fatores devem ser considerados para a geração econômica de energia elétrica.
Disponibilidade fácil de água para a usina termelétrica.
Disponibilidade fácil de terreno para a construção da usina, incluindo sua cidade-sede.
Para uma usina hidrelétrica, deve haver uma barragem no rio. Portanto, o local adequado no rio deve ser escolhido de tal forma que a construção da barragem possa ser feita de maneira ótima.
Para uma usina termelétrica, a disponibilidade fácil de combustível é um dos fatores mais importantes a serem considerados.
Melhor comunicação para bens e funcionários da usina também deve ser levada em consideração.
Para o transporte de peças de reposição muito grandes de turbinas, alternadores, etc., deve haver estradas largas, comunicação ferroviária, e um rio profundo e largo deve passar perto da usina.
Para uma usina nuclear, ela deve estar situada a uma distância suficiente de um local comum para que não haja efeito da reação nuclear na saúde das pessoas.
Existem muitos outros fatores que também devemos considerar, mas eles estão além do escopo de nossa discussão. Todos os fatores listados acima são difíceis de serem disponíveis nos centros de carga. A usina ou estação geradora deve estar situada onde todas as facilidades estejam disponíveis. Este lugar não precisa ser necessariamente nos centros de carga. A energia gerada na estação geradora é então transmitida ao centro de carga usando um sistema de transmissão de energia elétrica, como dissemos anteriormente.
A energia gerada em uma estação geradora está em um nível de baixa tensão, pois a geração de energia em baixa tensão tem algum valor econômico. A geração de energia em baixa tensão é mais econômica (ou seja, de menor custo) do que a geração de energia em alta tensão. Em um nível de baixa tensão, tanto o peso quanto o isolamento são menores no alternador; isso reduz diretamente o custo e o tamanho do alternador. Mas essa energia em baixa tensão não pode ser transmitida diretamente ao consumidor final, pois a transmissão de energia em baixa tensão não é econômica. Portanto, embora a geração de energia em baixa tensão seja econômica, a transmissão de energia elétrica em baixa tensão não é econômica.
A energia elétrica é diretamente proporcional ao produto da corrente elétrica e da tensão do sistema. Assim, para transmitir certa quantidade de energia de um lugar a outro, se a tensão da energia for aumentada, a corrente associada a essa energia diminui. Corrente reduzida significa menos perdas I2R no sistema, área de seção transversal menor do condutor significa menos investimento de capital e corrente reduzida causa melhoria na regulação de tensão do sistema de transmissão de energia, e melhoria na regulação de tensão indica energia de qualidade. Por causa desses três motivos, a energia elétrica é principalmente transmitida em níveis de alta tensão.
Novamente, no final da distribuição, para uma distribuição eficiente da energia transmitida, ela é reduzida para o nível de baixa tensão desejado.
Portanto, pode-se concluir que, primeiro, a energia elétrica é gerada em um nível de baixa tensão, depois elevada a uma tensão alta para a transmissão eficiente de energia. Finalmente, para a distribuição de energia a diferentes consumidores, ela é reduzida ao nível de baixa tensão desejado.
