Ruído das linhas de transmissão de energia elétrica

Você provavelmente já ouviu-o antes de ter ouvido falar sobre ele. Em um rádio, soa como um zumbido ou rugido que também, pode ser pontuado por pequenos "estalos". Pode ser fraco, forte ou qualquer coisa na média. O ruído das linhas de transmissão podem se intensificar durante tempo húmido. Pode ser mais forte em determinada direcção; também pode parecer chegar de todos os lugares de repente.

Apesar de ser muito difícil atenuar o problema do ruído, o importante é sabermos identificá-lo, de forma a podermos tomar algumas acções tais como; posicionar a antena externa adequadamente, seleção dos equipamentos, etc.

Por exemplo: durante a fase de construção de uma subestação, são realizados ensaios para a avaliação do nível de ruído nos canteiros de obras e nas edificações próximas. Para evitar emissões elevadas de ruído e vibrações, são tomadas algumas precauções como a escolha de equipamentos com baixos índices de emissão de ruídos, realização periódica de manutenção desses equipamentos e planejamento de operações ruidosas, etc.

O facto é que existem dois tipos de ruídos de linhas de transmissão : descarga de "corona" ( corona discharge ) e intervalo de centelha ou faísca ( spark-gap ).

O efeito Corona ocorre quando um forte campo elétrico associado com um condutor de alta tensão ioniza o ar próximo ao condutor. O ar ionizado pode se tornar azul e se tornar audível em forma de "estalos". O efeito Corona também libera partículas de O2 e produz oxigênio tri atômico - O3, ozônio - um gás corrosivo que destrói equipamentos de linhas de potência e coloca em perigo a saúde humana. E o efeito Corona gera ruído eletromagnético de largo espectro.

Geralmente, quanto maior a tensão, maior o efeito corona. Este efeito também aumenta com a humidade e chuva porque tornam o ar mais condutivo. O ruído de corona induzido é geralmente pior durante a chuva, quando a precipitação cai em forma de gotas nas bordas inferiores das linhas de transmissão. A tentativa de localizar estas fontes raramente vale o esforço porque pouco pode ser feito para eliminá-lo. Já os ruídos causados por falhas em isoladores causam a maioria das interferências de linhas de transmissão. Isto ocorre sempre que uma centelha pula entre dois condutores. Isto ocorre quando existe diferença de potencial suficiente entre os condutores para ionizar o ar entre eles. A ionização diminui a resistência do ar. Quando a resistência do ar cai o suficiente para suportar a condução, a centelha pula entre os condutores e uma corrente flui através do ar ionizado. A resistência do canal ionizado varia consideravelmente, causando variações de corrente que podem ser induzidas nas linhas de transmissão e propagadas. A centelha também diretamente irradia ruído ao longo de um espectro largo de frequências. Sob determinadas situações, as centelhas podem originar trens sucessivos de pulsos fracos. Estas ondas resultantes contem energia harmônica forte e pode causar interferência severa até a região de frequência muito alta (VHF).

VHF é a sigla para o termo inglês Very High Frequency (Frequência Muito Alta) que designa a faixa de radiofrequências de 30 a 300 MHz. As frequências abaixo das VHF são conhecidas como Altas Frequências (High Frequencies), e as frequências acima como Ultra Altas (Ultra High Frequencies). A VHF é comummente utilizada para transmissão de rádio FM (comumente em 88-108 MHz) e transmissões televisivas (em conjunto com a faixa de frequência UHF). Também é geralmente usada para sistemas de navegação terrestre, comunicações aéreas (dos aviões) e radioamadorismo.

O ruído de centelhamento geralmente diminui com a frequência, uma característica que pode ser muito útil quando se rastrear ou localizar a interferência. Uma excepção a esta regra ocorre quando as linhas de potência conectadas à fonte do ruído se tornam ressonantes em uma ou mais frequências em particular. O ruído pode apresentar picos justamente nestas frequências.

Muito do ruído de centelhamento ocorre quando as centelhas se formam entre isoladores e peças usadas no suporte e sustentação dos cabos, transformadores e outros equipamentos fixados nos postes. Na maioria dos casos, tal ruído pode ser eliminado pela companhia de energia local - normalmente a distribuidora da região (EDEL,ENE,etc...).

Diferente do efeito corona, o ruído de centelhamento é geralmente um fenômeno relacionado as boas condições de tempo; ele pode desaparecer durante a chuva porque a precipitação ou chuva curto circuita os intervalos entre as peças em questão. Sendo normalmente a freqüência das linhas de transmissão de corrente alternada de 50 ou 60 Hertz , a tensão passa através de dois picos ( positivo e negativo ) duas vezes a cada ciclo. O ruído do efeito Corona e de centelhamento seguem este padrão, geralmente se iniciando e parando 100 ou 120 vezes por segundo. Isto fornece os ruídos características de zumbido. Geralmente aparece continuamente ao longo de um intervalo grande de frequências, entretanto, pode ir e vir.

O ruído da linha de transmissão pode ser transmitido por condução, indução ou radiação. A interferência pode ser conduzida através da linha de transmissão à fonte de alimentação do rádio. Pode viajar por indução quando a linha de transmissão está suficientemente próxima a antena ou à alguma parte do receptor, ou até a outra linha de transmissão. Também, pode viajar através de irradiação : as linhas de potência podem se tornar uma antena. A condução e indução são geralmente responsáveis pelas interferências de baixa frequência porque a corrente conduzida decresce rapidamente com a frequência.

As medições de campos elétricos e magnéticos têm o propósito de registrar a intensidade do campo gerado pela subestação e pelas linhas de transmissão para assegurar a conformidade com os limites previstos em lei. A medição do espectro de radiointerferência, também visa não causar problemas a sistemas que usam ondas de rádio, como telefonia celular e TV.

Portanto, é necessário que se respeite os padrões industriais estabelecidos de maneira a evitar ruidos excessivos que possam causar danos a saúde e ao meio ambiente.

Transportação dificulta distribuição de electricidade

o sector da Electricidade foi um dos que mais sofreu durante os 27 anos de conflitos, mesmo com a cessação temporária das hostilidades em 1991. No seu discurso sobre o Estado da Nação, o Presidente da República, José Eduardo dos Santos, realçou que tinham sido destruídas “subestações e linhas de transporte e de distribuição de electricidade nas províncias de Luanda, Bengo, Benguela, Huambo, Huíla, Úige, Bié, Kwanza-Sul, Kwanza-Norte, etc”.

Com o advento da paz, segundo o Chefe de Executivo, a geração total de energia no país aumentou de forma expressiva como resultado dos investimentos públicos. Passou de 1.426 gigawatts/hora em 2000, para 4.914 gigawatts/hora (2009). Três vezes mais, como referiu o Presidente.

O crescimento da economia teve grande reflexo na procura de electricidade levando à reabilitação e expansão das infra-estruturas de produção, transporte e distribuição e ao consequente aumento da taxa de electrificação. O Relatório Sobre a Energia no país, elaborado por pesquisadores da Universidade Católica de Angola (UCAN), especifica que no período compreendido entre 2001 e 2005, a procura de energia eléctrica cresceu 36 por cento.

O mesmo documento estabelece que, devido à reduzida fiabilidade no fornecimento de energia eléctrica, em 2007 estimava-se que quase 90 por cento das empresas que operam no país têm geradores próprios, que utilizam em caso de perturbações no sistema.

A principal entidade responsável pela produção, transporte e distribuição de energia eléctrica em Angola é a Empresa Nacional de Electricidade (ENE), que está presente em 15 das 18 províncias do país.

No segmento da produção está também o Gabinete de Aproveitamento do Médio Kwanza (GAMEK), criado em 1980 para coordenar o desenvolvimento de centrais hidroeléctricas.

O GAMEK é responsável, segundo informações avançadas por pesquisadores da instituição católica, pela maior unidade de produção de electricidade existente actualmente no país, com 520 Mega Watts de capacidade instalada.

A primeira fase da barragem de Kapanda, construída no município de Cacuso, em Malange, foi inaugurada em Novembro de 2005 pelo Presidente da República, José Eduardo dos Santos, para abastecer seis milhões de pessoas em cinco províncias.

No mesmo ano da inauguração da primeira fase, o Governo aprovou um financiamento para a aquisição de equipamentos e a conclusão da 2a fase do projecto Kapanda. O montante foi cifrado em 113 milhões de dólares, que seriam disponibilizados pelo Banco Unificado da Rússia, e outros 130 milhões que seriam provenientes de uma linha de crédito do Brasil.

Existem outras centrais a operar no país em regime de aluguer. De acordo com o documento citado, destaca-se a de Luanda,com 30MW de capacidade instalada, e a de Cabinda, com 45 MW, ambas pertencentes a Aggreko, líder mundial em soluções temporárias de energia, com operações no Brasil, Venezuela, Chile e Argentina.

A ENDIAMA, empresa diamantífera estatal, é a responsável por várias unidades de produção de electricidade na Lunda-Norte que somam uma capacidade instalada de 15 MW.

Na vizinha Lunda-Sul foi instalada uma unidade hidroeléctrica de Chicapa (Hidrochicapa) com 16 MW, resultante de uma parceria entre uma parceria entre a diamantífera russa Alrosa Vneshtroy (60%) e a ENE (40%). Esta unidade é responsável pelo fornecimento de energia a cidade de Saurimo e para a exploração diamantífera de Catoca.

Em construção está a barragem do Gove, no Huambo, que servia inicialmente para a regulação do caudal do rio Cunene, mas nos próximos tempos vai gerar electricidade.

Em muitas províncias os governos provinciais são responsáveis pela produção e distribuição de energia. Mas, apesar de o sistema eléctrico angolano estar isolado da rede regional da Pool de Electricidade da África Austral (SAPP), existem ligações em média tensão entre os sistemas da NamPower, da Namíbia, e da ENE, na província do Cunene, que atendem as localidades de Ondjiva, Namacunde, Santa Clara e Oyole, assim como algumas localidades do Kuando-Kubango.

Existe uma outra ligação na região norte do país entre a SNEL, da República Democrática do Congo, e o sistema eléctrico angolano na localidade de Nóqui, na província do Zaire.


Consta que existe muito desequilíbrio na distribuição das capacidades produzidas de energia porque os principais sistemas eléctricos do país não estão interligados. O Sistema Norte (SN), que inclui as províncias do Bengo, Kwanza-Norte, Kwanza-Sul, Luanda e Malange, concentra 72 por cento da capacidade instalada do país.

O Sistema Centro (Benguela, Huambo e Bié) e Sul (Huíla, Namibe e Cunene) representam apenas, respectivamente 9, 9 e 7, 7 por cento.

A Direcção Nacional de Energia do Ministério que tutela o sector garante que a produção de electricidade em 2008 era de 1.289 MW, sendo 61 % desta hidroeléctrica.

Transporte

Existem no país três sistemas principais de transporte de energia, o Norte (que se prolonga do Porto de Luanda em direcção ao leste), o Centro (que se prolonga do Porto do Lobito em direcção ao Leste) e o Sul (Porto do Namibe na mesma direcção).

As referidas linhas são geridas pela Empresa Nacional de Energia e o GAMEK. Em 2007 foram concluídos os trabalhos de construção da terceira linha de 220 KV entre Cambambe e Luanda, assim como do projecto de reabilitação da Linha de 220 KV entre Cambambe e Gabela.

Nos últimos meses, Luanda, a capital do país, tem sido fustigada por sucessivos cortes de energia, apesar das promessas de que a situação seria melhor após a entrada em funcionamento das turbinas de Kapanda.

Está em curso a reabilitação e modernização das subestações da Catumbela e Kileva e as subestações da Hidroeléctrica do Biópio. A subestação do Namibe funciona com grandes limitações devido ao elevado grau de degradação por corrosão face a agressividade do mar.

FONTE:O PAIS
Dani Costa
18 de Novembro de 2010

Qual é a legislacão angolana de curto-circuito monofásico-terra para uma linha de transmissão de 30kV, com desligamento de disjuntor

Não existe uma legislação angolana nesse sentido; eu pessoalmente nunca vi uma publicação do genero em Angola. Existem sim normas e padrões ciêntificos usados para o fabrico e teste de disjuntores e fórmulas para o cálculo da corrente de curto circuito monofásico à terra. Essas fórmulas são válidas e aplicáveis de forma global. Portanto, a diferença reside no padrão em que os disjuntores são fabricados e testados (ANSI , IEEE, NEMA, IEC, SABS, BS, etc). O que me parece é que o estado angolano adopta o IEC 60909, que é o padrão europeu usado para o efeito, devido ao legado herdado pelo regime português. Portanto, para os disjuntores de média tesão, o tempo de desligamento da rede em caso de um curto circuito que varia de 3 à 5 ciclos o que corresponde a 0.06 à 0.1 secondos (0.05 à 0.083 secondos) para os sistemas concebidos para uma frequência de 50Hz (60 Hz)

Note-se que o dimensionamento das linhas de transmisão, devem ter em conta também a corrente máxima de curto circuito que os cabos podem suportar (I²t or let throught current)

Cálculo de curto-circuito monofásico-terra:

Assume-se aqui que você ja conhece a teoria de componentes simétricos. Caso contrario, precisará de consultar algum manual adequado para o efeito.

Para as linhas de transmissão a impedância de sequência positiva (Z1) e negativa (Z2) são iguais; Este valor é igual ao da impedância normal da linha de transmissão. Isto acontece porque a fase de rotação das correntes não fazem nenhuma diferença nas constantes da linha. Contudo, a impedância de sequência zero (Z0) é normalmente maior que a da sequência positiva e negativa. A impedância zero da linha de transmissão, quando não conhecida, pode ser assumida como sendo três vezes o valor da impedância da sequencia positiva.

Considere um sistema trifásico com o neutro aterrado. Suponhamos que a falha eléctrica ocorre na fase vermelha:

Neste caso, a voltagem na fase vermelha é igual a zero (Vr = 0) e as correntes da fase azul e amarela serão iguais a zero (Ib=Iy=0).

Neste caso, a corrente de curto-circuito será calculada na seguinte maneira:

Isc = 3Er/(Z1+Z2+Z0) . Nota que todas essas componentes presente nesta fórmula são vectoriais e Er representa a forçã electromotriz do gerador correspondente a fase vermelha.

A fórmula acima assume uma impedância de falha igual a zero. Contudo, em caso de existir uma impedância de falha Ze, a corrente de curto circuito será:

Isc = 3Er/(Z1+Z2+Z0+3Ze)


Portanto, em caso do neutro não aterrado, a impedância de sequência zero será infinita e a corrente de falha zero. Isso acontece porque deixa de existir um caminho para a circulação da corrente de falha ou de curto circuito.

Nota que esse procedimento aplica-se para qualquer tipo de voltage incluindo 30kV.

Qual é a diferença entre a sincronização e o paralelelismo?

Sincronização (no contexto da engenharia elétrica) é o processo de obtenção exata de coordenação (Relativa deve ser zero) entre duas ou mais variáveis quantitativas temporais semelhantes. As variáveis envolvidas devem ter o mesmo rácio ou taxa de mudança. A sincronização é um conceito global (existe ao longo do sistema eléctrico). Confuso?!... Eu explico mais a abaixo…

Paralelelismo é o processo de ligação ou colocação de mais de um sistema na mesma condição para alcançar objetivos comuns, tais como a partilha de cargas, etc. Por exemplo, o funcionamento em paralelo de turbinas ou alternadores, de transformadores para a elimentação de uma determinada carga ou rede eléctrica.

Quando se ligam cargas em paralelo, você não tem de se concentrar em igualdade de tensão, frequência, e ângulo de fase entre os equipamentos ou sistemas a serem interligados ou conectados. É um simples método de divisões, de modo a partilhar as cargas através de disjuntores, etc. Contudo, as vezes é necessário sincronizar os equipamentos antes de ligá-los em paralelo para mater o sistema estável.

O processo de obtenção de parámetros similares como a tensão, frequência, ângulo de fase, etc antes da interligação ou conexão de equipamentos ou subsistemas eléctricos é denominado de sincronização. No entanto, se você precisar sincronizar geradores, motores, transformadores, etc através da rede, você deve concentrar-se nos parâmetros acima referidos, pois afectam diretamente a sua fonte, sistema de protecção, evitam correntes circulantes entre os equipamentos, subsistemas, oscilações significativas de energia e quedas abruptas de tensão na rede.

Para manter a estabilidade de sua rede, você deve sincronizar os equipamentos antes de tentar liga-los em paralelo. Normalmente, a sincronização pode ser feita manual ou automáticamente. Para a sincronização automática são utilizados softwares de gestão da estabilidade de sistemas eléctricos ou de potência, conhecidos como Power Management System (PMS), tais como ETAP, BRUSH PRISMIC ou ABB PMS para mencionar alguns. contudo, para redes ou subsistemas pequenos utilizam-se relés de sincronização tais como; relés do tipo 25 ou 25A da norma ANSI/IEEE.

Assim, a sincronização tenta igualar a tensão, a frequência, o ângulo de fase, verifica a potência activa e reactiva a ser partilhada pelos sistemas ou equipamentos antes de os ligar os interligar na rede, evitando deste modo a instabilidade do sistema eléctrico

A sincronização é feita antes da ligação dos disjuntores, mas após fechá-los inicia-se o processo de paralelelismo e todos os parâmetros acima citados são mantidos.

Se você entender o princípio de funcionamento de um motor síncronos, entenderá a origem do conceito de sincronização e, você pode expandir isso ao sistema geral da rede eléctrica tendo em conta a estabilidade do sistema antes de ligar em paralelo os seus equipamentos eléctricos.

Sabe que o motor síncronos gira a “mesma” frequência da fonte de alimentação eléctrica !?.... Quer dizer que está em sincronismo com a sua fonte de alimentação.

Portanto, para a estabilidade eléctrica deverá sempre sincronizar antes de fazer o paralelelismo dos equipamentos.

Que cores são usadas em Angola para a identificação dos cabos ou condutores eléctricos?

Em Angola, a maior parte das instalações eléctricas obedeceram, até a independência (1975), os padrões definidos pelo regime Português. Contudo, Não consegui apurar até ao momento se existe uma nova regulamentação em vigor. No entanto, existem em Angola instalações com conductores vermelho-azul, castanho-preto, preto-azul para sistemas monofásicos e o verde e/ou amarelo para o aterramento. Para os sistemas trifásicos: castanho,preto, cinzento e azul ou preto,vermelho,cinzento e azul; verde e/ou amarelo (terra).Portanto, aconselharia a usar as cores definidas pelo IEC 60446 e adoptado pela União Europeia.

A falta ou o difícil acesso aos padrões eléctricos nacionais,faz com que no mercado as diferentes empresas adoptem várias normas internacionais.Infelizmente, nem mesmo o Instituto Regulador do Sector Eléctrico de Angola faz referência no seu site (www.irse.co.ao)a esse respeito.

Contudo, a maioria dos países europeus: A União Europeia e todos os países que utilizam os padrões europeus CENELEC Abril de 2004 (IEC 60446) ou IEE regulamento de fiação 17ª edição.

Para os circuitos de alimentação AC:

Monofásico:

Fase: L - Castanho
Neutro de monofásico: N – Azul

Trifásico:

Fase 1: L1 - Castanho
Fase 2: L2 - Preto
Fase 3: L3 – Cinzento
Neutro: N - Azul
Terra / terra de proteção: verde e amarelo

Para os EUA a norma não é tão clara e o National Electrical Code NEC (NFPA 70) só é esclarecedor no caso do aterramento. Mas o seguinte é usualmente aplicável:

3 fases:
L1 - Preto
L2 - Vermelho
L3 - Azul
N - Branco ou cinzento

Terra / terra de proteção - verde, verde / amarelo despojado

Há também o código de cores diferentes para várias voltagens nas fases, devido ao efeito de aquecimento - NEC 424,35 (2008):

(1) 120 volts, nominal - amarelo
(2) 208 volts, nominal - azul
(3) de 240 volts, nominal - vermelho
(4) 277 volts, nominal - castanha
(5) 480 volts, nominal – laranja


Contudo, consulte sempre o respectivo padrão eléctrico em caso de dúvida.