A VIABILIDADE PARA A TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA EM LONGAS DISTÂNCIAS, UTILIZANDO LINHAS DE TRANSMISSÃO EM CC

...

Durante vários anos profissionais do setor eletroenergético trabalharam no desenvolvimento de tecnologias para a transmissão em corrente contínua a longas distâncias com a intenção de suprir as divergências encontradas no sistema de transmissão de corrente alternada.

A grande questão "CA ou CC?" levantada no final do século XIX está novamente em xeque, só que em outros moldes e formas, mas com as mesmas motivações como a de trazer ao mundo uma forma mais adequada de trabalhar no campo da engenharia elétrica.

Graças ao avanço no desenvolvimento dos semicondutores e às suas aplicações, hoje o contingente da eletrônica de potência assume grandezas extra-continentais, onde a transmissão CCAT se apresenta como uma proposta a um renascimento da tecnologia dos sistemas de potência.

- CORRENTE CONTÍNUA E CORRENTE ALTERNADA

Em um sistema em corrente alternada, a conversão de tensão não é muito complexo. Sendo que um transformador CA suporta altos níveis de tensão e tem baixas perdas consideráveis. Trata-se de um dispositivo relativamente simples e que requer pouca manutenção. Por essas razões, a tecnologia de corrente alternada foi introduzida no estágio inicial do desenvolvimento do sistema elétrico como um todo. Foi rapidamente aceita como a única tecnologia viável para a geração, transmissão e distribuição de energia elétrica, principalmente a longas distâncias. No entanto, no que se refere à transmissão de altas tensões em CA, encontram-se algumas desvantagens que abrem uma discussão para que sejam debatidas novas formas de condução de energia elétrica a longas distâncias. Segundo Santos; Souza; Santos (2014), podem ser listados alguns pontos negativos da transmissão em corrente alterada:

- Os elementos indutivos e capacitivos das linhas aéreas colocam limites na capacidade e distância de transmissão; Essa limitação é de particular importância para os cabos. Dependendo da capacidade de transmissão requerida, a distância de transmissão possível para um cabo em CA pode chegar a no máximo a 100 km;

- A conexão direta entre dois sistemas de corrente alternada com frequências diferentes não é possível;

- A conexão direta entre dois sistemas de corrente alternada com a mesma frequência, ou uma nova conexão com uma malha em funcionamento, pode ser impossível, devido à instabilidade do sistema, além de apresentar altos níveis de curto-circuito.

3.1 Princípios de Funcionamento da Transmissão CCAT

O sistema elétrico, composto por unidades de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica pode apresentar parâmetros de funcionamento em corrente contínua ou em corrente alternada. O sistema de transmissão em corrente contínua, que é o foco desse trabalho, recebe a potência proveniente da geração em CA, na estação retificadora ocorre o processo de conversão das tensões de rede alternada em tensão contínua, como pode ser visto na figura 1, que ilustra um circuito retificador trifásico, em que se desprezou a reatância do transformador da unidade conversora.

[pic 2]

Figura 1: Sistema elétrico simplificado

A geração de energia elétrica é feita, essencialmente, em redes de corrente alternada, devido à facilidade de adaptação do nível de tensão por meio de transformadores. Os conversores retificadores trifásicos utilizados em linhas de transmissão distribui igualmente a corrente das três fases, a fim de evitar o desequilíbrio que poderia ocorrer para a conversão para corrente contínua. A figura abaixo mostra circuitos retificadores trifásicos onde em a) tem-se um retificador semicontrolado, enquanto que em b) tem-se um retificador totalmente controlado

. [pic 3]

Figura 2: Circuito retificador semicontrolado e retificador totalmente controlado.

O uso de conexões CCAT tem aumentado em aplicações em sistemas de transmissão a longas distâncias, nesse caso o uso da transmissão CCAT tem se mostrado economicamente viável, não obstante o acréscimo do custo dos retificadores.

- VANTAGENS TÉCNICAS DA TRANSMISSÃO EM CORRENTE CONTÍNUA

De acordo com Santos; Souza; Santos (2014), as principais vantagens da transmissão em corrente contínua são:

- A ligação CC possibilita a transmissão de energia entre linhas de corrente alternada que possuem frequências diferentes ou malhas diferentes que até então não podiam ser sincronizadas.

- Novos parâmetros indutivos e capacitivos que não limitam a capacidade de transmissão ou o comprimento de uma linha aérea de corrente contínua.

Por conseguinte, para uma conexão longa por meio de cabos, a transmissão CCAT, na maioria dos casos se apresenta como a mais viável tecnicamente falando, devido a elevada corrente de carga do cabo quando utilizado no sistema de corrente alternada. A transmissão em corrente alternada mostra-se como uma alternativa muito relevante para a transmissão a longas distâncias.

Dado o exposto, esse sistema representa a única solução técnico-científica para transmissões diretas acima de 400 Km[8]. Quando analisado o custo de construção de sistemas CCAT e CAAT observa-se que as inclinação das retas de custos são diferentes para cada caso onde a transmissão CCAT apresenta uma inclinação consideravelmente menor devido ao custo reduzido por quilômetro.

[pic 4]

Figura 3: Relação de custos dos sistemas de transmissão.

Conforme afirma Gárdos (2008), as vantagens que o sistema CCAT apresenta sobre os sistemas de corrente alternada convencionais para a transmissão, incluem um aumento da potência para uma determinada linha, além de permitir um melhor controle do fluxo de energia. É importante, pois, ressaltar que o sistema CCAT seria uma alternativa mais viável pelo fato de utilizar poucos fios e torres que suportam menos carga, uma vez que as torres do sistema de corrente alternada utilizam torres mais robustas devido ao grande número de cabos, aumentando dessa forma a massa a ser suportada.

Conforme mostrado no gráfico acima, é possível observar que os níveis de custos dos dois sistemas se equivalem num ponto de equilíbrio, onde daí em diante o sistema CCAT mostra-se mais viável, apresentando menor custo de implantação a partir das