2 - Cigré

Seminario “Innovación en parques de generación y
redes eléctricas de transmisión
500 kV CRS OHL
ELETRONORTE
FURNAS 6 BUNDLE HSIL
CEPEL Lab.
02-04 de Dezembro 2007
Santiago, Chile
6” THYRISTORS
CHINA
500 kV FEX OHL
FURNAS
João B. G. Ferreira da Silva
[email protected]
1. Introdução
2. LT’s de Alta Capacidade: Conceito
3. A Evolução da Ultra Alta Tensão (UHV)
4. Os Sistemas UHV em Operação
5. As iniciativas Pós Itaipu
6. Os avanços no Brasil
7. Projetos em Implantação
7.1 Pesquisa & Desenvolvimento
7.2 Projeto em Monitoramento no Japão
7.3 Projetos em Estudos / Implantação na Índia
7.4 Projetos em Execução na China
8. Conclusões
Referências: Régis, O.; Fröhlich, K; Yinbiao, S.; Lerch, E. et al.; Colombo, E.; Macharey, U.;
Nakamura, A.; Yonguei, L; Zehong, L. et al.; Nayak, R.N.; Sasmal, R.P.; Lordan, R.
“One of the dilemmas facing governments
and utilities today is how to supply large
amounts of electrical energy for growing
populations in a way that is both efficient
and has a minimum impact on the
environment.
In those countries, such as Brazil, China
and India, the challenge lies in getting the
electricity from the power generating
stations thousands of kilometers away to
the urban populations.
"Ultra high voltage" offers the potential to
meet this challenge.”
International Symposium on International Standards for
Ultra High Voltage, Beijing, China, 18-27 July 2007
!
"#$%
&
'
Ampacidade ou Limite Térmico
Equação de equilíbrio térmico: o cabo ganha calor por corrente
(efeito Joule) e por insolação; libera calor por convecção (vento)
e irradiação
2
RI + Qs= Qc+ Qi
d
Ao se aumentar a corrente o cabo aquece, dilata, aumenta a
flecha, e reduz a distância de segurança (d), havendo portanto
uma limitação desta corrente máxima:
Fator limitante geralmente em linhas curtas
!
"#$%
&
'
Potência Natural ou SIL (Surge Impedance Loading)
SIL = V2/Z, onde V é a tensão e Z é a impedância
Quanto menor Z, maior o SIL
V
P
V
Z
C/2
C/2
Quando circula na linha uma potência (P) igual ao seu SIL, existe o
equilíbrio entre a energia reativa gerada pela capacitância (C) e a
energia consumida pela impedância série (Z), e não há queda de
tensão.
Estudos de sistemas exigem instalação de reatores, que reduzem o
SIL efetivo, e impõem redução da potência máxima da linha:
Fator limitante em linhas de longa distância
(% )
*+,
1200
forecast 1973
transmission voltage [kV].
1000
forecast AC
1973
800
AC
AC
600
DC
DC
400
200
0
1880
1900
1920
1940 1960
year
1980
2000
2020
(% )
*+,
Sistemas de EHV e UHV AC foram construídos nos
últimos anos:
•
Nível voltagem de 735 a 765kV AC: Canadá, Brasil, Rússia
(URSS), África do Sul, Coréia do Sul, EUA, Índia e Venezuela
•
Linhas de Transmissão de 1000 e 1200 kV AC:
•
Ainda hoje os sistemas UHV de maior voltagem operados no
mundo são os de ITAIPU: 765 kV AC e ± 600 kV DC
Japão: LT’s 1000 kV-1100 kV (*)
Minami – Niigata / Nishi – Gunma (200 km)
Kita – Tochigi / Minami – Iwaki (250 km)
Rússia: LT’s 1100 kV-1200 kV
Ekibastuz – Kokchetav (500 km)
Kokchetav – Kustanay (400 km)
* Hoje estes sistemas são operados em 500 kV
(% )
*+,
Kita – Iwaki
Ekibastuz – Kokchetav
Line conductors
8 x 31,5 mm ACSR
8 x 24.1 mm AS-330
Air gap clearance
phase-earth [m]
6,5
8
*+,
Thermal Rating
1200 kV Line
765 kV Line
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
12000
3800
80
64
60
40
20
0
3 times
765 kV Line
1200 kV Line
6000
2000
3 times
40
1200 kV Line
33
30
20
15
10
0
2.2 times
Right of Way Utilization
Pow er Flow - SIL per unit
RO W (MW/m )
SIL (MW)
765 kV Line
765 kV Line
approx. 55 %
Surge Impedance Loading
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
1200 kV Line
100
100
RO W (m )
Therm al Rating (MVA)
120
Capital Line Cost
Cost Effectiveness
765 kV Line
1200 kV Line
1200 kV Line
80
60
60
40
30
20
0
2 times
9000
Line Cost per SIL
[Rs/km .MW]
765 kV Line
Right of way Requirement
Estim ated Line Cost
[Rs m illion/km ]
(% )
8000
7500
7000
6000
5500
5000
4000
approx. 70 %
(% )
*+,
4000
cost [MUSD]
3500
2000 km AC
2000 km DC
3000
2500
2000
1500
1000
400
1000 km DC
600
1000 km AC
800
voltage [kV]
1000
1200
(% )
*+,
12
2000 km AC
Losses [%]
10
8
2% more than
500 000 t CO2
equivalent /year
2000 km DC
6
4
1000 km DC
1000 km AC
2
0
400
600
800
Voltage [kV]
1000
1200
- .$$$
$*+,
&
- Hydro-Québec 735 kV (Canadá)
- American Electric Power AEP 765 kV (EUA)
- Linhas russas de 750 kV e 1150 kV
- Eletrificación del Caroni EDELCA 765 kV (Venezuela)
- FURNAS 765 kV (Brasil)
- New York Power Authority 765 kV (EUA)
- ESKOM 765 kV (África do Sul)
- Power Grid Corporation of India PGCIL 765 kV (Índia)
- Korea Electric Power KEPCO 765 kV (Coréia do Sul)
- Tokyo Electric Power TEPCO 1000 kV (Japão)
- .$$$
$*+,
&
Hydro-Québec 735 kV
Primeira LT acima de 700 kV: 1965
Potência Transmitida: 5300 MW
Distância: James Bay 300-600 milhas
Forças sócio-políticas contrárias
Segunda Geração 735kV: Torre Chainette
Feixe inicial: 4 condutores Dipper
(1351mcm)
Mais tarde: 4 Rail (954mcm)
Outros arranjos: áreas pouco povoadas ou
muito povoadas
Confiabilidade Mecânica:
- Inicialmente ½” gelo → falhas em
muitas torres
- Projetos Seguintes: 1 ¾” Diam. Gelo
- Novo Projeto: 4” Gelo
!"#$
% &'( )'
* )+
+
- .$$$
$*+,
&
- Hydro-Québec 735 kV: Novo projeto após acidente Jan. 1998
&,&-
&+ ( +)+
Rigoroso Critério de Confiabilidade
+
.-/
- %
- .$$$
$*+,
&
AEP (American Eletric Power) 765 kV
Grandes Blocos Potência/Geração
concentrada
Preocupações: RI, corona, surto manobra
e descargas atmosféricas
Até 2004: 3400 km construídos e 145 km
em construção
Primeiros projetos: 4 cond. Dipper
(1351mcm)
Seguinte: 4 cond. Rail (954mcm)
Desligamentos: < 1/100 km por ano (sist.
345 kV)
Falhas em estruturas: tornados e gelo
Falhas em espaçadores amortecedores
Poucas RI e AN reclamações
- .$$$
$*+,
&
Rússia 750 kV e 1150 kV
Vasta extensão territorial antiga URSS / Geração distante dos
centros de carga: cerca de 4400 milhas
Primeiro projeto: 1967 com 55 milhas / Rússia hoje: 1900 milhas
1973 Implantado projeto piloto 1150 kV
1500 milhas construída / Operada 1985
Desde 1995 operada com 500 kV
- .$$$
$*+,
&
EDELCA 765kV (Venezuela)
!0#$
Transporta energia do sudeste (UHE Gúri = 9000MW)
para o norte (Caracas): 600-800 km
Após 12 anos de operação: taxa de desligamento
0.956 por 100 km por ano
FURNAS 765kV (Brasil)
14000MW de geração hidráulica: joint venture
Brasil/Paraguai
Baixa demanda no Paraguai: energia vendida ao
Brasil
Linhas em 765 kV AC e 2 bipolos ± 600 DC
Torres autoportantes e estaiadas: cerca de 40
estruturas falharam desde 1982
Velocidade do vento inicial: 96 milhas/h
Estudo upgrading: 106 milhas/h
Reforço em
algumas torres
Desligamentos: Descargas atmosféricas a principal
causa
1
!0#$
- .$$$
$*+,
&
NYPA 765kV (EUA)
2
!0#$
3
!0#$
Interconexão de St Lawrence (NY) com Sist. HydroQuébec
2 linhas: 134 e 55 milhas
Considerável oposição pública a linha
Linha projetada para 1” de gelo
Tempestade em 1998 provocou gelo de 5cm e
torres colapsaram
Após tempestade 1998 projeto upgrading / Sistema
de emergência desenvolvido
ESKOM 765kV (África do Sul)
Grande crescimento demanda
Centro de Carga: Sul / Sudeste
Grande geração (3600 MW) no nordeste
LT 765kV com 750 milhas em operação desde 1985
Terrenos Planos: Suspensão Estaiada
Feixe com 6 condutores
“Bundle” com 25” de diâmetro
- .$$$
$*+,
&
!0#$
PGCIL 765kV (Índia)
Geração e centros de consumo distantes
Construção nova linha de 765kV / Reforço rede de
400kV existente
563km construídos em 2001 – operando a 400kV
Expectativa de alterar para 765kV em 2010/2011
Projeto com elevação: vegetação especial / elefantes.
Agressivos planos de expansão.
KEPCO (Coréia)
Crescimento econômico do país / Crescimento
demanda / Necessidade de expandir malha
transmissão
Primeiro duplo circuito linha de 765kV
Feixe com 6 condutores
Isoladores variando de 28 a 58 (áreas elevadas /
grande contaminação)
Torres autoportantes com montantes tubulares
Torre tangente típica com 90m de altura
3
!0#$
- .$$$
$*+,
&
Conclusões
Duas linhas com 1000 kV construídas,
mas nenhuma operando neste nível
Projetos variam consideravelmente.
Novos projetos devem ser baseados na
experiência dos antigos. Tendência de 6
Condutores / Fase nos novos projetos.
Revisão Critérios de Confiabilidade:
Vento / Gelo
Espaçadores amortecedores necessitam
especial atenção
Feixe de condutores e anéis de corona
necessitam cuidadosos estudos
Refinamento dos parâmetros de projeto
para surto de manobra e descarga
atmosférica
Procedimentos de restauração em
emergência em paralelo com o projeto
de linhas
3
!0#$
/ %$
)$&0$ "%1*
Pós ITAIPU: período de estagnação
Fatores políticos e econômicos:
- Falta crescimento econômico nos países desenvolvidos
- Faltam recursos para investimento nos países em
desenvolvimento
- Dificuldades políticas para mudanças
Iniciativas:
- Rússia, Japão, Itália
Linha “corona 1000 kV / CEPEL”
- Expectativa frustrada
/ %$
)$&0$ "%1*
RÚSSIA: Projeto 1150 kV
Estação de teste de 1150 kV e
linha construídas em 1973
8 sub-condutores por fase
Algumas rupturas de
isoladores por efeito de galope
nos condutores
Projeto para 1/4” a 7/8” de
camada de gelo
Torres tipo autoportante
estaiadas em “V”
/ %$
)$&0$ "%1*
TEPCO’s Service Area
JAPÃO: Projeto TEPC0’s 1000kV
Área = 39.494 km2
Um décimo da área do país
Demanda da TEPCO
60 GW
Um terço da demanda do
Japão
70% da demanda
Detalhe: Raio de 40 km de
Tokyo
Tokyo
40km
/ %$
)$&0$ "%1*
- Rota Norte / Sul (190 km)
Construída em 1993
- Rota Leste / Oeste (240 km)
Construída em 1999
/ %$
)$&0$ "%1*
Vista Linha de Transmissão UHV 1100 kV
/ %$
)$&0$ "%1*
Porque 1100 kV foi selecionada como UHV no Japão
• Linhas de circuito duplo deveriam ser utilizadas mesmo para
transmissão em UHV.
– ROW - Muito difícil em um país com pouca extensão territorial.
– As linhas UHV foram construídas em terreno montanhoso.
• Uma solução mais compacta tornou-se mais vantajosa.
→ 1100 kV – Foi o nível de tensão escolhida.
• 1100 kV – Foi também estimada como uma solução mais econômica.
/ %$
)$&0$ "%1*
1100 kV adotada como a voltagem para transmissão UHV AC
Voltagem mais
elevada (kV)
800
1100
1200
1500
Número de circuitos
por Rota ×
Número de Rotas
2×4
2×2
2×2
1×2
Capacidade de
transmissão
9GW
(Insuficiente)
10GW
>10GW
>10GW
Viabilidade Técnica
Fácil
Viável
Viável
Difícil
Custo Total de
Construção
1.06
1.00
1.19
1.09
Altura torres m
91
110
123
125
/ %$
-
)$&0$ "%1*
ENEL: Projeto Italiano em 1000 kV
- Pesquisas
(1970 – 1985)
- Construção
(1980 – 1990)
- Comissionamento (1994 – 1995)
- Em serviço (1995 – 1998)
/ %$
)$&0$ "%1*
O projeto 1000 kV Italiano
Configuração quase horizontal de condutores
Catenária com isoladores
Condutores: 8 alumínio 31.5 mm
Isoladores: capa-pino
Estrutura tipo “Cross rope suspension” (CRS):
estaiada
Mastros treliçados
Estais: dupla cordoalhação
Diferentes tipos de fundações
2 .$ )
$
$
- As LT’s EHV 500 AC surgiram no
Brasil no final dos anos 60 / anos 70:
LT’s Furnas / Marimbondo / Itumbiara: Furnas
LT’s 460 kV Ilha Solteira: CESP
LT’s 500 kV São Simão: CEMIG
LT’s 500 kV P. Afonso / Camaçari: CHESF
LT’s 500 kV J. Lacerda: Eletrosul
- Final anos 70 UHE Itaipu (Furnas):
LT’s 765 kV AC e ± 600 kV DC
#44$
5
6
2 .$ )
$
$
• Anos 80 surgem as LT’s 500 kV compactas /
sistema Tucuruí com cerca 20% aumento do
SIL (Eletronorte)
• Final dos anos 80 russos propõem linhas
HSIL
• Início anos 90 começam estudos LPNE
(CHESF, FURNAS, CEPEL) no Brasil
• Final década de 90 construída 1ª LT HSIL no
Brasil:
LT 500kV P. Dutra / Fortaleza (CHESF)
com feixes assimétricos e 25% aumento SIL
• 2002/2003 Furnas constrói LT 500 kV Cach.
Paulista / Adrianópolis com feixes
expandidos simétricos (1200 mm)
• 2006/2007 Estudos P&D Fexcom Furnas e
Linhas LNC meia onda + (Prof. Portela)
7 044$
2 .$ )
$
500kV Flat Guyed
$
500kV Compact Line
4 Rook Conductor
SIL: 1000 MW
4 Rail Conductor
SIL: 1200 MW
CIEN
ELETRONORTE
2 .$ )
$
$
500kV Compact Cross-rope (CRS)
500kV HSIL Lines
4 Rail Conductor
SIL: 1200 MW
ELETRONORTE
4 Rail Conductor
SIL: 1250 MW
(P. DUTRA – FORTALEZA)
CHESF
2 .$ )
$
$
500kV Expanded Bundle
4 Rail Conductor
SIL: 1200 MW
(CACHOEIRA PAULISTA – ADRIANÓPOLIS)
FURNAS
500kV FEXCOM Cross-rope
4 Rail Conductor
SIL: 1500 MW
FEXCOM ABB
2 .$ )
$
$
+ *'
)+ *'
Tests - CEPEL Lab.
500kV CRS Compact HSIL
6 Rail Conductor
SIL: 2200 MW
P&D FURNAS
2 .$ )
$
$
800kV CRS Expanded LNC (Meia onda +)
8 Rail Conductors
SIL: 4800 MW
L = 2500 km
C. PORTELA
MASTS:
Steel: ASTM A572 G50
Main Member: L125x10
Diagonals: L45x4
Cross-Rope: φ 1 ¾’
Guy: φ 1 5/8’
Weight: 10.8ton
1 3 $
1$
4$5
&
$ ))
Principais resultados das pesquisas UHV - China
Início da pesquisa: 1986
Conclusões dos estudos:
Final de 2004
Construção de 3 bases de
testes em UHV
Pesquisa sistemática /
contínua em engenharia
aplicada
1200 kV AC Test Line Wuhan-China
1 3 $
1$
4$5
&
$ ))
800kV DC test base in Beijing
1 3 $
1$
4$5
&
$ ))
Mechanical test base in Beijing
1 3 $
1$
4$5
&
$ ))
R&D Equipments in China
1000kV\1000MVA
Auto transformer
1000kV\320Mvar
Shunt reactor
1 3 $
1$
4$5
&
$ ))
R&D Equipments in China
Surge arresters
1000kV disconnectors, ES and bus
1 3 $
1$
4$5
&
$ ))
R&D Equipments in China
2
*+,6 , )
7$ $
1 3 $
1$
4$5
&
$ ))
'$
$
&
$
8
$
Aquecimento Global (GWP) potencial de construção
40.000
Overhead lines
Transmission towers
Ground wires
Insulators
CO2-Equiv. Emissions [t/a]
35.000
30.000
25.000
20.000
15.000
10.000
5.000
0
420 kV AC
800 kV DC
1000 kV AC (J)
1000 kV AC (RUS, CN)
• Grandes seções dos condutores (810 mm2) para 1000 kV AC (J)
Alto consumo de Alumínio
–
Maior impacto ambiental: materiais para LT 1000 kV AC (J)
• Menor impacto: 800 kV DC
1 3 $
1$
4$5
&
$ ))
'$
$
&
$
8
$
GWP Incluindo perdas
8.000.000
Transmission losses
Overhead lines
Transmission towers
Ground wires
Insulators
CO2-Equiv. Emissions [t/a]
7.000.000
6.000.000
5.000.000
4.000.000
3.000.000
2.000.000
1.000.000
0
420 kV AC
800 kV DC
1000 kV AC (J)
1000 kV AC (RUS, CN)
• Efeito dominante: Impacto perda de potência
– Emissões equivalentes estimadas / MWh: 0.900 t CO2
• Menores perdas com 800 kV DC
– Impactos menores com transmissão em 800 kV DC
1 3 $
1$
4$5
&
$ ))
'$
$
&
$
8
$
Impactos ambientais das estruturas para LT’s UHV
Estruturas tubulares para LT 1000 kV AC (J)
–
Elevado consumo de aço de alta resistência / baixa liga
Configuração em duplo circuito LT’s 1000 kV AC (J) com torres muito altas
–
ROW (Corredor) extremamente reduzido (38 m)
A: 1000 kV AC (J);
B: 800 kV DC; 2 circuitos paralelos;
C: 1000 kV AC (Rus, CN); 2 / /&+ '(
D: 420 kV AC; 5 / /&+ '( --';
A
B
C
--';
D
ROW: 38 m
ROW: 100 m
ROW: 200 m
ROW: 350 m
1 3 $
1 3
&
9&
LT 1100 kV no Japão
1 3 $
1 3
&
9&
Instalações testes LT’s UHV - Japão
• Protótipos em escala real & linhas
para testes Corona / Ruído audível:
– Akagi, CRIEPI
– Comprimento: 600 m
– Número de torres: 3
1 3 $
1 3
&
9&
Instalações de testes LT’s UHV - Japão
• Torre em escala real para teste surto de manobra:
– Shiobara, CRIEPI
– 2 fases
– Voltagem máxima : (1a fase) 2,6 MV, (2a) 2,3 MV
1 3 $
&
1 3
9&
Instalações testes LT’s UHV - Japão
• Bundle de conectores em
escala real para testes
Corona / Ruído audível:
– Shiobara, CRIEPI
– Tamanho gaiola;
– 8m
8m
24 m
– Voltagem máxima:
até 1200 kV
1 3 $
1 3
&
9&
Testes de campo - Equipamentos de SE’s em UHV
1 3 $
&
1 3
9&
Status atual do projeto UHV TEPCO
• Linhas de Transmissão de 1100 kV
430 km UHV – Projetados e construídos para
serem operados em 550 kV.
• Equipamentos de Subestações em 1100 kV
Todos os equipamentos de SE’s estão energizados
no pátio de testes desde 1996.
• Uprating a 1100 kV
Planejado para meados de 2010.
1 3 $
(1 3 $
&
$
$
: &
;
Regiões com excesso
37000 MW
2570 MW
16750 MW
37600 MW
37600 MW
Regiões com déficit
Cenário no setor
elétrico na Índia
Capacidade instalada: 130420 MW
Demanda pico:
100400 MW
Disponibilidade pico:
90000 MW
Crescimento da demanda: 8-9% / ano
1 3 $
(1 3 $
&
$
$
: &
;
Rede de transmissão indiana - Atual
National Grid -Existing
765 kV Lines - 1600 Km
400 kV Lines - 60000 Km
220/132 kV Lines - 220000 Km
HVDC bipoles: 3
HVDC back-to-back: 7
FSC – 18
TCSC – 6
NER, ER, NR & WR operando como
malha simples de 90000 MW
Rede SR – 37 GW
Capacidade de intercambio: 14100MW
Inter-Regional Capacity-14100 MW
NR
AGRA
AURAIYA
GORAKHPUR
BALIA
MUZAFFARPUR
PATNA
KOTA
MALANPUR
BIRPARA
MALDA
GWALIOR
UJJAIN
VINDHYACHAL
SAHU
PURI
KORBA
KOLHAPUR
BONGAIGAON
SALAKATI
SASARAM
ER
DEHRI
BUDHIPADAR
ROURKELA
CHANDRAPUR RAIPUR
WR
NER
TALCHER
1000
MW
BALIMELA
U.SILERU
GAZUWAKA
PONDA
BELGAUM
K
LA
NAGJHARI
Legend
HVDC BIPOLE
KOLAR
SH
HVDC BACK-TO-BACK
AD
WE
EP
765 kV
400 kV
220 kV
AN &
ANDAM
R
NICOBA
SR
1 3 $
(1 3 $
&
$
$
: &
;
Plano de expansão do sistema de transmissão
Até 2011-12
- Novas Linhas de Transmissão: 55000 km
- 765 kV - 9000 km; 400 kV - 46000 km
- Novas Subestações: 65.
- 765 kV - 15 (1. GIS) ; 400 kV - 50 (6 . GIS)
FSC: 44.
Sistema HVDC ± 800 kV, 6000 MW: 4
Nova Linha de transmissão UHV AC 1200 kV superpondo atual malha
de 400 / 765 kV AC: 2
1 3 $
(1 3 $
&
$
$
: &
;
Sistema de Transmissão previsto “Chicken Neck Area”
Opções:
• ±800 kV HVDC: 8
• ±800 kV HVDC: 5; 765 kV EHVAC: 6 LT’s
• ±800 kV HVDC: 4; 1200 kV UHVAC: 2 LT’s (adotado)
1 3 $
(1 3 $
&
$
$
: &
;
• Parâmetros comparativos LT’s 1200 kV / 765 kV / 400 kV
1200 kV
765 kV
400 kV
Nominal Voltage (kV)
1150
765
400
Highest voltage(kV)
1200
800
420
Resistance (pu/km)
4.338 x10-7
1.951x10-6
1.862x10-5
Reactance (pu/km)
1.772 x10-5
4.475x10-5
2.075x10-4
Susceptance (pu/km)
6.447 x10-2
2.4x10-2
5.55x10-3
6030
2315
515
Surge Impedance Loading
(MW)
Base kV :1200kV/765kV/400kV;
Base MVA :100 MVA
1 3 $
(1 3 $
&
$
$
: &
;
POWER GRID ÍNDIA
765 kV Tower
(existente)
1200 kV Tower
(em implantação)
1 3 $
(1 3 $
•
&
$
$
: &
;
'< = >,+,6
Características básicas de engenharia para transmissão ± 800 kV HVDC
Tipo de Condutor: Lapwing
Número de Condutores: 6
Altura Condutor / Solo: 20 m
Distância entre polos: 22 m
Campo elétrico: 25 kV/m
Densidade da corrente: 100 Na/m2
1 3 $
-1 3 $
?
Expansão potência instalada China
700
600
500
400
300
200
100
Years
2005
2002
1999
1996
1993
1990
1987
1984
1981
1976
1962
0
1949
Installed Capacity GW
•
&
1 3 $
-1 3 $
&
?
19%
Installed capacity (GW)
14%
Electric energy (TWh)
1 3 $
-1 3 $
&
?
Total construído em LT’s de 220 kV e acima:
mais de 2.820.000 km.
A partir de 1996, segundo país no mundo em
potência instalada e geração anual de energia.
1 3 $
-1 3 $
&
?
Installed Generation Capacity (100GW)
In 2020
14
12
Annual GDP: 4000 billion USD
Installed Capacity: > 1000 GW
Electric Energy:
13.0
> 4600 TWh
10
8
6.2
6
4.4
4
2
1.0
2.0
0
1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020
1 3 $
-1 3 $
&
?
Abundância em carvão e potencial hidráulico:
Em ambos os casos maiores reservas do mundo
Ambos recursos são fundamentais para geração
de energia
Escassez de petróleo e gás:
10o e 22o
Reserva de recursos per capta:
40% do nível médio mundial
1 3 $
-1 3 $
&
?
Distribuição dos recursos de geração
desbalanceados no território
2/3 do potencial hidráulico no sudoeste;
2/3 dos recursos de carvão no noroeste;
65% do total da demanda nas regiões leste e litorânea.
1 3 $
-1 3 $
&
?
Minas carvão
Potencial hidráulico
Centros de carga
1 3 $
-1 3 $
&
?
Voltagens padronizadas para UHV:
- UHV AC: 1000 kV, max. 1100 kV
- UHV DC:
800 kV.
• Estudos de viabilidade:
- Verificados por estudos de engenharia
- Parcialmente já testados nos laboratórios de testes
A aplicação de 1000 kV AC e
800 kV DC com
capacidade de 6400 MW é viável, como verificado
pelos testes já feitos.
• Capacidade de fabricação dos equipamentos para UHV
- Experiência construtiva com os equipamentos para LT’s
750 kV AC
- Experiências com equipamentos 500 kV HVDC
1 3 $
-1 3 $
&
?
Expansão prevista até 2012 no sistema de transmissão em UHV
1 3 $
-1 3 $
&
?
• Planos & Progressos previstos
Como início do desenvolvimento LT’s em UHV, a
China construirá projeto piloto de LT em 1000 kV AC
e
800 kV DC.
• Projeto piloto em UHV AC
- Objetivo:
- Testar a performance do sistema em UHV
- Verificar a confiabilidade dos equipamentos
- Otimização dos projetos e pesquisas
- Verificar a viabilidade de operação comercial
1 3 $
-1 3 $
&
?
Projeto piloto em 1000 kV AC:
UHV JINDONGNAN-NANYANG-JINGMEN :
Comprimento total da linha 640 km. A linha passará
através de regiões em que as altitudes variam de 50 m a
1300 m.
Voltagem nominal de 1000 kV, tensão máxima de
trabalho de 1100 kV, capacidade de transmissão
esperada de 5000 MW e 9000 MW em emergência
(futuro).
Início de construção em 2006, comissionamento previsto
para fim de 2008.
1 3 $
-1 3 $
&
?
Projeto piloto LT 1000 kV AC: Subestações
• Jindongnan: GIS (2CB); 1 set of 3*1000 MVA transformer, and 1 set of
3*320 MVar shunt reactor
• Nanyang: HGIS (2CB); 2 sets of 3*240 MVar shunt reactor
• Jinmen: HGIS (2CB); 1 set of 3*1000 MVA transformer, and 1 set of
3*200 MVar shunt reactor
NCG
CCG
NanYang
JinDong
Nan
JinMen
1 3 $
-1 3 $
&
?
S.E. JinDongNan
1 3 $
-1 3 $
&
?
Previsão da malha 1000 kV AC para o ano 2012
1 3 $
-1 3 $
&
?
Características LT 1000 kV AC UHV:
Velocidade do vento: 27 m/s.
Camada de gelo: 10 mm.
Fator de segurança estrutural: 1.1
Bundle de condutores: 8 ACSR 500 mm2
Pára-raios: ACS de 17 mm de diâmetro + cabo OPGW com
características similares.
Isoladores:
- Projeto dividido em níveis A, B e C com 0.06 - 0.10,
0.1 - 0.25 e >0.25 mg/cm2 ESDD respectivamente.
- 54 isoladores de 300 kN de porcelana por cadeia serão
usadas nos locais nível A.
- Isoladores compostos especificados para os níveis B e C.
1 3 $
-1 3 $
&
?
- Série ZMP: Aplicável a altitudes até 500 m
- Série ZMQ: Aplicável a altitudes até 500 m
- Série ZBS: Aplicável a altitudes de 500 – 1500 m.
1 3 $
-1 3 $
&
?
• Torres
- Configuração Delta
Torre de suspensão
montada na estação de
testes de Wuhan
1 3 $
-1 3 $
&
?
LT
800 kV DC
Projeto piloto LT UHV DC
• Objetivo: Transmitir grandes blocos de potência a grandes
distâncias Ponto-a-Ponto
• Potencial hidrométrico no baixo Rio Jinsha : 38000 MW
• Primeiro estágio do projeto: 18600 MW
1 3 $
-1 3 $
&
?
Esquema de transmissão UHV ± 800 kV DC
1 3 $
-1 3 $
&
?
Perspectiva da estação conversora UHV 800 kV DC
8. Conclusões
Conclusões:
A tecnologia de transmissão em UHV (AC ou DC) é uma
realidade no mundo atual.
Para paises com grandes blocos de energia a serem
transmitidos a longas distâncias (China, Índia, Brasil, Rússia,
etc.) a aplicação de linhas UHV é uma opção inevitável.
Nos próximos 10 a 15 anos uma robusta malha de
transmissão em 1000 kV AC e
800 kV DC será construída
na China e Índia. Projetos pilotos estão em construção neste
momento.
Outros paises como o Brasil, Rússia reiniciam seus estudos
paralisados nas décadas de 70 e 80.
Linhas em UHV tem sido consideradas soluções
ambientalmente corretas e adequadas para os tempos atuais.