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EDP Distribuição S.A. – Trás-os-Montes, Vila Real
Relatório de Estágio
Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
I. Identificação
Estagiário:
Nome: Samuel Tavares da Silva David
Morada: Rua da Moinhaca, nº2
Boa Vista 2420 – 402 Leiria
Estab. Ensino: FEUP – Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
Curso: Eng. Electrotécnica Ramo: Sistemas de Energia
Orientador:
Nome: Eng.º Fernando Domingues Marcos
Empresa: EDP Distribuição S.A. (Vila Real)
Departamento: Projecto e Construção – Chefia
Supervisor:
Nome: Eng.º José Rui da Rocha Pinto Ferreira
Estab. Ensino: FEUP – Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
Empresa:
Nome: EDP Distribuição S.A. – Vila Real
Morada: Avenida Rainha Santa Isabel
5004 – 014 Vila Real
Ramo de Actividade: Prestadora de serviços de fornecimento de
electricidade.
Período de Estágio: 01 de Março de 2005 a 01 de Junho de 2005
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II. Agradecimentos
Sem a ajuda e acompanhamento de diversas entidades e pessoas este estágio não se teria
realizado com o sucesso pretendido. Tive um apoio excepcional que permitiu uma boa
integração na empresa, querendo, então, agradecer às seguintes pessoas e entidades:
• Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, por me ter facultado a
oportunidade de estagiar;
• Empresa EDP Distribuição S.A., por me ter aceite como estagiário e ter
facultado todas as condições e disponibilidade para a realização do mesmo;
• A todos os colaboradores da empresa EDP Distribuição Vila Real,
nomeadamente ao Director de Área de Rede Eng.º Carlos Bexiga Filipe e ao
Departamento de Projecto e Construção, por me terem tratado como um futuro
profissional e me apoiarem;
• Ao Eng.º Fernando Marcos e Eng.º Maria Edite Arcanjo, por me terem
acompanhado durante todo o estágio, prestando-me todo o apoio necessário e
disponibilizando-me o seu tempo para qualquer esclarecimento;
• Ao Eng.º Marcelino Pericão, Eng.º António de Carvalho, Eng. Augusto Antunes
e Eng.º Luís Quinteira, por terem me disponibilizado a oportunidade de estagiar
nos seus departamentos.
• Ao Eng.º José Rui Ferreira, por ter sido o meu supervisor de estágio;
• Ao José Papoila, por ter disponibilizado a plotter para impressão
• À minha família e amigos, que me apoiaram sempre que foi necessário;
• A todos que sabem que lhes estou agradecido.
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III. Resumo
Este relatório tem como objectivo descrever o estágio realizado na empresa EDP
Distribuição S.A. – Área de Rede de Trás-os-Montes. Neste irei, descrever as minhas
funções e trabalhos realizados na empresa que foram desde a execução de projectos de
linhas de média tensão até ao acompanhamento e fiscalização de obras. Para além destas
funções também foi facultado a oportunidade de conhecer outras áreas como o projecto e
construção de loteamentos, planeamento de redes de baixa tensão e manutenção de linhas
de média tensão.
O relatório incide essencialmente no projecto de uma linha aérea de média tensão de
15kV (Caso Prático).
O estágio está inserido na área de:
Instalações Eléctricas de obras públicas e particulares de Baixa e Média Tensão.
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IV. ÍNDICE
1 Chave das Abreviaturas ou Siglas.......................................................................... 8 2 Introdução ................................................................................................................ 9 3 Cronograma ........................................................................................................... 10 4 Área de Rede de Trás-os-Montes ......................................................................... 11
Localização (Sede Social)........................................................................................... 11 Localização (Sede de Área de Rede de Trás-os-Montes) ........................................... 11 Área de Rede............................................................................................................... 12 Organigrama ............................................................................................................... 13
5 Descrição de actividades realizadas ..................................................................... 14 Projecto e Construção (Média Tensão)....................................................................... 14
Software SIT-DM (Sistema de Informação Técnica – Design Manager) .............. 15 Projectos Realizados ............................................................................................... 17 Acompanhamento de Obras.................................................................................... 18
Projecto e Construção (Loteamentos)......................................................................... 18 Planeamento de redes BT ........................................................................................... 19
Caso de Estudo........................................................................................................ 20 Manutenção (Média Tensão) ...................................................................................... 26
6 Projecto de uma linha aérea de 15kV .................................................................. 28 Traçado ....................................................................................................................... 28 Cálculo Eléctrico......................................................................................................... 32
Tensão económica................................................................................................... 32 Secção Económica e Material do Condutor............................................................ 33 Queda de Tensão..................................................................................................... 35 Perdas...................................................................................................................... 37 Resultados e Conclusões......................................................................................... 38
Isoladores .................................................................................................................... 39 Hastes...................................................................................................................... 41
Travessas..................................................................................................................... 41 Distâncias mínimas regulamentares............................................................................ 43
Distância dos condutores ao solo............................................................................ 43 Distância dos condutores aos edifícios ................................................................... 44 Distância dos condutores a obstáculos diversos ..................................................... 44 Distância entre duas linhas ..................................................................................... 45 Distância entre condutores...................................................................................... 45
Cálculo Mecânico ....................................................................................................... 46 Localização de Implantação dos Apoios ................................................................ 47 Condições Atmosféricas ......................................................................................... 47 Tensão máxima de serviço...................................................................................... 48 Dimensionamento dos estados atmosférico............................................................ 49
Estado de Inverno ............................................................................................... 50 Estado de Primavera ........................................................................................... 52 Resultados........................................................................................................... 53
Apoio de Derivação (Ap. 41).................................................................................. 54
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Tensões e flechas ................................................................................................ 54 Travessas............................................................................................................. 57 Estabilidade do apoio.......................................................................................... 60 Maciços e Fundações .......................................................................................... 64 Desenho final ...................................................................................................... 65
Apoio de reforço (Ap. 6)......................................................................................... 66 Tensões e flechas ................................................................................................ 66 Travessas............................................................................................................. 68 Estabilidade do apoio.......................................................................................... 71 Maciços e Fundações .......................................................................................... 73 Desenho final ...................................................................................................... 78
Apoio fim de linha (Ap. 1) ..................................................................................... 79 Tensões e flechas ................................................................................................ 79 Travessas............................................................................................................. 80 Estabilidade do apoio.......................................................................................... 82 Maciços e Fundações .......................................................................................... 84 Desenho final ...................................................................................................... 86
Licenciamento............................................................................................................. 87 7 Conclusão ............................................................................................................... 88 8 Considerações finais .............................................................................................. 88 9 Bibliografia............................................................................................................. 89
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V. Lista de Figuras e Tabelas
ILUSTRAÇÃO 1 – LOGÓTIPO EMPRESA .............................................................................................................. 11 ILUSTRAÇÃO 2 – MAPA DA ÁREA DE REDE DE TRÁS-OS-MONTES ................................................................... 12 ILUSTRAÇÃO 3 – ORGANIGRAMA ARTM ......................................................................................................... 13 ILUSTRAÇÃO 4: SIT-DM – CARTA GEOGRÁFICA ............................................................................................. 15 ILUSTRAÇÃO 5: SIT-DM – PERFIL E PROJECTO................................................................................................ 16 ILUSTRAÇÃO 6: PRBT – RELATÓRIO DE TENSÕES ............................................................................................ 20 ILUSTRAÇÃO 7: PRBT – LEVANTAMENTO DA REDE BT................................................................................... 20 ILUSTRAÇÃO 8: PRBT – DPLAN \ SITUAÇÃO INICIAL DA REDE BT ................................................................ 21 ILUSTRAÇÃO 9: PRBT – DPLAN \ SOLUÇÃO 1 ................................................................................................ 22 ILUSTRAÇÃO 10: PRBT – DPLAN \ SOLUÇÃO 2 .............................................................................................. 23 ILUSTRAÇÃO 11: PRBT – DPLAN \ SOLUÇÃO 3 .............................................................................................. 24 ILUSTRAÇÃO 12: TERMOGRAFIA DE UM SECCIONADOR.................................................................................... 27 ILUSTRAÇÃO 13: TERMOGRAFIA DE UM APOIO ................................................................................................ 27 ILUSTRAÇÃO 14: LN 15KV – ESQUEMA UNIFILAR DA REDE MT ..................................................................... 29 ILUSTRAÇÃO 15: LN 15KV – PLANTA TOPOGRÁFICA ....................................................................................... 29 ILUSTRAÇÃO 16: LN 15KV – EXCERTO DO PERFIL DA LN 15KV MAIROS II .................................................. 31 ILUSTRAÇÃO 17: LN 15KV – ARVORE DE DECISÃO DO ESTADO ATMOSFÉRICO MAIS DESFAVORÁVEL ............. 53 ILUSTRAÇÃO 18: LN 15KV - AP.41 - DISPOSIÇÃO DA TRAVESSA DE DERIVAÇÃO............................................. 58 ILUSTRAÇÃO 19: LN 15KV – AP. 41 - TRAÇADO DA CATENÁRIA E ALTURA TRAVESSAS .................................. 59 ILUSTRAÇÃO 20: LN 15KV – AP. 41 - DADOS APOIO DERIVAÇÃO Nº 41 ........................................................... 61 ILUSTRAÇÃO 21: LN 15KV – AP. 41 - DESENHO FINAL.................................................................................... 65 ILUSTRAÇÃO 22: LN 15KV – AP. 6 - TRAÇADO DA CATENÁRIA E ALTURA TRAVESSAS .................................... 70 ILUSTRAÇÃO 23: LN 15KV – AP. 6 - DADOS APOIO REFORÇO Nº 6 ................................................................... 72 ILUSTRAÇÃO 24: LN 15KV – AP. 1 - TRAÇADO DA CATENÁRIA E ALTURA TRAVESSAS .................................... 81 ILUSTRAÇÃO 25: LN 15KV – AP. 1 - DADOS APOIO FIM DE LINHA Nº 1............................................................. 82
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TABELA 1 – CRONOGRAMA .............................................................................................................................. 10 TABELA 2: PROJECTOS DE LAMT REALIZADOS ............................................................................................... 17 TABELA 3: PRBT – DPLAN \ TABELA RESUMO .............................................................................................. 25 TABELA 4: LN 15KV – DENSIDADES DE CORRENTE ECONÓMICAS ................................................................... 34 TABELA 5: LN 15KV – RELAÇÃO D'\D.............................................................................................................. 36 TABELA 6: LN 15KV – RESULTADOS DO CÁLCULO ELÉCTRICO........................................................................ 38 TABELA 7: LN 15KV – POTÊNCIAS DE REFERÊNCIA ECONOMICAMENTE TRANSPORTÁVEIS ............................. 38 TABELA 8: LN 15KV – CARACTERÍSTICAS ELECTROMECÂNICAS DOS ISOLADORES ......................................... 40 TABELA 9: LN 15KV – TRAVESSA P, N, M, G.................................................................................................. 42 TABELA 10: LN 15KV – TRAVESSA TAN (TRIÂNGULO DE ÂNGULO) .............................................................. 42 TABELA 11: LN 15KV – CARACTERÍSTICAS DO CONDUTOR E DA LINHA .......................................................... 49 TABELA 12: LN 15KV – RESULTADOS DOS ESTADOS ATMOSFÉRICOS .............................................................. 53 TABELA 13: LN 15KV – AP. 41 - ESTADO TESTE, RESUMO DA EQUAÇÃO DE ESTADOS ................................... 54 TABELA 14: LN 15KV – AP. 41 - TENSÕES E FLECHAS ..................................................................................... 56 TABELA 15: LN 15KV – FORMULAS PARA CÁLCULO DE APOIOS ...................................................................... 60 TABELA 16: LN 15KV – AP. 41 - CONDUTORES EM USO .................................................................................. 61 TABELA 17: LN 15KV – AP. 41 - ESFORÇOS DOS CONDUTORES ....................................................................... 62 TABELA 18: LN 15KV – AP. 41 - ACÇÃO DO VENTO........................................................................................ 62 TABELA 19: LN 15KV – ESFORÇOS MÁXIMOS EM APOIOS METÁLICOS RS ....................................................... 63 TABELA 20: LN 15KV – AP. 41 - APOIO E MACIÇO A INSTALAR ....................................................................... 64 TABELA 21: LN 15KV – AP. 6 - ESTADO TESTE, RESUMO DA EQUAÇÃO DE ESTADOS ..................................... 66 TABELA 22: LN 15KV – AP. 6 - TENSÕES E FLECHAS ....................................................................................... 68 TABELA 23: LN 15KV – FORMULAS PARA CÁLCULO DE APOIOS REFORÇO (CASO ESPECIAL)........................... 71 TABELA 24: LN 15KV – AP. 6 - ESFORÇOS DOS CONDUTORES ......................................................................... 72 TABELA 25: LN 15KV – AP. 6 - APOIO REFORÇO MM06 2750 / 18 .................................................................. 72 TABELA 26: LN 15KV – AP. 6 - APOIO E MACIÇO A INSTALAR ......................................................................... 73 TABELA 27: LN 15KV – AP. 6 - DIMENSÕES DO APOIO .................................................................................... 74 TABELA 28: LN 15KV – AP. 1 - TENSÕES E FLECHAS ....................................................................................... 79 TABELA 29: LN 15KV – AP. 1 - ESFORÇOS DOS CONDUTORES ......................................................................... 82 TABELA 30: LN 15KV – AP. 1 - ACÇÃO DO VENTO.......................................................................................... 83 TABELA 31: LN 15KV – AP. 1 - APOIO REFORÇO MM06 2750 / 18 .................................................................. 84 TABELA 32: LN 15KV – AP. 1 - APOIO E MACIÇO A INSTALAR ......................................................................... 84 TABELA 33: LN 15KV – AP. 1 – DIMENSÕES DO APOIO.................................................................................... 85
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1 Chave das Abreviaturas ou Siglas
ARTM Área de Rede de Trás-os-Montes
AT Alta Tensão
BT Baixa Tensão
DGE Direcção Geral de Energia
EDP Electricidade de Portugal (EDP Distribuição S.A.)
FEUP Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
IP Iluminação Pública
LABT Linha Aérea de Baixa Tensão
LAMT Linha Aérea de Média Tensão
LSMT Linha Subterrânea de Média Tensão
MT Média tensão
PT Posto de Transformação
PRBT Planeamento de Redes de Baixa Tensão
RD Rede de Distribuição
RDBT Rede de Distribuição de Baixa Tensão
RSLEAT Regulamento de Segurança de Linhas Eléctricas de Alta Tensão
TET Trabalhos em Tensão
TMPC Departamento de Projecto e Construção de Trás-os-Montes
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2 Introdução
O presente relatório descreve o estágio final de curso realizado na empresa EDP
Distribuição S.A., Área de Rede Trás-os-Montes – Vila Real, durante o período 1 de
Março de 2005 a 1 de Junho de 2005.
O estágio teve como objectivo a integração do estagiário no mundo do trabalho, o que
obriga o estagiário a assumir responsabilidades, a aplicar os conhecimentos teóricos em
situações práticas, desenvolver capacidades de decisão, a superar desafios propostos, e a
aprender, a planear e coordenar tarefas.
O estágio para além de ter como objectivo o mencionado anteriormente, também
permitiu ao estagiário um enriquecimento de conhecimentos dos trabalhos, métodos e
regulamentação da empresa.
O objectivo principal do estágio foi a aprendizagem e elaboração de projectos de linhas
de média tensão.
O estágio que decorreu baseou-se essencialmente na componente prática, ou seja,
aplicação dos conhecimentos adquiridos e interacção dos mesmos com o mundo do
trabalho.
O relatório em questão está dividido da seguinte forma:
• Descrição generalizadas das actividades realizadas nos departamentos:
o Projecto e Construção (Média Tensão);
o Projecto e Construção (Loteamentos);
o Planeamento de redes e unidade de redes de baixa tensão;
o Manutenção (Média Tensão);
• Projecto de uma linha aérea de 15kV;
O estágio foi realizado no âmbito curricular da Licenciatura em Engenharia
Electrotécnica – Sistemas de Energia e inserido na cadeira Projecto, Seminário ou
Trabalho Final de Curso (5º ano – 2005) da Faculdade de Engenharia da Universidade do
Porto.
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3 Cronograma
O cronograma tem como objectivo descrever a realização temporal das diferentes
funções exercidas durante o estágio, não pretendendo dar uma ideia rigorosa, mas sim
generalizada, das actividades realizadas.
Semanas Actividade \ Departamento
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14Projecto e Construção (Média Tensão)
Formação Projecto de Linhas Acompanhamento de Obras MT
Projecto e Construção (Loteamentos) Planeamento de Redes BT Manutenção e Condução Unidade de Rede
Tabela 1 – Cronograma
Esta disposição temporal inicia-se no departamento de projecto e construção onde se
realizou praticamente todo o estágio.
No departamento de projecto e construção tive inicialmente formação, de seguida, início
de trabalhos em projectos de linhas e acompanhamento de obras de média tensão, mais
tarde iniciação á análise de projectos e acompanhamento de obras de loteamentos.
Sensivelmente a meio do estágio, tive a oportunidade de conhecer as actividades nos
outros departamentos.
Durante as semanas finais os dias eram divididos entre o projecto e construção e os
restantes departamentos.
Tentou-se uma distribuição uniforme na mudança entre departamentos, no entanto,
devido á indisponibilidade das pessoas intervenientes, tal não foi possível.
O cronograma mencionado apresenta diferenças temporais em relação ao programado
mas os objectivos foram cumpridos.
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4 Área de Rede de Trás-os-Montes
Ilustração 1 – Logótipo empresa
Área de Rede de Trás-os-Montes é parte integrante de uma empresa, a EDP
Distribuição – Energia S.A., pertencendo esta ao Grupo EDP. A área de rede tem como
objectivo realizar as prestações de serviço às Áreas Comercial e Gestão de Rede de modo a
garantir o serviço público de fornecimento de energia eléctrica aos consumidores da área
geográfica a seu cargo.
Todos os assuntos referentes a fornecimentos de energia da área de rede de Trás-os-
Montes, com excepção do distrito de Bragança, são tratados pela unidade de Vila Real,
nomeadamente:
• Departamento Comercial
• Departamento de Projecto e Construção
• Departamento de planeamento
• Departamento de Manutenção, Avarias e Contagem
• Unidades de rede (sede de distrito)
Localização (Sede Social)
A empresa, EDP Distribuição S.A., localiza-se na Rua Camilo Castelo Branco, nº 43,
1050-044 Lisboa.
Localização (Sede de Área de Rede de Trás-os-Montes)
A sede da Área de Rede de Trás-os-Montes localiza-se na Avenida Rainha Santa
Isabel, 5004-014 Vila Real Samuel Tavares S. David Página 11 de 90 Eng. Electrotécnica, Sistemas de Energia Inserido na cadeira: Projecto, Seminário ou Trabalho Final de Curso (5º Ano – 2005)
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Área de Rede
Ilustração 2 – Mapa da Área de Rede de Trás-os-Montes
A área de rede de Trás-os-Montes está dividida em 4 unidade de rede. A unidade de
rede principal, Vila Real UR 04 TMN, abrange toda a parte comercial, planeamento,
manutenção e contagem da área de rede.
O projecto e construção de linhas de média tensão, postos de transformação e
loteamentos são realizados pela unidade de rede Vila Real, com excepção da unidade de
rede Bragança UR 01 TM que tem o seu departamento de projecto e construção.
A baixa tensão está dividida pelas unidades de rede que por sua vez essas unidades de
rede estão divididas em pólos. Essas unidades de rede são: Bragança (UR 01 TM),
Montalegre (UR 02 TM), Mirandela (UR 03 TM) e Vila Real (UR04TMN).
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Organigrama
A área de rede Trás-os-Montes está organizada de acordo com o seguinte
organigrama:
Ilustração 3 – Organigrama ARTM
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5 Descrição de actividades realizadas
Projecto e Construção (Média Tensão)
O departamento de projecto e construção tem ao seu cargo a elaboração de projectos e
construção da rede de média tensão da área de rede de Trás-os-Montes.
A maior parte do estágio foi desenvolvido no Departamento de Projecto e Construção,
no qual foi dada a possibilidade de realização projectos de linhas de Média tensão.
Foi facultada vária documentação para uma rápida e eficaz absorção de conhecimentos
necessários à realização de Projectos de linhas aéreas de MT.
Na realização de projectos de linhas de MT é importante ter em atenção à
regulamentação existente para linhas eléctricas de alta tensão. De realçar o Regulamento
de Linhas Eléctricas de Alta Tensão e o Guia Técnico de Recomendações de Linhas
Eléctricas Aéreas de Alta Tensão até 30 kV da DGE.
Um projecto de linhas aéreas de média tensão terá que conter cálculos mecânicos e
eléctricos e deverá ser acompanhado de memória descritiva e justificativa. Realizado o
projecto, deverá sujeitar-se a licenciamento.
Será importante no projecto ter em atenção e condicionar o tipo e localização dos apoios
e dos condutores ao perfil, ao clima e à importância do percurso.
Apresenta-se neste relatório todos os paços de projecto de uma linha aérea de média
tensão realizado durante o estágio.
Durante o estágio, todos os projectos foram realizados manualmente, recorrendo apenas
ao software de cálculo “Excel”. Com excepção de um projecto, que foi copiado e
recalculado com o auxilio do software “SIT-DM”.
Durante o estágio, foi possível a deslocação a locais de obra, com o objectivo de poder
visualizar alguns materiais e métodos de execução de linhas aéreas, como também ter a
sensibilidade do projectado para o real.
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Software SIT-DM (Sistema de Informação Técnica – Design Manager)
O SIT-DM é uma ferramenta para Gestão e Coordenação de Projectos ao nível da Rede
Eléctrica de Distribuição, permitindo a partilha de informação entre diferentes áreas e
departamentos e a coordenação de diferentes intervenções através da sua caracterização e
localização espacial sobre base cartográfica.
Numa única ferramenta, estão integradas as várias actividades necessárias ao
desenvolvimento de um projecto: concepção, projecto, execução e actualização da base de
dados de cadastro.
Permite saber duma forma actualizada as obras planeadas, as obras a executar, as obras
a ligar e as obras que espacialmente interferem umas com as outras.
Como título de exemplo e aprendizagem voltei a projectar uma pequena linha de 15kV
existente que alimenta um PT.
O método de projecto é o seguinte:
Ilustração 4: SIT-DM – Carta Geográfica
O departamento de planeamento abre a obra e define a área de intervenção (rectângulo).
Com o auxílio da carta militar escolhe-se o melhor traçado da linha, sendo neste caso a
direito, visto que não existiram imposições por parte dos proprietários dos terrenos.
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Realizado o traçado na carta militar, o software converte as cotas da carta para um
perfil. Esse perfil pode ser alterado ou actualizado por levantamentos topográficos.
Ilustração 5: SIT-DM – Perfil e Projecto
Tendo o perfil, seleccionamos a tensão da rede, as condições atmosféricas, o tipo de
cabo, o tipo de apoios e as especificações necessárias. De seguida, colocamos os apoios
nos locais á escolha, seguindo determinadas regras. Por fim, seleccionamos o modo de
cálculo e obtemos o resultado como se pode ver na figura em cima.
Para além do projecto, o software devolve com o auxílio da impressora não só as
plantas como também todos os resultados dos cálculos.
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Projectos Realizados
Durante o estágio e depois da aprendizagem de projecto das linhas de média tensão,
iniciei a elaboração de projectos de linhas. Alguns dos projectos realizados estão na
seguinte tabela.
Descrição Comprimento (m)
LN 15 kV PT … Granitos, Lda. – Chaves 150 LN 15 kV Parque Eólico Mairos II – Chaves 2300 LN 15 kV PT … Produção de Leporídeos – Vidago – Chaves 880 LN 30 kV PT Gouvinhas – Sabrosa 2000 LN 30 kV PT Arguinhos – Resende 1500 LN 30 kV PT Adoufe – Couto – Vila Real 220 LN 30 kV PT Quinta de Jales – Vila Pouca de Aguiar 700 Modi. Interligação 30kV Colonatos / Reguengo – Vila Pouca de Aguiar 1700 LN 30 kV PT S. Martinho Chãs – Castanheiro – Armamar 200 LN 30 kV PT ETAR Banduge – Sever – St.ª Marta de Penaguião 800 LN 15 kV PT ETAR Ervedosa do Douro – São João da Madeira 100 LN 30 kV PT ETAR Tarouca – Tarouca 500 LN 30 kV PT Alijó – S. Domingos 100 LN 30 kV PT Barcos – Qt.ª da Amarelinha – Tabuaço 1000 LN 30 kV PT Granitos do Corgo, Lda. – Vila Pouca de Aguiar 400 LN 30 kV PT de Silveira – Vila Pouca de Aguiar 121 LN 30 kV PT Minas de Cerva – Vila Pouca de Aguiar 350 LN 30 kV PT … – Quinta da Côrte – Tabuaço 720 LN 30 kV PT Anreade – Guindela – Resende 141 LN 30 kV PT Cooperativa Agrícola Vale do Varoso – Tarouca 110
TOTAL ≈14 km Tabela 2: Projectos de LAMT realizados
Nota: Alguns dos nomes foram omitidos devido á confidencialidade de informação.
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Acompanhamento de Obras
Durante o estágio foi possível a deslocação a locais de obra com o objectivo de poder
acompanhar os fiscais no sentido de:
• Cumprimento de Normas regulamentares;
• Cumprimento de Normas especificas da EDP;
• Detectar não conformidades;
• Coordenar, inspeccionar, cumprir e fazer cumprir o que consta no projecto;
• Auxiliar no esclarecimento de dúvidas;
• Fazer cumprir e cumprir a segurança e higiene no trabalho;
• Verificar documentação relativa à obra;
• Visualizar o projectado com a realidade;
• Métodos de trabalho;
• Relacionamento com empreiteiros;
Projecto e Construção (Loteamentos)
O departamento de projecto e construção de loteamentos tem a finalidade de receber e
analisar todos os projectos de loteamentos e acompanhar as respectivas obras.
No final do estágio tive a possibilidade de passar por este departamento onde adquiri
conhecimentos diversos sobre loteamentos.
Durante o tempo em que estive no departamento, analisei projectos e acompanhei os
fiscais nas vistorias das obras.
A passagem pelo departamento de loteamentos apenas teve como objectivo ter uma
noção do que se realizava no departamento, métodos de análise de projectos de
loteamentos, conhecimento de matérias, visualizar o real com o projectado.
Como se pode visualizar pelo cronograma o tempo passado por este departamento
apenas permitiu reter algumas noções, não sendo possível efectuar trabalhos.
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Planeamento de redes BT
O departamento de planeamento de redes BT tem a finalidade de analisar e estudar as
novas ligações de clientes BT e problemas existentes na rede.
Durante o estágio tive oportunidade de passar por este departamento com o objectivo de
adquirir alguma noções dos trabalhos realizados, como problemas existentes nas redes BT
e métodos de análise e cálculo para resolução desses problemas. Por fim, realizei um
estudo generalista de uma rede BT.
Esse estudo é descrito neste relatório de uma maneira generalista, visto que o tempo
passado no departamento não permitiu aprofundar sobre o assunto.
Durante o estudo e projecto de redes BT, utilizou-se o Programa de Cálculo de Redes de
Baixa Tensão – REBATE e o software DPLAN.
O software DPLAN tem como objectivo a introdução da rede BT, ou seja, traçado das
redes com base de auxílio a planta geográfica, cargas existentes, nós de interligação, apoios
e caixas ou armários. Introduzidos os dados, o software permite ligar \ desligar ramos e
cargas e com o auxílio do REBATE estudar a rede.
O REBATE é uma folha de cálculo em Excel, que após a correcta introdução dos dados
e características da rede, permite a consulta de uma folha de Saída de Resultados, na qual
são disponibilizados os valores calculados. O modelo de cálculo verifica se as intensidades
máximas dos cabos escolhidos são respeitadas, assinalando os casos de violação. Nestes
casos, o projectista é alertado da necessidade de proceder à alteração da secção nos ramos
em que se verifica a transgressão. Além disso, é possível obter informação acerca do valor
das quedas de tensão em qualquer ponto da rede a estudar.
Além de permitir a realização do estudo e projecto de redes BT, o REBATE, apresenta
igualmente um estudo económico das soluções a adoptar.
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Caso de Estudo
Com base numa reclamação de um cliente, acusando quedas de tensão, a equipa de
serviço deslocou-se ao local, com o auxílio de um analisador de energia, retirou as tensões
nesse ponto. Para alem das tensões a equipa igualmente realizou um levantamento da rede
existente. Os dados para o caso de estudo são os dados que essa equipa devolve ou seja:
• Relatório das tensões analisadas;
• Levantamento da rede;
Ilustração 6: PRBT – Relatório de tensões
Ilustração 7: PRBT – Levantamento da Rede BT
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Analisando o relatório e segundo o art. 18.º do regulamento da qualidade de serviço a
qualidade da onda de tensão não respeita a norma NP EN 50 160. Ou seja, segundo o ponto
2.3 da NP EN 50 160, 95% dos valores da tensão eficazes médios de 10 minutos por cada
período de uma semana, devem situar-se na gama de ± 10%. Neste caso situa-se na gama
dos 11,12% o que traduz numa tensão de 204,44V e uma queda de tensão máxima de
23,48%. Logo, será necessário realizar um estudo e resolução do problema.
Com o auxílio do software DPLAN desenha-se a rede do levantamento.
Ilustração 8: PRBT – DPLAN \ Situação Inicial da Rede BT
De seguida procede-se ao cálculo do REBATE da rede, o que devolve uma queda de
tensão máxima de 15,69%.
Tendo as quedas de tensão máximas, podemos calcular o coeficiente de aproximação,
que é a relação entre as quedas de tensão reais e a do rebate. Este coeficiente permite obter
um cálculo com maior aproximação.
Introduzida a rede e calculado o rebate temos duas soluções possíveis:
• Remodelação da rede existente;
• Construção de um novo posto de transformação;
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De seguida, procede-se ao estudo das soluções possíveis.
Analisada a rede, uma possível remodelação é a uniformização dos cabos dos locais de
maior consumo. Ou seja, como a rede existente ao longo dos tempos foi se expandido e os
cabos existentes têm troços de diferentes secções, uma solução é substituir os troços de
maior consumo por cabos de secções iguais.
A remodelação consiste:
• Substituição dos cabos LXS 16 e LXS 25 por LXS 70 entre o PT e o lugar de
Sr.ª dos Aflitos;
Ilustração 9: PRBT – DPLAN \ Solução 1
Realizada as modificações no software DPLAN, calculado o REBATE e realizado o
estudo económico obteve-se os seguintes resultados:
• Queda de tensão máxima: 5,72%;
• Relação beneficio custo: 1,16;
• Investimento: 8.698€;
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Analisada a rede, outra possível remodelação é folgar o PT existente, essa remodelação
consiste no seguinte:
• Substituição dos cabos LXS 25 por LXS 70 do troço a remodelar da figura,
sendo esse troço, o troço que alimenta actualmente toda a rede pelo PT 1
• Nova interligação ao PT 2, zona norte passa a ligar a um PT já existente;
• Abertura da rede no local mencionado na figura;
Ilustração 10: PRBT – DPLAN \ Solução 2
Realizada as modificações no software DPLAN, calculado o REBATE e realizado o
estudo económico obteve-se os seguintes resultados:
• Queda de tensão máxima: 4,82%
• Relação beneficio custo: 1,00;
• Investimento: 9.957€;
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Por fim uma das soluções poderá ser a instalação de um novo PT. Com o objectivo de
minimizar o custo de instalação de um PT, quando mais próximo esse ficar perto da linha
de média tensão existente menor é o seu custo, visto que a instalação de uma linha de
média tem custos elevados.
O novo PT irá alimentar a zona norte (delimitada pela linha vermelha a negrito) o PT
actual alimenta a zona sul. É de notar que o PT actual não alimenta apenas a zona sul
mencionada na figura, apenas é uma saída do PT actual. Esta instalação consiste:
• Novo PT AS 100kVA;
• Rama MT de tensão reduzida;
• Substituição dos cabos próximos do novo PT por LXS 70;
Ilustração 11: PRBT – DPLAN \ Solução 3
Realizada as modificações no software DPLAN, calculado o REBATE e realizado o
estudo económico obteve-se os seguintes resultados:
• Queda de tensão máxima: 4,40%;
• Relação beneficio custo: 1,08;
• Investimento: 9.378€;
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Queda de Tensão Máxima (%)
Investimento (€)
Relação Beneficio\Custo
Situação Actual 15,69 - - Solução 1 5,72 8.698 1,16 Solução 2 4,82 9.957 1,00 Solução 3 4,40 9.378 1,08
Tabela 3: PRBT – DPLAN \ Tabela Resumo
Por fim, analisando a tabela, a melhor relação beneficio custo é a solução 1, no entanto
analisando os investimentos e as quedas de tensão a solução 3 é a melhor. A solução 3,
refere-se á instalação de um novo PT o que permite uma garantia de expansões da rede em
relação ás outras soluções, como também o seu custo de investimento não difere muito das
outras soluções.
Sendo a com menores quedas de tensão, custos não muito diferentes das outras
soluções, e benefícios idênticos, é a solução 3 a melhor.
Notas:
Este caso de estudo foi realizado com o apoio da pessoa responsável por este
departamento.
O caso de estudo mencionado apenas é apresentado de uma forma generalista, sendo
necessário para o caso de estudo, outras informações e métodos de cálculo não
mencionadas no relatório.
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Manutenção (Média Tensão)
O departamento de manutenção e contadores tem a finalidade de realizar as
manutenções e reparações das linhas de média tensão e dos postos de transformação. Para
além disso tem igualmente o processamento e resolução dos pedidos de indisponibilidade.
Os pedidos de indisponibilidade consistem em pedidos realizados por outros
departamentos ou pelo próprio para proceder á manutenção e/ou ligação de linhas ou
postos de transformação.
Pela breve passagem pelo departamento, tive a possibilidade de visualizar o
processamento desses pedidos de indisponibilidade como também algumas técnicas de
manutenção.
A manutenção pode ser classificada em três tipos:
• Manutenção preventiva e sistemática – manutenção continua;
• Manutenção preventiva condicionada – resolução de anomalias detectadas no
âmbito das acções de manutenção preventiva sistemática;
• Manutenção por avaria – reparação quando ocorre uma avaria;
Durante o tempo que estive no departamento analisei os relatórios dos diferentes tipos
de manutenção, especialmente os de manutenção preventiva e sistemática de linhas aéreas
de média tensão.
A manutenção sistemática das linhas aéreas consiste nas inspecções visuais e por meio
de termografias, durante uma periodicidade definida pelo índice de criticidade. Esse índice
varia consoante os factores ambientais, riscos e clientes a que as linhas estão sujeitas.
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Ilustração 12: Termografia de um Seccionador
Analisando a termografia do seccionador podemos constatar que a tomada de corrente
do seccionador do lado da derivação de uma das fases não está bem apertada.
Ilustração 13: Termografia de um Apoio
Analisando a termografia do apoio podemos constatar que o chicote de ligação de uma
das fases não tem um dos ligadores paralelos bem apertados.
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6 Projecto de uma linha aérea de 15kV
Como já foi mencionado, o estágio incidiu essencialmente no projecto de linhas aéreas
de média tensão. Este ponto do relatório explica todos os paços, decisões e conclusão para
o seguinte projecto:
Proponente: Empreendimentos hidroeléctricos …
Designação: LN 15kV Parque Eólico Mairos II – Chaves
Tipo: Parque Eólico constituído por 1 aerogerador de 46m de altura
Local: Serra: Mairos \ Freguesia: Mairos \ Concelho: Chaves
Potência instalada: 810kVA (730 kW)
Tensão de ligação da rede: 15kV
Potência C.C.: 10MVA
Coor. Militares (m): M – 638.645 \ P – 4.633.965
Observações:
Nota: Os artigos não referenciados, referem-se ao Regulamento de Segurança de Linhas
Eléctricas de Alta Tensão.
Traçado Como ponto de partida devemos definir o pré-traçado e o ponto mais adequado de
interligação.
Sendo o proponente, um produtor independente de energia eléctrica, este, deverá
respeitar o decreto de lei 189/88 de 27 Maio e o Guia Técnico de Instalações de Produção
Independente de Energia Eléctrica da DGE.
Um dos critérios da regulamentação é o ponto de interligação que depende de pelo
menos do seguinte:
• Compatibilidades da Rede;
• Tensões;
• Potência de Curto-circuito;
• Capacidades das Linhas Existentes e Potência Instalada;
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Tendo a localização do parque eólico, o local de interligação indicado pela Direcção
Geral de Energia e pelo centro de condução da EDP, podemos definir o traçado.
Ponto de Interligação: Apoio 41 da Linha Chaves / Vilartão, derivação para o PTC Qt.ª
St.ª Estêvão.
Ilustração 14: LN 15kV – Esquema Unifilar da Rede MT
O pré-traçado a escolher deverá ser o mais rectilíneo possível e analisando a planta
topográfico podemos visualizar que esse pré-traçado á primeira vista aparenta ser viável.
Ilustração 15: LN 15kV – Planta topográfica
Este primeiro traçado permite localizar as possíveis zonas de passagem da linha, como é
rectilíneo os seus custos são menores. No entanto, será necessário um levantamento
topográfico com o objectivo de aprofundar a viabilidade do pré-traçado.
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Definido o pré-traçado surge a necessidade de ir para o terreno realizar o levantamento
topográfico e o traçado final.
O levantamento topográfico deverá ser realizado por um topógrafo e acompanhado por
um fiscal da EDP.
O levantamento topográfico consiste na obtenção do perfil do terreno (corte do terreno)
e permite saber com maior exactidão o local de passagem da linha a estabelecer ou seja o
seu traçado final. O levantamento topográfico deverá conter o seguinte:
• Perfil do Terreno e respectivas cotas;
• Planta parcelar com divisões dos terrenos e respectivos nomes dos proprietários,
tipo de culturas dos terrenos, estradas, vias-férreas e cursos de água,
• Coordenadas militares dos apoios de derivação, fim de linha e de ângulo;
• Ângulos das linhas do apoio de derivação e dos apoios de ângulo;
• Escala 1/500 (Vertical) e 1/2500 (Horizontal);
• Obstáculos (Ex.: Casas, Tanques de Água, Árvores)
• Linhas de MT, AT, BT e Telecom;
• Tudo o que seja relevante para o projecto.
O fiscal da EDP, fiscal da execução da futura obra, terá como função auxiliar o
topógrafo, conhecer o local e verificar o cumprimento da regulamentação em vigor.
Alguns exemplos de condições para passagem das linhas são:
• Proibida a passagem de linhas sobre escolas, recintos desportivos, dispositivos
elevados de combustíveis, estabelecimentos militares, aeródromos, antenas e
refinarias;
• Desviar a linha de zonas perigosas para a boa implantação dos apoios, como
zonas facilmente alagáveis;
• Recomenda-se desviar de zonas de relevo acentuado, de grande densidade
florestal, forte poluição, grandes extensões urbanísticas, edifícios históricos e
zonas turísticas de elevada qualidade;
• Evitar ângulos excessivos;
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É de notar que muitas das condições referidas anteriormente já são cumpridas no
estabelecimento do pré-traçado.
Realizado o levantamento topográfico, recebe-se um ficheiro em AUTOCAD com os
desenhos do perfil e da planta, como demonstra a figura seguinte.
Ilustração 16: LN 15kV – Excerto do perfil da LN 15kV MAIROS II
O comprimento total da linha é aproximadamente 2,320 km.
Tendo o perfil e reunindo com o fiscal podemos logo definir o seguinte:
• O tipo de linha a estabelecer será do tipo aérea (Motivos: Menor custo, Baixo
impacto visual, Normas da empresa);
• Os apoios deverão ser metálicos até aos 1000 metros e de betão a partir dos 1000
metros da extensão da linha (Dificuldades de transporte dos apoios de betão);
• Os apoios de betão deverão ser de altura igual ou inferior aos 18 metros
(Dificuldades de transporte dos apoios de betão);
Em todos os projectos é preferencial usar apoios de betão visto que os apoios metálicos
são mais caros que os de betão. A razão de serem mais caros deve-se não só ao próprio
custo do apoio como á sua instalação.
Os apoios metálicos devem ser usados em casos específicos, como: locais de difícil
acesso e/ou vãos com esforços elevados.
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Reunindo com a condução e manutenção definimos o seguinte:
• Respeitando o ponto 1.3.5 do Guia Técnico de Instalações de Produção
Independente de Energia Eléctrica no ponto de ligação deverá existir um
dispositivo de corte. Esse dispositivo de corte é a fronteira entre a rede pública e
a rede produtora. O dispositivo de corte a instalar será um seccionador.
• Respeitando o art. 145.º do RSLEAT, prevê-se também a instalação de um
seccionador no início da linha junto a uma das estradas de passagem da linha. A
razão deve-se á maior facilidade de deslocação dos piquetes ao local.
Definido o traçado, tendo o perfil e esclarecendo todas as considerações mencionadas
podemos proceder ao dimensionamento da linha.
Cálculo Eléctrico
O cálculo eléctrico permite saber todas as condições eléctricas da linha, como também
as condições mais económicas.
Tensão económica
A tensão económica da linha é a tensão mais económica para a qual a linha deverá ter,
para o qual é mínimo o encargo global com a instalação da linha.
Partindo da formula de STILL* podemos calcular a tensão económica da linha.
609,11005,5 LPU EC +=
Em que,
• Uec é a tensão composta mais económica [kV];
• P é a potência total de transporte [kW];
• L é o comprimento da linha [km];
* - Alfred Still, Engenheiro Norte-americano, na obra “Electric Power Transmission” (1919)
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No entanto, a fórmula de STILL apenas apresenta resultados credíveis em linhas de
transporte com cumprimentos superiores a 30km.
Com base na fórmula de STIIL, nas características e encargos das linhas aéreas de
distribuição inferiores a 30km a formula a usar é a seguinte:
kVPU EC 773025,025,0 ≈==
• P é a potência total requisitada [kW];
Como a linha a instalar irá ligar a uma existente e limitados pelas tensões normalizadas
da EDP e pelas tensões da subestação da zona, a tensão da linha será de 15kV.
Caso o valor calculado fosse muito superior ao existente (15kV) a solução a adoptar
deveria ser uma das seguintes:
• Aumento da tensão da rede existente (Elevadíssimos custos);
• Instalação de uma linha até á subestação mais próxima;
Secção Económica e Material do Condutor
A secção económica, é a secção mais económica para a qual a linha deverá ter, para o
qual é mínimo o encargo global resultante das perdas de energia e da instalação.
A secção económica depende de numerosos factores como as perdas, quedas de tensão,
aquecimento e materiais.
Com base em fórmulas empíricas e através da lei de Lorde Kelvin o cálculo da secção
económica para linhas de distribuição calcula-se da seguinte forma:
EC
RIEconómicaSecção
δ=_
Em que,
• Ir é a corrente na recepção da linha [A];
• ECδ é a densidade de corrente económica [A/mm²];
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A densidade de corrente económica calcula-se com base nas taxas de juro, resistividade
dos condutores, custo unitário da energia eléctrica e encargos económicos. Para os
condutores normalizados apresenta os seguintes valores:
Tipo de Linha Aérea U≤ 30kV U=60kV
Condutores Nus de Cobre 1,9 1,7
Condutores Nus de Alumínio – Aço 0,9 0,8
Tabela 4: LN 15kV – Densidades de corrente económicas
Como o nível de poluição é baixo e respeitando as normas da EDP o cabo a usar será de
alumínio – aço, logo a densidade de corrente económica será de 0,9 A/mm² para uma linha
de 15kV.
A corrente de recepção calcula-se com base na fórmula da potência aparente, ou seja:
AU
SIR
R 28153
7303
=×
=×
=
Em que,
• S é a potência aparente [730 kVA];
• Ur é a tensão na recepção [15 kV];
Como a instalação a ligar é um produtor de energia, a recepção é o ponto de
interligação, no entanto para devido efeito de cálculos consideramos a recepção na
fronteira entre linha pública e privada (ponto de ligação).
Logo a secção económica será:
2319,0
28_ mmI
EconómicaSecçãoEC
R ===δ
Com base nas secções normalizadas pela EDP a secção mais próxima da económica é a
secção de 50mm².
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Queda de Tensão
Para cálculo da queda de tensão da linha, necessitamos de saber diversas informações
sobre a linha.
Tipo de condutor: AA 50mm² (DMA-C34-120/N);
Numero de fio – 6 Al. \ 1 Aço
Diâmetro – 9mm.
Resistência Eléctrica [rcc(20ºC)] – 0,6765 Ω/km
Comprimento da linha: 2,230km;
Geometria da Linha: Triângulo (justificação no ponto Travessas);
Dados Eléctricos: Tensão de recepção: 15kV;
Corrente de recepção: 28A;
Cosφ=0,9;
Com base no diagrama de Fresnel, a queda de tensão entre a emissão e recepção é
obtida da seguinte forma:
]cos[3 ϕϕ senxrILU ×+××××=∆
Em que,
• L é o comprimento da linha [km];
• I é a intensidade da linha [A];
• r e x são a resistência e reactância da linha [Ω/km];
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A resistência e a reactância são:
kmCrcckr /7523,06765,0*113,1)º20( Ω==×=
kmd
afx /04,4516,620232ln10504,0
'2ln104,0 33 Ω=
×××××=
×××××= −− ππ
Em que,
• k é uma constante, Alumínio k=1,113, Cobre k=1,111;
• f é a frequência da rede (50Hz);
• d’ é a relação diâmetro número de fios;
Número de fios 7 19 37 61 >61
Relação d’ / d 0,724 0,754 0,767 0,771 0,779
Tabela 5: LN 15kV – Relação d'\d
mmcondutorDiâmetrodd 516,6724,0*9724,0)_(' ==×=
• a é a geometria da linha
mmmaaaa 2023023,220,2*94,1*94,1311212 33 ===××=
Calculado a resistência e a reactância, a queda de tensão é:
[ ] VsenxrILU 27243,004,49,07523,028320,23]cos[3 =×+××××=×+××××=∆ ϕϕ
%78,1100272,015
272,0100100(%) =×+
=×∆+
∆=×
∆=∆
UUU
UUU
EE
Para cálculo da queda de tensão em percentagem, considerou-se uma tensão de emissão
de 15kV. A queda de tensão na linha a projectar é da ordem dos 1,78%. A queda de tensão
total, ou seja, do ponto de ligação até á subestação deve ser inferior a 8% (zona rurais). O
que traduz numa margem de 6,22% para a linha existente. (Será? Não é contemplado no
presente relatório)
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Perdas
Para cálculo das perdas da linha calcula-se da seguinte forma:
kWILrPPERDAS 95,328230,27523,033 22 =×××=×××=
Em que,
• r é a resistência da linha [0,7523Ω/km]
• L é o comprimento da linha [2,23km];
• I é a intensidade da linha [28A];
O rendimento de potência das linhas de distribuição deverá ser superior a 90%, logo o
cálculo do rendimento é:
%9910095,3730
730100100 =×+
=×+
=×=PERDASR
R
E
R
PPP
PP
Pη
O rendimento de potência total, ou seja, do ponto de ligação até á subestação deve ser
superior ou igual a 90%. O que traduz numa margem de 9% para a linha existente. (Será?
Não é contemplado no presente relatório)
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Resultados e Conclusões
Tensão Nominal 15kV
Condutor AA 50mm²
Queda de Tensão 1,78 %
Rendimento de potência 99 %
Tabela 6: LN 15kV – Resultados do cálculo eléctrico
Os valores mencionados apenas referem-se á linha projectada.
A nível meramente indicativo, para cada tipo de escalão normalizado pela EDP a nível
de distribuição, apresenta-se as potências economicamente transportáveis. Onde se conclui
que a potência solicitada pelo parque eólico é muito inferior ás mencionadas, no entanto a
alimentação não era viável nem possível em baixa tensão.
Potência Economicamente Transportável em linhas aéreas [kW]Tensão Nominal
[kV] Mínimo Máximo
15 2600 4300
30 8000 8600
60 16000 16000
Tabela 7: LN 15kV – Potências de referência economicamente transportáveis
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Isoladores
Nas linhas aéreas, a separação entre as travessas e as peças em tensão é geralmente
garantida por isoladores. Os isoladores a adoptar no projecto, são isoladores de cadeia
cerâmicos ou de vidro. Deverão suportar tanto as solicitações eléctricas como mecânicas
da linha.
O local de instalação da linha é classificado com nível de poluição fraca, logo a linha de
fuga nominal específica mínima entre fase e terra será de 16 mm/kV. (Lfe=16 mm/kV),
segundo o art. 50º. do RSLEAT.
Respeitando o disposto do art. 4º. do RSLEAT, a tensão estipulada para os materiais da
linha em 15kV deve ser de 17,5kV (Um=17,5kV).
As cadeias de isoladores a utilizar deverão ser caracterizadas pelos seguintes parâmetros
electromecânicos:
Tensão mínima de contornamento sob chuva:
kVUUUU CHCHmCH 9,425,1745,245,2 ≥⇒×≥⇒×≥
Comprimento mínimo da linha de fuga:
mmLLULL FTFTmfeFT 2805,1716 ≥⇒×≥⇒×≥
Força mínima de trabalho á tracção:
daNFFtF TRABALHOTRABALHOMAXTRABALHO 5001,1048,49 ≥⇒×≥⇒×≥ σ
daNFFF ROTURAROTURATRABALHO 12504,0 ≥⇒×=
Em que,
σ - Secção do condutor (Cálculo mecânico, AA50 – 49,48mm²)
MAXt - Tensão máxima de serviço (Cálculo mecânico,10,1daN\mm²)
ROTURAF - Força de rotura do isolador;
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Em face aos parâmetros anteriores, deverão ser utilizados cadeias de isoladores
constituídas por 2 elementos U 70 BS (DMA-C66-140/N), as quais apresentam as
seguintes características electromecânicas:
U 70 BS (*)
(DMA-C66-140/N)AAB1404 (**)
Calculado(E.E.C)
Tensão contornamento sobre chuva > 42,9kV (40kV x 2) = 80kV 80kV Linha de fuga (3 (200mm 400mm 20mm x 2) = 640mm x2) = > 280mm Força Rotura 70kN (7000daN) 35kN aN) (3500d > 1250daN Diâmetro nominal do elemento (D) 255mm 200mm - - Passo nominal (P) 127mm 106mm - - Comprimento total (2 elementos) 254mm 212mm - - Peso de um elemento - 2,8kg - -
(*) – DMA-C66-140/N, Outubro de 2002, Ca terísticas e ensaios d os de ca ias isol . rac e element de adoras
(**) – Antiga norma, Recomendações para Linhas Eléctricas de Alta Tensão até 30kV
Tabela 8: LN 15kV – Características electromecânicas dos isoladores
Acção do vento sobre as cadeias isoladoras é de 2,5daN para 15kV (2 elementos).
(C
(Cadeias, Estribo, Haste
de
s cadeias a usar são dispostas da seguinte forma:
s de Haste (Peso 10,4daN)
evido ao tipo de instalação, disposição do perfil do terreno e condições atmosféricas é
pre
adeias de Amarração Simples - Estudos efectuados pela EDP).
O comprimento total da cadeia de isoladores (15kV) é de 0,5m
guarda) (DMA C66 902/N).
A
• AS – Amarração Simples (Peso 10,1daN)
• ASH – Amarração Simples com disruptore
D
visto apenas cadeias de amarração no projecto em estudo.
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Hastes
objectivo de apenas utilizar um tipo de isolador, houve necessidade de prever
cadeias equipadas, do lado do condutor, com hastes de descarga, nos apoios de travessias,
de cruzam
sféricas é previsto haste de descarga no
lado dos condutores em
de linhas aéreas, a separação conveniente entre os respectivos condutores, é
geralmente garantido por meio de travessas de dimensões adequadas, executadas
norm
motivos de escolha são:
•
• A esteira ho enas em situações especiais (Derivações,
Fim e
Com o
entos e nas situações de vizinhança. Apesar de dificultar os TET, esta solução
está prevista no art. 89º. do RSLEAT.
Para além dos locais mencionados anteriormente e devido ao tipo de instalação,
disposição do perfil do terreno e condições atmo
toda a linha.
Travessas
Nos apoios
almente em aço, e dotadas de resistência mecânica suficiente perante os esforços
actuantes.
Com base no perfil do terreno, acidentado, a disposição em geral a adoptar para os
condutores é do tipo triângulo. Os
• A distância dos condutores ao solo é maior usando o triângulo do que o
galhardete, para a mesma altura dos apoios.
• O declive é classificado como acidentado, logo o triângulo para ângulos
verticais acentuados é mais vantajoso que o galhardete (Distância entre
condutores).
O custo e o número de travessas em triângulo nos apoios metálicos são menores.
Triângulo – 1 Travessa; o
Galhardete – 3 Travessas; o
rizontal e vertical usa-se ap
d linha, Seccionamento).
• A distância ao solo é maior usando esteiras, no entanto é menor na distância
entre condutores
• Disposições normalmente usadas: Triângulo, Galhardete, Esteiras Horizontal.
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tipo e especificações das travessas a usar neste projecto são:
Tipo: P, N, M, G
O
Apoios: Metálicos Disposições possíveis: ngulo Esteira \ TriâDistância entre Condutores: P – 0,88m \ 1,57 m
N – 1,10m \ 1,94m
M – 1,35m \ 2,33m
G – 1,60m \ 2,72m
Altura útil ocupada no apoio: P – 1,30m
M – 1,60m
N – 1,90m
G – 2,20m
Descrição: Permite aplicar cadeias de amarração e suspensão.
ângulo, Usada em situações de derivação, alinhamento, reforço, seccionamento e fim de linha.
Tabe
Tipo: TAN
la 9: LN 15kV – Travessa P, N, M, G
Apoios: Betão Disposições possíveis: lo TriânguDistância entre Condutores: 1,43m
Altura útil ocupada no apoio: 1,13m
Descrição: Permite aplicar apenas cadeias de amarração.
reforço e fim Usada em situações de alinhamento, ângulo, de linha.
Tabela 10: LN 15kV – Travessa TAN (Triângulo de Ângulo)
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Distâncias mínimas regulamentares
s condutores devem e são estabelecidos de modo a não serem atingíveis, sem meios
esp
pectos a considerar são as distâncias
mí
é a distância
mí
estão regulamentadas no RSLEAT. Para esta linha as distâncias
mí
Distância dos condutores ao solo
distância dos condutores ao solo é determinada através da expressão apresentada no
art
O
eciais, de quaisquer lugares acessíveis a pessoas.
Para determinação da altura do apoio, um dos as
nimas, como por exemplo: Ao solo, Arvores, Casas, Linhas Existentes…
Para determinação das travessas, um dos aspectos também a considerar
nima entre condutores.
As distâncias mínimas
nimas regulamentares aplicadas ao longo do projecto do traçado são:
A
igo 27º do RSLEAT. Este artigo define que a distância ao solo dos condutores, na
condição de flecha máxima, desviados ou não pelo vento, não deverá ser inferior á dada
pela expressão:
mUD 075,615005,00,6005,00,6 =×+=+=
sendo U, em Kilovolts, a tensão nominal da linha, neste caso de 15kV.
as travessias dos condutores às auto-estradas e às estradas nacionais e municipais, a
dis
N
tância dos condutores deverão ter uma distância D, não inferior à dada pela expressão:
mUD 315,615001,03,6001,03,6 =×+=+=
sendo U, em Kilovolts, a tensão nominal da linha, neste caso de 15kV.
espeitando o art. 27º. e o art. 91º. a distância mínima de segurança a cumprir dos
co
R
ndutores ao solo não deverá ser inferior a 7 metros.
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Distância dos condutores aos edifícios
a proximidade de edifícios, neste caso das estufas e do curral, a linha é estabelecida de
for
N
ma a se observar, nas condições de flecha máxima, uma distância entre a linha e o
edifício não inferior à dada pela expressão:
mUD 113,3150075,00,30075,00,3 =×+=+=
sendo U, em Kilovolts, a tensão nominal da linha, neste caso de 15kV.
espeitando o art. 29º. a distância mínima a cumprir entre os condutores e os edifícios
nã
Distância dos condutores a obstáculos diversos
Na vizinhança de obstáculos, tais como terrenos de declive muito acentuado, falésias e
co
R
o deverá ser inferior a 4 metros.
nstruções normalmente não acessíveis a pessoas, os condutores nus da linha, nas
condições de flecha máxima, é estabelecida de forma a se observar uma distância entre a
linha e os obstáculos diversos não inferior à dada pela expressão:
mUD 113,2150075,00,20075,00,2 =×+=+=
sendo U, em Kilovolts, a tensão nominal da linha, neste caso de 15kV.
espeitando o art. 30º. a distância mínima a cumprir entre os condutores aos obstáculos
div
R
ersos não deverá ser inferior a 3 metros.
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Distância entre duas linhas inada através da expressão apresentada no artigo A distância entre duas linhas é determ
109º do RSLEAT. Este artigo, define que a distância mínima entre duas linhas, na
condição de flecha mais desfavorável, não deverá ser inferior á dada pela expressão:
LUD 005,001,05,1 ++=
Sendo,
m Kilovolts, a tensão nominal da linha, neste caso de 15kV;
mais próximo
a linha em estudo, encontra-se um cruzamento entre a linha de alta tensão e uma linha
de
utores elece as condições de cálculo da distância entre
• U, e
• L, em metros, a distância entre o ponto de cruzamento e o apoio
da linha;
N
telecomunicações. Logo, respeitando o art. 113º. e 109.º, a distância D a usar não deverá
ser inferior a 3 metros.
Distância entre condO artigo 31º do RSLEAT, estab
condutores para linhas de 2ª classe. Segundo este artigo, os condutores nus deverão ser
estabelecidos por forma a não poderem aproximar-se perigosamente, atendendo às
oscilações provocadas pelo vento, não devendo, entre eles, observar-se uma distância D,
em metros, arredondada ao decímetro, inferior à dada pela expressão:
200UdfkD ++=
Em que:
- Flecha máxima dos condutores;
d de isoladores susceptíveis de oscilarem
•
a dos condutores, (Alumínio-aço k=0,6)
linha em estudo é de 2ª classe, já que a tensão nominal é de 15kV, perante o artigo
31º, no ponto 3, estabelece uma distância mínima entre condutores de 0,45 metros.
• f
• – Comprimento das cadeias
transversalmente à linha, (Cadeias de Amarração d=0);
U – Tensão nominal da linha, 15kV;
• k – coeficiente dependente da naturez
A
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álculo Mecânico
e uma linha aérea tem os seguintes objectivos fundamentais:
• A determinação das condições de montagem da linha por forma a que, sob
•
do pela
O cálc linha em questão respeita o Regulamento de Segurança de
Linhas Eléctricas de Alta Tensão.
dimensionamento da linha. Logo, durante o presente
rel
demonstra-se os cálculos para três apoios,
sendo eles;
poio de Reforço (Ap. 6) [Betão];
As e o destes apoios, recorrendo ao software da
DP, encontram-se no Anexo I – Quadros Resumo de Cálculos dos Apoios 41,6 e 1.
C
O cálculo mecânico d
condições atmosféricas aceites como as mais desfavoráveis, não se estabeleçam
nos condutores, apoios e acessórios, tensões mecânicas superiores às tensões
mecânicas de segurança fixadas pelas normas e regulamentos em vigor;
Os apoios da linha, devem ser dimensionados, de modo a que os condutores não
se aproximem dos objectos vizinhos e do solo do que o permiti
regulamentação.
ulo mecânico da
O método de cálculo usado durante o estágio baseou-se recorrendo a software da EDP,
com o objectivo de optimizar o
atório muitos dos valores já são optimizados (redução de custos da linha), mas são todos
justificados e comentados.
Os ângulos mencionados são ângulos grados ( g100º90 ⇒ ).
Devido á elevada extensão de cálculo, apenas
• Apoio de Derivação (Ap. 41) [Metálico];
• A
• Apoio Fim de Linha (Ap. 1) [Betão];
tab las detalhadas de resultados do cálcul
E
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Localização de Implantação dos Apoios
pendente dos vãos permitidos. Esses vãos
estão limitados pelos esforços resultantes do cálculo mecânico (apoios, travessas,
iso
eriência prática, a implantação dos apoios segue pelo menos os
seg
s, podendo ser inferiores a 100 metros.
nimas regulamentares);
• has;
Mu s r projectada, é necessário modificar a localização
dos apoios. A modificação deve-se no não sucesso das negociações entre proprietários dos
ter
lico, situa-se na zona de Mairos, concelho de Chaves, distrito
de Vila Real, e a cota mínima do terreno em relação ao mar apresenta uma altitude de 745
me
r á cota mencionada.
A escolha de localização dos apoios está de
ladores, condutor).
Tendo o perfil do terreno procede-se á implantação dos apoios.
Com base em exp
uintes critérios:
• Os vãos normalmente a usar para este tipo de linhas andam na ordem dos 100 a
200 metro
• Os apoios devem localizar-se encostados a muros de divisão de terrenos, perto
de caminhos ou estradas (Cumprindo distâncias mí
• Deve-se evitar a implantação no meio de terrenos;
Deve-se evitar a implantação em terrenos areosos, de cultivo, lameiros e roc
• Afastados de rios e cursos de água;
• Evitar locais de difícil acesso;
ito dos casos, depois da linha esta
renos e da empresa EDP. Quando tal acontece é necessário um novo estudo da linha.
Condições Atmosféricas
A linha aérea do parque eó
tros. Respeitando o disposto no art. 16.º do RSLEAT, a zona de instalação da linha é
considerada zona de gelo.
Considerou-se uma formação de manga de gelo de 10mm até á cota de 852 metros de
altitude e de 14mm superio
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A pressão dinâmica do vento usual na área de rede dos Trás-os-Montes é do tipo 2º
escalão. Respeitando o art. 13.º do RSLEAT, o 2º escalão refere-se á pressão dinâmica do
vento a uma altura acima do solo de 30 a 50 metros.
m na ordem dos 8 a 10 daN/mm².
método de cálculo para a tensão máxima de serviço é realizado por intermédio de
sof
da tensão máxima de
ser
respeita-se a regulamentação em vigor e um valor
co
Tensão máxima de serviço
Com base em estudos realizados pela EDP, as tensões usuais de serviço para condutores
de Alumínio-aço de 50mm² anda
O
tware de cálculo da EDP. Pela introdução do tipo de condutor, espessura da manga de
gelo, escalão de vento e vãos a considerar, chega-se a um resultado
viço. A tensão de serviço está dependente da distância de segurança entre condutores,
por sua vez essa distância está limitada pelo tamanho das travessas. O método de cálculo, e
o valor da tensão de serviço, para além do já referido, é realizado por iterações e com base
da experiência do projectista.
Para o presente projecto a tensão máxima de serviço a usar será de 10,1 daN/mm².
Caso não existisse software de cálculo a tensão máxima de serviço era escolhida
arbitrariamente, desde que
mpreendido entre os 8 e 10 daN/mm².
Respeitando o art. 24.º do RSLEAT, a tensão máxima de serviço é inferior á tensão
máxima de tracção.
121,10/125,25,2 MAXSERVIÇOMAX
Em que,
30 2 <⇒<⇒=== RUPTURA ttmmdaNt
t
• - Tensão máxima de tracção, art. 24.º RSLEAT,
• - Tensão de ruptura do condutor, AA 50mm² – 30daN/mm² (DMA-
4-120/N);
jectista;
MAXt
RUPTURAt
C3
• - Tensão máxima de serviço, definida pelo proSERVIÇOt
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Dimensionam osférico
dimensionamento dos estados atmosféricos depende do seguinte:
• Tipo e características do condutor;
Com dutor são iguais em todo o comprimento da
linha, logo, o dim dos atmosféricos são sempre iguais.
sários:
ento dos estados atm
O
• Tensão máxima de serviço;
• Existência de Gelo;
o a tensão máxima de serviço e o con
ensionamento dos esta
Dados neces
Condutor (DMA-C34-120/N) Tipo AA 50mm² Secção real [σ] 49,48 mm² Diâmetro [d] 9,00 mm Peso [p] 0,173 kg/m Modulo de Elasticidade [E] 8100 kg/mm² Coeficiente 019 ºC-1 de dilatação linear [a] 0,000
Tensão máxima de serviço [tmax] 1 0,1 daN/mm²Escalão de Vento (1\2\3) 2 Manga de gelo 10 m mm \ 14 m
Tabela 11: LN 15kV – Características do condutor e da linha
Com base na equ es rno e de Primavera.
ação dos estados, determina-se os tados de Inve
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Estado de Inverno
Força do vento nos condutores (art. 10.º RSLEAT):
mkgfmNsqcmmGeloFV /6264,0/26,6029,03600,16,0)10_(1 ==×××=×××=α
mmGeloF )14_( mkgfmNsqcV /7992,0/992,7037,03600,16,01 ==×××=×××=α
• - Força proveniente da acção do vento [kgf/m], 1 kgf/m = 1 daN/m;
•
Em que,
1VF
α - Coeficiente de redução (art. 14.º RSLEAT) nos condutores, 6,0=α ;
• - Coeficiente de forma nos condutores nus (art. 15.º RSLEAT)
o Diâmetro total,
GELOCONDUTORTOTAL 29
c
ddmmGelod 10292)10_( =×+= mm×+=
GELOCONDUTORTOTAL 14 =× ddmmGelod 37292)14_( + mm=×+=
TOTAL
• - Pressão dinâmica do vento (art. 12.º RSLEAT), Estado de Inverno – Vento
Reduzido e 2º escalão,
o Coeficiente de forma nos condutores, ,18,15 =⇒> cd 0
q
Paq 360= ;
• - Secção transversal total, s
o mmmmmGelos TOTAL /029,010001000
)10_( 2=== ;
mmGELOd 10_( 29)
o mmmmmGELOd
mmGelos TOTAL /037,01000
371000
)14_()14_( 2=== ;
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oeficiente de sobrecargas para condutores sujeitos á manga de gelo de 10mm: C
( ) ( )5258,5
173,01 ω
6264,0009,0029,04
920173,04
22221
22
=+⎥⎦
⎤⎢⎣⎡ −+
=+⎥⎦
⎤⎢⎣⎡ −+
=
ππωω Vpg Fddgm
es sujeitos á manga de gelo de 14mm:
Coeficiente de sobrecargas para condutor
( ) ( )8765,7
173,01 ω
7992,0009,0037,04
920173,04
22221
22
=+⎥⎦
⎤⎢⎣⎡ −+
=+⎥⎦
⎤⎢⎣⎡ −+
=
ππωω Vpg Fddgm
Em que,
• ω - Peso próprio do condutor, 0,173 kgf/m;
• gω - Densidade do gelo (art. 16.º RSLEEAT), 920 kg.m-3;
• - Diâmetro total:
Gelo 10mm → 29mm=0,029m;
- Diâm
• - Força proveniente da acção do vento:
Pes
gd
o
Gelo 14mm → 37mm=0,037m; o
• etro do condutor, 9mm=0,009m; pd
1VF
o Gelo 10mm, 1VF =0,6264kgf/m;
o Gelo 14mm, 1VF =0,7992kgf/m;
• o gelo (10mm), ( ) mdaN /549,0009,0 2 =p mmg 029,0
4920 2)10( −=
π ;
• Peso gelo (14mm), ( ) mdaNp mmg /931,0009,0037,0
4920 2214( =−=) π ;
Tem
Segundo o art. 21.º, para o estado de Inverno, a temperatura a considerar é de -10ºC
(Existência de m
peratura:
anga de gelo e vento reduzido).
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Es
orça do vento nos condutores (art. 10.º RSLEAT):
/5832,0/83,5009,09002,16,0
tado de Primavera
F
cFV 2 mkgfmNsq××=α ==×××=×
Em que,
gf/m], 1 kgf/m = 1 daN/m;
•
• 2VF - Força proveniente da acção do vento [k
α - Coeficiente de redução (art. 14.º RSLEAT) nos condutores, 6,0=α ;
• - Coeficiente de forma nos condutores nus (art. 15.º RSLEAT)
o Diâmetro total, 9
c
mmdd CONDUTORTOTAL ==
o Coeficiente de forma nos condutores, 2,15,12 =⇒< cdTOTAL
• - Pressão dinâmica do vento (art. 12.º RSLEAT), Estado de Primavera –
Vento Máximo e 2º escalão,
q
Paq 900= ;
• mmmds - s TOTAL
10001000==Secção transversal total, /009,09 2= ;
Coefici
ente de sobrecargas:
51629,3173,0
5832,0173,0 2222
2
2 =+
=+
=ω
ω VFm
Em que,
ω• - Peso próprio do condutor, 0,173 kg/m;
• - Força proveniente da acção do vento, 0,5832kgf/m;
ura:
Seg do temperatura a considerar é de 15ºC
(Sem g o e V
2VF
Temperat
un o art. 21.º, para estado de primavera a
el ento máximo).
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Inverno (Gelo 10mm)
Inverno (Gelo 14mm)
Primavera
Resultados
Força de acção do vento nos condutores 0,6264 kgf/m 0,7992 kgf/m 0,5832 kgf/mCoeficiente de sobrecarga (m) 5,5258 7,8765 3,516 Temperatura -10ºC 15ºC Tensão máxima de Serviço 10,1 daN/mm²
Tabela 12: LN 15kV – Res os
os valores dos coeficientes de sobrecarga podemos desde já concluir que o
io, ou seja:
Comparando arvore de
decisão, o estado mais desfavorável não depende do vão da linha, visto que o vão critico é
sem
ultados dos estados atmosféric
Analisando
vão critico é sempre imaginár
os estados de Inverno com o estado de primavera, usando a
pre imaginário, logo o estado mais desfavorável é o de Inverno.
Ilustração 17: LN 15kV – Arvore de decisão do estado atmosférico mais
desfavorável
Neste projecto o estado mais desfavorável é sempre o mesmo devido ao vão critico ser
imaginário. Caso o vão critico fosse real, o dimensionamento do vão critico teria de ser
calculad
o de vão a vão ou de cantão a cantão.
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Como o apoio é de derivação e existente, vamos tornar a calcular os esforços de
maneira a verificar se o apoio tem altura suficiente e suporta os esforços com a introdução
s II).
endo o comprimento do vão da linha do PT Mairos (209m), procede-se ao cálculo das
fle
ondutores ao solo, que é a menor nesta situação.
o estado
atmosférico de flecha máxima. Logo, usando a formula de equação de estados e
do teste, que neste caso é o estado de flecha máxima, consegue-se a
tensão desse estado teste.
Apoio de Derivação (Ap. 41)
da nova linha (Parque Eólico Mairo
T
chas e das catenárias, estes dados são calculados de vão a vão e no caso das linhas em
suspensão é calculado de cantão a cantão. Sabendo o parâmetro da catenária pode-se traçar
a linha e saber a altura do apoio.
Para traçar a linha, a catenária a usar deverá ser a catenária de flecha máxima, sendo a
linha de 2º classe a flecha máxima obtém-se pela determinação a uma temperatura de
+50ºC sem sobrecarga do vento, segundo o art. 22.º do RSLEAT. O motivo da flecha
máxima deve-se á distância dos c
Tensões e flechas
Para calcular a flecha máxima necessitamos de saber qual é a tensão para
introduzindo um esta
Estados Atmosféricos Inverno Estado Teste Tensão máxima de Serviço 10,1 daN/mm² ??? Coeficiente de sobrecarga 5,5258 1 Temperatura -10ºC 50ºC Vão em Estudo 209 m
Tabela 13: LN 15kV – Ap. 41 - Estado Teste, resumo da Equação de Estados
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: Partindo da equação de estados ),( mθ
22
222
22
222
2424 k
kkk
i
iii t
LmE
ttLm
Et
ασω
αθ
ασω
αθ −+=−+
Em que,
• ki θθ , - Temperatura do estado i (-10ºC) e k (50ºC);
• - Tensão máxima i (10,1daN/mm²) e k (?daN/mm²);
•
ki tt ,
ω - Peso próprio do condutor (0,173kg/m);
• L – Vão em estudo (209m);
• E - Modulo de Elasticidade (8100kg/mm²);
• α - C
σ
Decom 3º grau para a tensão do estado de
teste:
k
nde,
oeficiente de dilatação linear (0,000019ºC-1);
• - Secção real (49,48mm²);
pondo a equação obtemos uma equação do
022
13 =−+ ktktk
O
22
222
1 ELmk ω=
24)(
i
iiik t
tEσ
αθθ +−− ;
2
22
2
222
2421
242
σω
σω ELkm
ELmk k
k =⇒=⇒= ;
079,531,1048,4924
8100209173,05258,51,1081001019)1050(1 22
2226 =
×××××
+−×××+= −k
218,18048,4924
8100209173,02 2
22
=×
××=k ;
Resolvendo a equação de 3º grau obtemos uma tensão de 1,81196 daN/mm².
O valor da tensão mecânica obtida será aquele que está presente no momento de flecha
máxima no vão da linha.
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A flecha máxima tem o seguinte valor:
mt 81,148,4988 ××σ
Lf 54,10209173,0 22
=×
==ω
imensionamento do perfil na EDP respeitando a
escala 1/500 e 1/2500, calcula-se da seguinte forma:
Nota: A EDP (Vila Real) considera sempre os vãos em patamar.
O parâmetro da catenária a usar para o d
Cumm 173,01×ωt
EDPt
a kk 4871000094,048,4981,11000094,0)( =×××
=××==σ
ωσ
9048,49
A tensão de montagem para a temperatura de 50ºC calcula-se da seguinte forma:
tt CMONTAGEM 81196,1)º50( daN=×= σ =×
O cálculo mecânico mencionado anteriormente, refere-se ás tensões e flecha a uma
tem eratura de 50ºC, no entanto é necessário repetir o cálculo para diferentes temperaturas,
vis
O método de cálculo para as outras temperaturas é o mesmo. Logo, o quadro resumo de
tensões e flechas de montagem é o seguinte:
p
to que não se sabe a temperatura do ambiente na altura de montagem da linha.
Condutor AA50 Vão considerado = 209 metros tmáx = 10,1 daN/mm2, 2º escalão
com manga de gelo de 10 mm Temp. Tensões Flechas Caten. Tensões (ºC) (daN) (m) Cu 0.0094 (daN/mm2) -10 98 9,63 533 1,98 -5 97 9,71 529 1,97 0 97 9,78 525 1,95 5 96 9,86 520 1,94 10 1,92 95 9,94 516 15 94 10,02 512 1,91 30 92 10,24 501 1,86 50 90 10,54 487 1,81
Tabela 14: LN 15kV – Ap. 41 - Tensões e flechas
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Travessas
Para traçar a linha, não é neces parâ d cate a 50ºC, também
necessita-se saber a a
Como o apoio é de derivação, já existe derivações para o PT de Mairos e para o PT Qt.ª
com base nos projectos anteriores as travessas encontram-se a 2,20m do topo
e a
travessa a instalar deverá ter no mínimo, uma distância de 1 metro das restantes
tra
e a saída será do tipo esteira.
sição da linha será em triângulo (Justificação no ponto travessas).
para linhas de 2º
cla
só sário o metro a nária
ltura a que as travessas estão.
St.ª Estêvão,
3,20m do topo, respectivamente. O apoio existente (RS 17,4), tem uma altura útil fora
do solo 15,4 metros.
A
vessas.
A disposição de saída dos condutores serão em triângulo para o PT Mairos (Existente) e
em esteira para o PT Qt.ª St.ª Estêvão. A travessa a instalar será instalada a 4,20m
(3,20m+1m) do topo
Como o apoio é de derivação as cadeias a instalar são de amarração.
A dispo
Para sabermos qual o tipo de travessa a instalar, é necessário saber a distância de
segurança entre condutores.
Respeitando o art. 31.º do RSLEAT, a distância entre condutores
sse, calcula-se da seguinte forma:
mUdfkD 54,1200200
Em que:
1554,106,075,075,0 =+××=++=
• f - Flecha máxima dos condutores, mCf 54,10)º50( = ;
• d – Comprimento das cadeias de isoladores susceptíveis de oscilarem
transversalmente à linha, (Cadeias de Amarração d=0);
• U – Tensão nominal da linha, 15kV;
– coeficiente dependente da natureza dos condutores, (Alumínio-aço k=0,6)
• k
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A trave uma travessa para apoio
metálicos do tipo G1. A travessa tem um comprimento total de 3,70 metros, mas como a
saída d ia
entre condutores de 1,85m.
ssa a instalar para a derivação do parque eólico, será
os condutores é em esteira temos que dividir por dois, o que resulta numa distânc
Ilustração 18: LN 15kV - Ap.41 - Disposição da travessa de derivação
A instalação de travessas em apoios metálicos apenas se consegue no alinhamento do
apoio ou então a 45º. Logo, como os ângulos da linha do parque eólico é no total de 132,2
grados o que corresponde 118,98º, a solução de instalação da travessa mais favorável é a
45º, onde a distância de condutores é mínima.
Estand em-se
um
a, a distância real entre condutores é igual a:
(1,78m>1,54m).
o a linha a 118,98º e subtraindo o ângulo em que a travessa se encontra t
dos ângulos do triângulo 73,98º (118,98º-45º). Como a soma dos ângulos internos de
um triângulo rectângulo é de 180º, logo o ângulo oposto é de 16,02º [180º - (73,98º+90º)].
Pretendendo a distância (a), pelo teorema que diz que o cos de um ângulo é igual ao
quociente do cateto adjacente com a hipotenus
m78,185,1)02,16cos( =×= .
Comparando esta distância entre condutores com a distância mínima regulamentada,
verifica-se que a distância real entre condutores é maior que a mínima regulamentada
a
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Como já foi mencionado já podemos traçar a catenária da linha deste vão.
Ilustração 19: LN 15kV – Ap. 41 - Traçado da catenária e altura travessas
As catenárias a azul, são as catenárias referente á linha. A linha sai do apoio de
derivação em esteira e entra no apoio 18 em triângulo.
A catenária a vermelho, refere-se ao cumprimento do art. 27.º RSLEAT distância dos
condutores ao solo. A distância ao longo do vão entre a catenária azul inferior e a catenária
a vermelho é de 7 metros. Analisando a figura anterior, a distância dos condutores ao solo
é cump
apoio 18 terá uma altura útil de 19,4 (RSxx 21) e a disposição dos condutores serão
em
rida.
O
triângulo, o tipo de travessa e a altura da travessa em relação ao topo é dimensionada
nos cálculos referentes ao apoio 18.
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Es
endações para linhas aéreas de alta tensão até 30kV a
estabilidade para apoios (caso geral) calcula-se da seguinte forma:
sforço dos Sentido da Linha Principal (eixo do x)
Sentido Normal à Linha Principal (eixo do y)
tabilidade do apoio
Partindo do quadro 9.12 das recom
ECondutores
∑=
=n
iiitx TF
1
cos3 β ∑=
=n
iiity senTF
1
3 β Esforço dos Condutores
Acção do Vento ∑⎜
⎝
⎛=vxF 3 ∑+⎟
⎠
⎞
=
DIVv
n
iiii FsenSw
1
2β ∑∑ +⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛=
=
DIVv
n
iiiivx FSwF
1
2cos3 β
Apoios de Betão Hipótese 1 txx FF = vytyy FFF +=
Hipótese 2 vxtxx FFF += tyy FF =
Apoios Metálicos
Esforço Total )( TF
tytxt FFF += ),max( vyvx FFvF =
vtT FFF +=
Esforço Vertical ⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛= ∑
=
n
i
Xiiz SwF
1
'3
Ti – Tensão máxima de serviço x Secção [daN] Wi – Acção do vento nos condutor
e do peso nitário [daN/mm²] - Vão entre o apoio e o ponto de flecha m xima;
ISOLADORESVv FFFFF
es [daN/mm²] W’ – Metad uSi – Vão/2 [m];
DIV
XiS á
..._ +++++=∑ OSINALIZAÇÃBOLASV
DORTRANSFORMAV
RSECCIONADOV
TRAVESSASVF
Tabela 15: LN 15kV – Formulas para cálculo de apoios
As solicitações aplicáveis são a 0,25m do topo do apoio, sendo o caso mais
desfavorável. (Motivo: Coeficiente de Segurança)
Os esforços dos condutores são aplicados á mesma altura para os três condutores, a
0,25m do topo, sendo o caso mais desfavorável. (Motivo: Coeficiente de Segurança)
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Com base na implantação de apoio e na disposição das linhas, obteve-se os seguintes
dados:
Ilustração 20: LN 15kV – Ap. 41 - Dados apoio derivação nº 41
Os dados mencionados, são retirados dos projectos das linhas existentes, PT Mairos e
Qt.ª St.ª Estêvão, os dados do parque eólico foram obtidos da forma descrita anteriormente
neste relatório. Os ângulos que as linhas fazem, são retirados do levantamento topográfico,
visto que são mais precisos que os dos projectos existentes.
Calculando os esforços, verifica-se se o apoio existente (RS15 17,4) garante a
estabilidade com a introdução da linha do parque eólico de Mairos II.
Dados referentes aos condutores:
(DMA-C34-120/N) Não Normalizado (Existente)
Tipo AA 50mm² AA 40mm² Secção real [σ] 49,48 mm² 40,67 mm² Diâmetro [d] 9,00 mm 8,16 mm Peso [p] 0,173 kg/m 0,142 kg/m
Tabela 16: LN 15kV – Ap. 41 - Condutores em uso
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álculo dos esforços dos condutores no apoioC :
Nº Vão Secção
(m
max
(gra
F
[daN] [daN] m²) [daN/mm²]
T Ângulo
dos)
tx Fty
1 40 0 ,67 x 12,3 x cos 0,000 0,67 x 12,3 x sin 0,000 gr ,67 12,3 3 x 40 gr 3 x 4
2 49 5 72 5 x cos 72,40 ,48 x 5 x sin 72,400 gr ,48 ,4 3 x 49,48 x 0 gr 3 x 49
3 49,48 x sin 132,200 gr10,1 132,2 3 x 49,48 x 10,1 x cos 132,200 gr 3 x 49,48 x 10,1
4 40,67 12,3 200 3 x 40,67 x 12,3 x cos 200,000 gr 3 x 40,67 x 12,3 x sin 200,000 gr
TOTAL 415 1985
Tabela 17: LN 15kV – Ap. 41 - Esforços dos condutores
Cálculo dos esforços devido à acção do vento:
Os esforços calculados, referem-se aos esforços devido à acção do vento sobre os
bre ado esforços do sobre as travessas são desprezados.
A força do vento sobre os condutores depende
exposta. Calculado anteriorme
to do sobr cond é n
ex sta to é or dev ao
relação ao ven o.
F CONDUTORESV (
(Projecto da linha PT Mairos);
);
N
condutores e so os isol res. Os vento
da pressão do vento como da sua área
nte, o estado mais desfavorável é o Inverno, onde a força
tal vento e os utores aplicado a pressão de ve to reduzido, mas a área
po ao ven mai ido gelo o que resulta numa maior força do vento em
to máxim
mdaNA \6264,0)50 = (Calculado anteriormente); A
mdaNAAF CONDUTORESV \6082,0)40( =
CadeiadaNkVF ISOLADORES \5,2)15( = (TabeladoV
º Vão Cond. Vão
(m) Ângulo
(grad.)
Fvx
[daN]
Fvy
[daN]
1 AA40 257 0 3 x 0,6082 x 257/2 x sin² 0,000 gr + (3x2,5) 3 x 0,6082 x 257/2 x cos² 0,000 gr + (3x2,5)
2 AA50 128 72,4 3 x 0,6264 x 128/2 x sin² 72,400 gr + (3x2,5) 3 x 0,6264 x 128/2 x cos² 72,400 gr + (3x2,5)
3 AA50 209 132,2 3 x 0,626 x 209/2 x sin² 132,200 gr + (3x2,5) 3 x 0,626 x 209/2 x cos² 132,200 gr + (3x2,5)
4 AA40 216 200 3 x 0,6082 x 216/2 x sin² 200 gr + (3x2,5) 3 x 0,6082 x 216/2 x cos² 200 gr + (3x2,5)
TOTAL 529 279
Tabela 18: LN 15kV – Ap. 41 - Acção do Vento
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sforços Totais:E
F )(
T 928
daNFFF tytxt 24001985415 =+=+=
Fvyvx ,Fv max= d529= aN
daNFFt +=F v 2=
Esforço vertical:
O vão siderar, é o mais desfavorável, vão total. XiS a con
daNSwFn
i
Xiiz 2,188216
242,0209
2173,0173,0142,0⎡ ⎞⎛⎞⎛⎞⎛ 128
2257
23'3
1
=⎥⎦
⎤⎢⎣
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ ×+⎟
⎠⎜⎝
×+⎟⎠
⎜⎝
×+⎟⎠
⎜⎝
×=⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛= ∑
=
Esforços max. nos apoios metálicos RS
Horizontal Vertical Tipo Apoio
Fmáx [daN] Fmáx [daN]
RS 9 900 650 RS 15 1.400 500 RS 22 2.155 1150 RS 31 2.995 1835 RS 42 4.150 2270 RS 63 6.275 4080 RS 94 9.340 6120
Tabela 19: LN 15kV – Esforços máximos em apoios metálicos RS
O esforço total sobre o apoio é de 29 riz 8,2daN na vertical. Como
o apoio existente é um RS15, com um l á cabeça de 1400daN o
apoio existente tem que ser tuído. L analisand abela de esforços de apoios
metálicos, o apoio indicad RS31 um esforço na horizontal de 2995daN
(<2928daN) e um esforço v e 1835 188,2da
Como tem que se substit oio, ap -se para um escalão de altura, dando
uma maior margem de segurança de distân condut solo. (RS31/19,4).
28daN na ho ontal e 18
esforço tota na horizontal
substi ogo, o a t
o é o , com
ertical d daN (< N).
uir o ap roveita subir
cia dos ores ao
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Maciços e
evido à elevada exaustão de cálculos, o dimensionamento das fundações e maciços do
ap
maciço:
Fundações
D
oio metálico RS31 não se encontra justificado no presente relatório. Em anexo, encontra-
-se a tabela resumo da estabilidade, fundações e maciços do apoio. (Anexo II – Quadros
Resumo de Fundações e Maciços)
O apoio a usar RS31\19,4, necessita da seguinte fundação e
Escavação, Maciço para RS31\19,4
RS31 (2.995daN)
Altura Total: 19,4m
Altura Útil: 17,4m
Escavação (m3) – 3x0,5x3x05x2=18,6 m3
Betão ciclópico – 3,05x3,05x2 = 18,6 m3
Betão Moldado – 3,05x3,05x0,17 =1,6 m3
Maciço – 18,6+1,6=20,2 m3
Tabela 20: LN 15kV – Ap. 41 - Apoio e maciço a instalar
O maciço a usar, é um maciço normalizado pela EDP.
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Desenho final
Ilustração 21: LN 15kV – Ap. 41 - Desenho Final
Na ilustração, pode-se visualizar o aspecto final do traçado da linha, como os dados
referentes ao apoio 41.
O resumo dos cálculos encontra-se no Anexo I – Quadros Resumo de Cálculos dos
Apoios 41,6 e 1.
Os cálculos do apoio 18 não são justificados no presente relatório, mas o método de
cálculo é idêntico.
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Apoio de reforço (Ap. 6)
Sendo a linha constituída por 18 vãos, é necessário implementar um apoio destinado a
suportar esforços longitudinais para reduzir as consequências da rotura de condutores.
Respeitando o art. 63.º o apoio de reforço será implementado no 13º vão, apoio numero 6.
O método de cálculo das flechas e catenárias é igual ao descrito anteriormente (Apoio
de derivação numero 41).
O cálculo de flechas e catenárias realiza-se de vão a vão, no entanto esses cálculos estão
descritos no apoio a montante do vão, ou seja:
• Cálculos das flechas referentes ao vão a montante do apoio 6 (107m) está
descrito nos cálculos do apoio 5.
• Cálculos das flechas referentes ao vão a jusante do apoio 6 (79m) está descrito
nos cálculos do apoio 6 (Neste ponto).
Tendo o comprimento do vão a jusante do apoio numero 6 (79m), procede-se ao cálculo
das flechas e das catenárias.
O gelo considerado nesta zona é de 14mm, logo o estado mais desfavorável é o Inverno
com manga de gelo de 14mm.
Tensões e flechas
Para calcular a fle para esse estado
atm
o de flecha máxima, consegue-se a tensão desse estado teste.
tados Atmosféricos Inverno Estado Teste
cha máxima, necessitamos de saber qual é a tensão
osférico. Logo, usando a formula de equação de estados e introduzindo um estado teste,
que neste caso é o estad
EsTensão máxima de Serviço 10,1 daN/mm² ??? Coeficiente de sobrecarga 7,8765 1 Temperatura -10ºC 50ºC Vão em Estudo 79 m
Tabela 21: LN 15kV – Ap. 6 - Estado Teste, resumo da Equação de Estados
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Partindo da equação de estados ),( mθ :
22
222
22
222
2424 k
kkk
i
iii t
LmE
ttLm
Et
ασω
αθ
ασω
αθ −+=−+
Em que,
• ki θθ , - Temperatura do estado i (-10ºC) e k (50ºC);
• ki tt , - Tensão máxima i (10,1daN/mm²) e k (?daN/mm²);
• ω - Peso próprio do condutor (0,173kg/m);
L – Vão em estudo (79m); •
•
• E - Modulo de Elasticidade (8100kg/mm²);
α - Coeficiente de dilatação linear (0,00 -10019ºC );
obtida, será aquele que está presente no momento de flecha
áxima no vão da linha.
A flecha máxima tem o seguinte valor:
• σ - Secção real (49,48mm²);
Resolvendo a equação de estados, obtemos uma tensão de 1,27 (1,266) daN/mm².
O valor da tensão mecânica
m
mt 27,148,4988 ××σ
Nota: A EDP (Vila Real) considera sempre os vãos em patamar.
Lf 15,279173,0 22
=×
==ω
parâmetro da catenária a usar para o dimensionamento do perfil na EDP respeitando a
escala 1/500 e guinte fo
O
1/2500, calcula-se da se rma:
Cum
EDP kk 1000094,0)( ××=ω
tmt
a 34010000,073
8=××== 94
1× ,014,49266,1 ×σ
ωσ
A tensão de montagem para a temperatura de 50ºC calcula-se da seguinte forma:
daNtt CMONTAGEM 6348,49266,1)º50( =×=×= σ
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O cálculo mecânico mencionado anteriormente, refere-se ás tensões e flecha a uma
temperatura de 50ºC, no entanto é necessário repetir o cálculo para diferentes temperaturas,
visto que não se sabe a temperatura do ambiente na altura de montagem da linha.
O m odo de o de
tensõe flecha
ét cálculo para as outras temperaturas é o mesmo. Logo, o quadro resum
s e s de montagem é o seguinte:
Condutor AA50 Vão considerado = 79 metros tmáx = 10,1 daN/mm2, 2º escalão
com manga de gelo de 14 mm Temp. Tensões Flechas Caten. Tensões (ºC) (daN) (m) Cu 0.0094 (daN/mm2) -10 92 1,46 501 1,86 -5 88 1,53 479 1,78 0 85 1,60 460 1,71 5 81 1,66 442 1,65 10 79 1,72 427 1,59 15 76 1,78 412 1,53 30 69 1,95 377 1,40 50 63 2,15 340 1,27
Tabela 22: LN 15kV – Ap. 6 - Tensões e flechas
Tr
metro da catenária a 50ºC, também
necessita-se saber a altura a que as travessas estão.
Definido anteriormente, os apoios a instalar deverão ser de betão, a disposição a usar na
linha será em triângulo por cadeias de amarração, logo a travessa a usar é a TAN 120.
essário
verificar se a distância entre condutores é garantida com esta travessa. (TAN – Distância
entre condutores mínima 1,43m).
avessas
Para traçar a linha não é só necessário o parâ
Existindo apenas um tipo de travessa em triângulo para apoios de betão, é nec
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Respeitando o art. 31.º do RSLEAT, a distância entre condutores para linhas de 2º
classe, calcula-se da seguinte forma:
mUdfkD 6,01515,26,075,075,0 ≈+××=++= 200200
Em que:
• - Flecha máxima dos condutores, f mCf 15,2)º50( = ;
• d – C cade s de i ladores susceptíveis de oscilarem
transver m ração d=0 ;
• U – Tensão nomi
• k – coeficiente dependente da natureza do tores
Sendo o apoio de orço em nhame distância entre condutores para a travessa
TAN é de 1,43m. Logo, é maio e a dist míni lculada , sendo o uso desta
travessa possível.
omprimento das ia so
salmente à linha, (Cadeias de A ar )
nal da linha, 15kV;
s condu , (Alumínio-aço k=0,6)
ref ali nto, a
r qu ância ma ca 0,6m
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Como já foi mencionado, podemos traçar a catenária da linha deste vão.
Ilustração 22: LN 15kV – Ap. 6 - Traçado da catenária e altura travessas
As catenárias a azul, são as catenárias referente á linha.
catenária a vermelho, refere-se ao cumprimento do art. 27.º RSLEAT distância dos
condutores ao solo. A distância ao longo do vão entre a catenária azul inferior e a catenária
a vermelho é de 7 metros. Analisando a figura anterior, a distância dos condutores ao solo
é cumprida.
apoio 6 terá uma altura útil de 16 metros, o que equivale a uma altura total de 18
me os nos apoios de betão e a disposição dos condutores serão em triângulo, o tipo de
travessa e a altura da travessa em relação ao topo é de 1,13m (Normalizado).
A
O
tr
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Es
Partindo do quadro 9.3 das recomendações para linhas aéreas de alta tensão até 30kV a
estabilidade para apoios de reforço em alinhamento calcula-se da seguinte forma:
Apoios de betão (Reforço em alinhamento)
tabilidade do apoio
Sentido da Linha Principal (eixo do x) [hipótese 2] TFtx 2=
Sentido Normal à Linha Principal (eixo do y) [hipótese 1]
ISOLADORESvvy FSSwF ++= )(3 21
Esforços Totais: \ txx FF = vyy FF =
HipótesHipótesT – Tensão máxima de serviço x Secção[daN] W – Acção do vento nos condutores [daN/mm²] S –
e 1 – Vento perpendicular á linha e 2 – Sem vento
Vão/2 [m]
Tabela 23: LN 15kV – Formulas para cálculo de apoios reforço (Caso especial)
As solicitações aplicáveis são a 0,25m do topo do poste, sendo o caso mais
de
rança)
sfavorável. (Motivo: Coeficiente de Segurança)
Os esforços dos condutores são aplicados á mesma altura para os três condutores, a
0,25m do topo, sendo o caso mais desfavorável. (Motivo: Coeficiente de Segu
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Com base na implantação de apoio e na disposição da linha, obteve-se os seguintes
dados:
Ilustração 23: LN 15kV – Ap. 6 - Dados apoio reforço nº 6
Calculando os esforços, determina-se qual o apoio de betão a instalar.
Cálculo dos esforços dos condutores no apoio e esforços devido acção do vento:
Ftx
[daN]
Fvy
[daN]
Nº Vão (mm²) [daN/mm²] (grad.) [m]
Secção Tmax Ângulo Vão
1 49,48 79 0 79 10,1*49,48 3 x 0,7992 x 79/2 + (3x2,5)
2 49,48 107 200 107 10,1*49,48 3 x 0,7992 x 107/2 + (3x2,5)
TOTAL 999 238
Tabela 24: LN 15kV – Ap. 6 - Esforços dos condutores
Apoio a instalar:
Tabela Esforços (DMA-C67-215/N)
Referência EDP: MM06 2750 / 18
Altura total apoio: 18m
Altura útil do apoio: 16m
Acção do vento:
Tabela 25: LN 15kV – Ap. 6 - Apoio reforço MM06 2750 / 18
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Maciços e Fundações
Com base nas Recomendações para linhas aéreas de alta tensão até 30kV e nos maciços
normalizados pela EDP, o maciço a usar para este apoio é do tipo normalizado com as
seguintes dimensões:
Escavação, Maciço para MM06 2750 / 18
MM06 2750 / 18
Altura Útil (hu): 15,7m
Altura Total (ht): 18m
Peso Apoio: 5310daN
Escavação (m3) – 1,3x1,21x2,3=3,625 m3
Betão ciclópico – 1,3x1,21x2,3 = 3,625 m3
B Mo – 0,2
Maciço – 3, 0
etão ldado 89 m3
625 + ,289=3,91 m3
Coef. Com ibilidade = 10daN.cm-3 nC2press
Pressão Admissível = 300kPa
Tabela 26: LN 15kV – Ap. 6 - Apoio e maciço a instalar
Conhecidos os esforços solicitados no ap
possível verificar a estabilidade, cargas e es Ou s
O artigo 73º no ponto 3, define a profu ento dos a , em metros,
a profundidade mínima é:
oio e a dimensão do maciço normalizado, é
forços do maciço. eja:
ndidade de enterram poios
mhh te 3,25,0181,05,01,0 =+×=+=
A profundidade normalizada, respeita a r
egulamentação.
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Dimensões do apoio:
Altura Total (ht): 18m Altura Útil (hu): 15,7m Jorramento A: 14mm/m Jorramento B: 10mm/m Dimensão no topo A0: 354mm Dimensão no topo B0: 230mm Dimensão do lado maior á cota útil (Ah): Ah 80216142354 =×hjAA 20 mm=××+ ×+=Dimensão do lado menor á cota útil (Bh): mmhjBBBh 5501610223020 =××+=××+=
Quadro 6.1 das Recomendações para Linhas Eléctricas de Alta Tensão até 30kV
Tabela 27: LN 15kV – Ap. 6 - Dimensões do apoio
Pesos:
Peso Maciço: 0 = daNhbaPM 94382405,221,13,12400 ×××=×××=
Peso Apoio:
Peso condutores:
daNPA 5310=
daNS 95,5279107173,032⎜⎛ +
××=⎟⎞ SwPC 22
13 =⎟⎠⎞
⎝⎠⎜⎝⎛ +
=
P Travessa:
P Isolador
TOTAL 14881daN
e dos fabricantes.
da baseia-se nas Recomendações para Linhas Eléctricas de
Alta Tensão até 30kV e respeitam o RSLEAT.
método de Sulzberger.
daNPT 60=
es: daNPI 20=
Os pesos são obtidos da forma mencionada, os seus valores unitários foram retirados do
guia “Recomendações para Linhas Eléctricas de Alta Tensão até 30kV”
Os critérios a usar de segui
A verificação dos esforços dos maciços e fundações usa o
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esistência de EnterramentoR
amento deve ser menor que a pressão máxima admissível do
terreno. A resistência de enterramento calcula-se da seguinte forma:
A resistência de enterr
kPakPaba
PT 300952,13,1 × 11
<==×
devido ao en nto
1488
Momento Resistente castrame
stramento não deverá ser superior a 1% O momento resistente devido ao enca
( )01,0( ≤αtg , art. 74º. RSLEAT.
01,0...00,01488133,066⇒<=
××== TP
tgµ
α 5,11300121 22 ××Cbt
Onde,
t
α• - Ângulo de rotação a partir do qual o eixo de rotação do maciço começa a
deslocar-se para cima desde o fundo da escavação.
• µ - Coeficiente do atrito (0,33);
• otal (14881daN);
• terramento (
TP - Peso t
t - Altura de en cmmt 2303,22,05,2 ==−= );
• pressibilidade das paredes ( daNtC
C nt 5,113,2
210
22 =×== tC - Com )
daNmtgCX
bt1 ⎜⎛
ts 4702901,05,1136
23021100100
33
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎝
×××
×=⎟⎠
⎜⎝
×= α
• - Momento resistente devido ao encastramento;
11 ⎜⎛
⎟⎞
M
Onde,
sM
• X – Coeficiente dependente do ângulo de rotação:
o 01,0<αtg - X=36;
o 01,0≥αtg - X=12;
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reacção do fundo da covaMomento Resistente devido à
1% O momento resistente à reacção do fundo da cova também não deverá ser superior a
)01,0( ≤αtg ,art. 74º. RSLEAT.
01,0001,08,13121130
148812222 ⇒<=
×××
==b
t
bCaP
tgα
Onde,
• α - Ângulo de rotação a partir do qual o eixo de rotação do maciço começa a
• N);
• - Compressibilidade de escavação (
deslocar-se para cima desde o fundo da escavação.
- Peso total (14881daTP
bC aNCC tb 8,135,112,12,1 =×== );
01,0<αtg , o momento devido á reacção da cova será: Caso
daNmtgbC
Pa tt 47,013014881147,0 ⎜⎜
⎛−×=⎟
⎟⎞
⎜⎜⎛
−PM b 7585100
101,08,13121
148812
=×⎟⎟⎠
⎞
⎝ ××⎝=
Cas
b 1002 ⎠α
o 01,0≥αtg , o momento devido á reacção da cova seria:
1001
12⎝
3
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎛
= αtgCbaM bb
omento Resistente Total:M
daNmMMM bsR 54614758547029 =+=+=
Com objectivo de não haver possível derrubamento devido á inclinação do apoio o
coeficiente de segurança deve ser maior que 1.
12,77585
>===bM
s 54614+ MM bs
Neste maci o coeficient pre-se.
ço e de segurança cum
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Momento Derrubante
da seguinte forma: O cálculo do momento derrubante de um apoio calcula-se
⎟⎠⎞
⎜⎛ += '2lg hFM ⎝ 3vd
Onde,
• - Força devido à acção do vento, art. 10º. RSLEAT;
lg – Centro de massa;
h’
O m ento derrubante total é a soma de todos os momentos derrubante associados ao
apoio, como: ores e Equipamentos diversos instalados
no apoio.
Apoio:
vF
•
• – Profundidade da cova (h’=2,3m);
om
Apoio, Condutores, Travessa, Isolad
mdaNhFM vAPOIOd .109693,2
3284,61310'
32lg =⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ ×+×=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ +=
Onde,
• - Força devido à acção do vento:
Área incidente de vento no apoio,
vF
2160 1,97,152
802,0354,02
mhAA
s um =×
+=×
+=
daNcqsF 13101,99060,11 =×××== α
• lg – Centro de massa;
v
( )( ) m
AAAAh
m
mu 84,6802,0354,03
802,0354,027,15)(3
)2(lg
160
160 =+×
+××=
++
=
Condutores:
mdaNhhFM uvCONDUTORESd .40423,2
3225,07,15238'
3225,0 =⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ ×+−×=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ +−=
• - Força devido à acção do vento nos condutores, calculada anteriormente
;
Onde,
vF
daNFv 238=
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Travessa: Vento a incidir sobre a quina da travessa, logo o momento derrubante da
tra
Isoladores:
vessa pode-se considerar nulo.
mdaNhhFM ISOLAuv 33 ⎝⎠⎝
DORESd .46,423,2225,07,155,2'225,0 =⎟
⎠⎞
⎜⎛ ×+−×=⎟
⎞⎜⎛ +−=
Onde,
isoladores, calculada anteriormente
\5,2= , como o vento incidente é no eixo dos y, logo apenas se
, o momento derrubante total será:
M ISOLADORESd
TRAVESSAd
CONDUTORESd
OIO .1505346,420404210969 =+++=+++
O maciço garante a estabilidade e os esforços se o momento resistente for maior que o
derrubante.
>
-se a garantia do maciço. O momento resistente é
muito superior ao momento derrubante, o que podia levar a uma diminuição do tamanho
do maciço. No entanto, com o objectivo de ter um coeficiente de segurança elevado e o
maciço ser norm a instalar será o mencionado.
Desenho final
Nas peças finais em anexo pode-se visualizar o aspecto final do traçado da linha como
os dados referentes ao apoio 6.
mo dos cálculos encontra-se no Anexo I – Quadros Resumo de Cálculos dos
Apoios ,6
• vF - Força devido à acção do vento nos
cadeiadaNFv
considera um isolador.
Por fim
M APdd = mdaNMMM
053.15614.54⇒> dMrM
Analisando esta condição, verifica
alizado, o maciço
O resu
41 e 1.
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Apoio fim de linha (Ap. 1)
é um caso particular de cálculo. O motivo desse caso
particular deve-se ao fim da linha e aos acessórios a instalar em que nesta situação é uma
tra subterrânea.
Tensões e flechas
Me ona das
flechas e catenárias é calculada no momento de cálculo do respectivo apoio a montante.
Logo, o cálculo das flechas para o apoio
numero 2.
O apoio fim de linha, também
nsição aérea
nci do anteriormente, a metodologia de cálculo usada, define que o cálculo
numero 1, fim de linha, é calculado no apoio
Condutor AA50 Vão considerado = 79 metros tmáx = 10,1 daN/mm2, 2º escalão
com manga de gelo de 14 mm Temp. Tensões Flechas Caten. Tensões (ºC) (daN) (m) Cu 0.0094 (daN/mm2) -10 78 2,77 424 1,58 -5 76 2,83 415 1,54 0 75 2,89 407 1,51 5 73 2,95 398 1,48 10 72 3,01 391 1,45 15 71 3,06 384 1,43 30 67 3,23 364 1,35 50 63 3,44 342 1,27
Tabela 28: LN 15kV – Ap. 1 - Tensões e flechas
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Travessas
oios a instalar deverão ser de betão, a disposição a usar na
linha será em triângulo com cadeias de amarração. Mas, como o apoio é fim de linha a
tra
também tem um seccionador, descarregadores de sobretensão
transição aérea subterrânea (Caixa, Suporte cabos).
t. 31.º do RSLEAT, a distância entre condutores para linhas de 2º
cla
Definido anteriormente, os ap
vessa a usar normalmente é a travessa HPT4, esteira horizontal.
O motivo do uso desta travessa, deve-se á diminuição do espaço ocupado, visto que este
apoio para alem da travessa
e
Respeitando o ar
sse, calcula-se da seguinte forma:
mUdfkD 91,01544,36,075,075,0 ≈+××=++= 200200
Em que:
• - Flecha máxima dos condutores, f mCf 44,3)º50( = ;
• d – C cade s de i ladores susceptíveis de oscilarem
transver m ração d=0 ;
• U – Tensão nom
• k – coeficiente dependente da natureza do tores
Como foi mencionado anteriormente, posiç os cond s é do tipo esteira
horizontal. A travessa a usar (HPT4) tem comp nto total de 1,77m, dispondo os
condutores, a distância entre condutores usando esta travessa tem etros.
Comparando com a mínima regulamentar, verifica que a ssa não respeita a
regulamentação.
A solução a adoptar, é utilizar uma travessa de disposição dos condutores em triângulo.
A travessa a usar, ser tre condutores de
1,43m sendo essa distância maior que a regulamentada.
omo já foi mencionado, podemos traçar a catenária da linha deste vão.
omprimento das ia so
salmente à linha, (Cadeias de A ar )
inal da linha, 15kV;
s condu , (Alumínio-aço k=0,6)
a dis ão d utore
um rime
(1,77/2) 0,89 m
mos trave
á uma TAN 120 que tem uma distância mínima en
C
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Ilustração 24: LN 15kV – Ap. 1 - Traçado da catenária e altura travessas
As e
A caten RSLEAT distância dos
condutores ao solo. A distância ao longo do vão entre a catenária azul inferior e a catenária
a verm lo
é cumprida.
cat nárias a azul, são as catenárias referentes á linha.
ária a vermelho, refere-se ao cumprimento do art. 27.º
elho é de 7 metros. Analisando a figura anterior, a distância dos condutores ao so
O apoio 1 terá uma altura útil de 16 metros, o que equivale uma altura total de 18
metros nos apoios de betão e a disposição dos condutores serão em triângulo, o tipo de
travessa e a altura da travessa em relação ao topo é de 1,13m (Normalizado).
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Estabilidade do apoio
artindo da “Tabela 15: LN 15kv – Fórmulas para cálculo de apoios”, mencionada
anteriormente a estabilidade para apoios (caso geral) calcula-se da seguinte forma:
As solicitações aplicáveis são a 0,25m do topo do poste, sendo o caso mais
desfavorável. (Motivo: Coeficiente de Segurança)
Os esforços dos condutores são aplicados á mesma altura para os três condutores, a
0,25m do topo, sendo o caso mais desfavorável. (Motivo: Coeficiente de Segurança)
Com base na implantação de apoio e na disposição da linha, obteve-se os seguintes
dados:
P
Ilustração 25: LN 15kV – Ap. 1 - Dados apoio fim de linha nº 1
Calculando os esforços, determina-se qual o apoio de betão a instalar.
Cálculo dos esforços dos condutores no apoio:
Nº Vão Secção
(mm²)
Tmax
[daN/mm²]
Ângulo
(grados)
Ftx
[daN]
Fty
[daN]
1 49,48 10,1 200 3 x 49,48 x 10,1 x cos 200,000 gr 3 x 49,48 x 10,1 x sin 200 gr
TOTAL 1499 0
Tabela 29: LN 15kV – Ap. 1 - Esforços dos condutores
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Cálculo dos esforços devido à acção do vento:
s referem-se aos esforços devido à acção do vento sobre os
condutores e sobre os isoladores. Os esforços do vento sobre as travessas são desprezados.
a força
tot
resulta numa maior força do vento em
rel
V
Nº Vão Cond. Vão
(m) Ângulo
(grad.)
Fvx
[daN]
Fvy
[daN]
Os esforços calculado
A força do vento sobre os condutores depende da pressão do vento como da sua área
exposta. Calculado anteriormente, o estado mais desfavorável é o Inverno, onde
al do vento sobre os condutores é aplicado a pressão de vento reduzido, mas a área
exposta ao vento é maior devido ao gelo o que
ação ao vento máximo.
mdaNAAF CONDUTORESV \7992,0)50( = (Calculado anteriormente);
daNFFF TRAVESSARSECCIONADOISOLADORESV 105=++ (Tabelado); V
1 AA50 100 200 3 x 0,6 x 1,0 x 36 x 100/2 x 0,037 x sin² 200 gr + (3x2,5) + 105
3 x 0,6 x 1,0 x 36 x 100/2 x 0,037 x cos² 200 gr + (3x2,5) + 105
TOTAL 113 232
Tabela 30: LN 15kV – Ap. 1 - Acção do Vento
Esforços Totais:
Hipótese 1:
daNFF txx 1499==
daNFFF vytyy 2322320 =+=+=
Hipótese 2:
vxx 1612113FFtxF 1499 daN=+=+=
dF 0== aN F tyy
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Apoio a instalar:
Tabela Esforços (DMA-C67-215/N)
Referência EDP: MM08 2750 / 18
Altura total apoio: 18m
Altura útil do apoio: 16m
Acção do vento:
Tabela 31: LN 15kV – Ap. 1 - Apoio reforço MM06 2750 / 18
Maciços e Fundações
Com base nas Recomendações para linhas aérea ão até 30kV e nos maciços
normalizados pela EDP, o maciço a usar para este apoio é do tipo normalizado com as
seguintes dimensões:
vação, Maciç MM08 3500 / 18
s de alta tens
Esca o para
MM08 3500 / 18
Altura Total (ht): 18m
Peso Apoio: 6080daN
Altura Útil (hu): 15,7m
Escavação (m3) – 1,37x1,24x2,3=3,9 m3
Betão ciclópico – 1,37x1,24x2,3 = 3,9 m3
Betão Moldado – 0,390 m3
Maciço – 3,9 + 0,390=4,29 m3
Coef. Compressibilidade = 10daN.cm-3
Pressão Admissível = 300kPa
nC2
Tabela 32: LN 15kV – Ap. 1 - Apoio e maciço a instalar
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Conhecidos os esforços solicitados no apoio e a dimensão do maciço normalizado, é
po stabilidade, cargas e esforços do maciço. Ou seja:
O artigo 73º no ponto 3, define a profundidade metros,
a profundidade mínima é:
5,01,0
ssível verificar a e
de enterramento dos apoios, em
mhh te 3,25,0181,0 =+×=+=
A profundidade normalizada respeita a
Dimensões do apoio:
regulamentação.
Altura Total (ht): 18m Altura Útil (hu): 15,7m Jorramento A: 14mm/m Jorramento B: 10mm/m Dimensão no topo A0: 410mm Dimensão no topo B0: 270mm Dimensão do lado maior á cota útil (Ah): mmhjAAAh 8581614241020 =××+=××+=Dimensão do lado menor á cota útil (Bh): mmhjBBBh 5901610227020 =××+=××+=
Quadro 6.1 das Recomendações para Linhas Eléctricas de Alta Tensão até 30kV
Tabela 33: LN 15kV – Ap. 1 – Dimensões do apoio
Pesos:
Peso Maciço: = daNhbaPM 1019324005,224,137,12400 ×××=×××=
Peso Apoio:
Peso condutores:
daNPA 6080=
daNSwPC 95,252
173,03 ⎟⎠
⎜⎝
100 ⎞⎛213 =××=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=
Peso Travessa:
Peso Isoladores:
Peso Seccionador
TOTAL 16434daN
Os pesos são obtidos da forma mencio foram retirados do
guia “Recomendações para Linhas Eléctricas de Alta Tensão até 30kV” e dos fabricantes.
verificação dos esforços dos maciços e fundações baseia-se no método de Sulzberger.
daNPT 60=
daNPI 20=
daNPs 55=
nada, os seus valores unitários
A
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Como o método de cálculo já foi demonstrado anteriormente, apenas são apresentados
os resultados.
Resistência de Enterramento: kPakPa 30097 <
Momento Resistente devido ao encastramento: daNmM s 48195=
Momento Resistente devido à reacção do fundo da cova: daNmM b 8863=
Momento Resistente Total: daNmMMM bsR 57058886348195 =+=+=
144,6886357058
>==+
=b
bs
MMM
s Coeficiente de segurança:
Momento Derrubante:
Apoio: 12128= Condutores:
M APOIOd
M CONDd
daNmdaNmUTORES 3940=
Travessa: SSA 0= Isoladores:
M TRAVEd daNm
ADORES 46,42= r:
M dISOL
SeccionadodaNmdaNmM RSECCIONADO
d 1704=daNmM d 17814= Total:
O maciço garante a estabilidade e os esforços se o momento resistente for maior que o
derrubante.
Analisando esta condição, verifica-se a garantia do maciço. O momento resistente é
muito superior ao momento derrubante, o que podia levar a uma diminuição do tamanho
do maciço. No entanto, com o objectivo de ter um coeficiente de segurança elevado e o
maciç o maciço a instalar será o mencionado.
Dese
Nas peças finais em anexo, pode-se visualizar o aspecto final do traçado da linha como
os dados referentes ao apoio 1. (Anexo III – Projecto LN 15kV Parque Eólico Mairos II \
Ch v
814.17058.57 >⇒> dMrM
o ser normalizado,
nho final
a es)
O resumo dos cálculos encontra-se no Anexo I – Quadros Resumo de Cálculos dos
Apoios 41,6 e 1.
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Lic
ento de linhas eléctricas de média tensão carece de
lic ceder pela DGE, conforme estipula o decreto de lei nº
44 léctricas.
cessária para o enciamento
respeitando a regulamentação, é disposto da seguinte forma:
tificativa;
• com implantação do traçado da linha a estabelecer e das
existentes, bem como os postos de transformação. A escala a usar é de 1/25000;
perfil longitudinal, de escala 1/500 na vertical e 1/2500 na
horizontal;
O número de exemp imir serão consoante a necessidade dos intervenientes.
No entanto, no mínimo, deverá ser impresso 3 exemplares, esses destinam-se:
• Arquivo da área de rede da EDP;
• Requisitante;
O projecto final da linha do parque eólico Mairos II encont -se no Anexo III – Projecto
LN
enciamento
De um modo geral, o estabelecim
ença de estabelecimento a con
6/76, Regulamento de Licenças de Instalações E
Na área de rede de Trás-os-Montes, a documentação ne lic
• Memória descritiva e jus
Planta geral de localização
• Planta parcelar e
lares a impr
• DREN – Direcção Regional Economia do Norte (DGE);
ra
15kV Parque Eólico Mairos II \ Chaves.
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7 Conclusão
uirida na FEUP enquanto estudante foi fundamental, pois permitiu
plicar os conhecimentos adquiridos.
rcado de trabalho, sendo um
gra
(FEUP), permitiu um sucesso
nes in
O
média t
8 Considerações finais
serva-se ao
direito e ção que entender necessária.
Qualquer trabalho no âmbito da electrotecnia foi realizado com base na
regula ecendo as boas regras
da arte.
A formação adq
a
Trabalhar e aprender com uma equipa diferente da qual estava habituado (estudantes e
professores), exige maior responsabilidade e compromisso.
O estágio foi a primeira etapa para a integração no me
nde passo para mim.
Tendo o acompanhamento de uma instituição “familiar”
sa tegração.
objectivo principal foi cumprido. Dimensionamento prático de linhas eléctricas de
ensão.
A empresa EDP Distribuição S.A. (Área de rede de Trás-os-Montes) re
d omitir todo o tipo de documenta
mentação e nas especificações técnicas em vigor, não esqu
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9 Bibliografia
Guia Técnico de Redes Aéreas de Baixa Tensão em Condutores Isolados Agrupados em
Fe
es de Distribuição de Energia Eléctrica em Baixa
Te
o de Energia Eléctrica, Vislis
Ed
, 1986;
Apontamentos da cadeira Redes de Distribuição de Energia Eléctrica, Escola Superior
de Tecnologia e Gestão de Leiria, Eng. Francisco Noronha e Távora;
A ntam Transporte de Energia Eléctrica, Escola Superior
de Tecnologia e Gestão de Leiria
ergia Eléctrica
I, F
amentos das aulas práticas da cadeira Concepção de Instalações Eléctricas,
Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Eng. João Abel Peças Lopes;
ocumentação interna da empresa, EDP Distribuição S.A.;
ormas DMA da empresa, EDP Distribuição S.A.;
atálogos diversos de empresas.
ixe (Torçada), Direcção Geral de Energia, Lisboa, 1992;
Regulamento de Segurança de Red
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itores, LDA., Lisboa, 1999;
Regulamento de Redes de Distribuição de Alta e Baixa Tensão e Postos de
Transformação, Editora Rei dos Livros, Lisboa, 2001;
Recomendações para Linhas Aéreas de Alta Tensão até 30kV (M.T.), Direcção Geral de
Energia, Lisboa
po entos da cadeira Produção e
, Eng. Francisco Noronha e Távora;
Apontamentos das aulas práticas da cadeira Produção e Transporte de En
aculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Eng. José Eduardo Roque Neves dos
Santos;
Apont
D
N
C
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VI. Anexos
Índice
airos II \ Chaves
Anexo I – Quadros Resumo de Cálculos dos Apoios 41,6 e 1.
Anexo II – Quadros Resumo de Fundações e Maciços
Anexo III – Projecto LN 15kV Parque Eólico M
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