Publicação

Projeto de linhas elétricas de média, alta e muito alta tensão

Detalhes bibliográficos
Resumo:	A presente dissertação insere‐se na temática do desenvolvimento de projetos de linhas elétricas aéreas destinadas à transmissão de energia em média, alta e muito alta tensão. Estas infraestruturas desempenham um papel importante na modernização e resiliência do Sistema Elétrico de Energia (SEE), assegurando a interligação entre os centros de produção e os pontos de consumo. Paralelamente, contribuem para a continuidade e qualidade do fornecimento, para a redução de perdas e para a integração de fontes de energia renovável, em conformidade com as metas do Plano Nacional de Energia e Clima 2030 (PNEC 2030) e do Roteiro para a Neutralidade Carbónica 2050 (RNC 2050). A sua operação e manutenção, incluindo a reabilitação de troços envelhecidos e a execução de inspeções regulares, constituem fatores determinantes para garantir a fiabilidade e a sustentabilidade destas infraestruturas ao longo do seu ciclo de vida. Este trabalho procede, inicialmente, à análise das linhas aéreas de transporte e distribuição no Sistema Elétrico Português, evidenciando a sua relevância para a integração de fontes de energia renovável e para o cumprimento das metas estabelecidas no PNEC 2030 e no RNC 2050, com foco nos desafios de planeamento associados à acomodação de fontes de geração intermitentes. Seguidamente, é analisada a conceção dos componentes das linhas elétricas aéreas, como condutores, cadeias de isoladores, sistemas de aterramento, cabos de guarda, apoios e fundações, concebidos em conformidade com as normas técnicas aplicáveis. São também integrados dispositivos de proteção ambiental, sistemas de sinalização aeronáutica e mecanismos de proteção à avifauna, garantindo a sustentabilidade e a minimização dos impactos ambientais. A dissertação descreve as fases de desenvolvimento do projeto de linhas elétricas aéreas, desde os estudos preliminares para avaliar a viabilidade técnica, económica e ambiental, até à análise das condicionantes legais, ambientais e urbanísticas que orientam a definição de um traçado otimizado, conciliando eficiência técnica e minimização de impactos. Este processo inclui, ainda, a definição do traçado final, a elaboração do projeto de licenciamento, a construção e eventuais retificações. No domínio do dimensionamento elétrico e mecânico, foram abordados os cálculos fundamentais ao projeto de linhas aéreas, incluindo metodologias de análise que garantem a coerência entre as exigências regulamentares e o desempenho técnico das infraestruturas. Para suportar este dimensionamento, recorreu‐se a ferramentas computacionais especializadas, como o PLSCADD e o CLINHAS que foram empregues na modelação mecânico estrutural das linhas aéreas, permitindo a verificação das distâncias de segurança, a validação da estabilidade estrutural, a análise de tensões sob diferentes condições de carga e a otimização do posicionamento dos apoios. No domínio da análise elétrica, foi desenvolvida a aplicação PowerFlowCalc, implementada em Microsoft Excel com recurso a Visual Basic for Applications (VBA), destinada à automatização do cálculo de parâmetros elétricos, análise do trânsito de potência, à determinação da ampacidade e à modelação dos campos elétricos e magnéticos, colmatando a lacuna existente no tratamento de linhas simples e duplas com feixes até quatro condutores por fase. A validação da metodologia e da ferramenta desenvolvida é demonstrada através da sua aplicação integral em dois estudos de caso representativos, nomeadamente o projeto de uma linha de distribuição de 60 kV em circuito duplo e o de uma linha de transporte de 400 kV com dois condutores por feixe. Ambos os projetos foram desenvolvidos integralmente no âmbito deste trabalho, sem recurso a adaptações de iniciativas pré‐existentes, abrangendo o dimensionamento elétrico e mecânico, assim como, o estudo do trânsito de potências, o cálculo dos campos eletromagnéticos, a análise das trações nos condutores e a verificação do comportamento da cadeias de isoladores e da estabilidade dos apoios. O processo valida a conformidade dos projetos com os requisitos normativos e os limites de exposição aplicáveis, evidenciando a metodologia proposta e a aplicabilidade prática do trabalho desenvolvido. A investigação foi conduzida com base num enquadramento regulamentar abrangente, no qual se destacam como principais referências o Regulamento de Segurança de Linhas Elétricas de Alta Tensão (RSLEAT) e a norma europeia EN 50341 (Overhead electrical lines exceeding AC 1 kV), bem como as especificações técnicas e normativos de projeto implementados pelas entidades responsáveis pelas redes nacionais de distribuição e de transporte, entre os quais se salientam os documentos normativos da E‐Redes e as especificações técnicas internas da Redes Energéticas Nacionais (REN). Esta dissertação consolida, assim, um referencial metodológico integrado, contribuindo de forma significativa para a modernização e a resiliência da rede elétrica nacional, ao promover a eficiência e a sustentabilidade no planeamento e execução de projetos de linhas elétricas.
Autores principais:	SANTOS, ANTÓNIO JOSÉ COELHO DOS
Assunto:	Overhead Power Lines High Voltage Safety Regulation European Standards Power Line Components Linhas elétricas aéreas alta tensão Regulamento de segurança Normas europeias Componentes de linhas elétricas
Ano:	2025
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Instituto Politécnico do Porto
Idioma:	português
Origem:	Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto

Descrição
Resumo:	A presente dissertação insere‐se na temática do desenvolvimento de projetos de linhas elétricas aéreas destinadas à transmissão de energia em média, alta e muito alta tensão. Estas infraestruturas desempenham um papel importante na modernização e resiliência do Sistema Elétrico de Energia (SEE), assegurando a interligação entre os centros de produção e os pontos de consumo. Paralelamente, contribuem para a continuidade e qualidade do fornecimento, para a redução de perdas e para a integração de fontes de energia renovável, em conformidade com as metas do Plano Nacional de Energia e Clima 2030 (PNEC 2030) e do Roteiro para a Neutralidade Carbónica 2050 (RNC 2050). A sua operação e manutenção, incluindo a reabilitação de troços envelhecidos e a execução de inspeções regulares, constituem fatores determinantes para garantir a fiabilidade e a sustentabilidade destas infraestruturas ao longo do seu ciclo de vida. Este trabalho procede, inicialmente, à análise das linhas aéreas de transporte e distribuição no Sistema Elétrico Português, evidenciando a sua relevância para a integração de fontes de energia renovável e para o cumprimento das metas estabelecidas no PNEC 2030 e no RNC 2050, com foco nos desafios de planeamento associados à acomodação de fontes de geração intermitentes. Seguidamente, é analisada a conceção dos componentes das linhas elétricas aéreas, como condutores, cadeias de isoladores, sistemas de aterramento, cabos de guarda, apoios e fundações, concebidos em conformidade com as normas técnicas aplicáveis. São também integrados dispositivos de proteção ambiental, sistemas de sinalização aeronáutica e mecanismos de proteção à avifauna, garantindo a sustentabilidade e a minimização dos impactos ambientais. A dissertação descreve as fases de desenvolvimento do projeto de linhas elétricas aéreas, desde os estudos preliminares para avaliar a viabilidade técnica, económica e ambiental, até à análise das condicionantes legais, ambientais e urbanísticas que orientam a definição de um traçado otimizado, conciliando eficiência técnica e minimização de impactos. Este processo inclui, ainda, a definição do traçado final, a elaboração do projeto de licenciamento, a construção e eventuais retificações. No domínio do dimensionamento elétrico e mecânico, foram abordados os cálculos fundamentais ao projeto de linhas aéreas, incluindo metodologias de análise que garantem a coerência entre as exigências regulamentares e o desempenho técnico das infraestruturas. Para suportar este dimensionamento, recorreu‐se a ferramentas computacionais especializadas, como o PLSCADD e o CLINHAS que foram empregues na modelação mecânico estrutural das linhas aéreas, permitindo a verificação das distâncias de segurança, a validação da estabilidade estrutural, a análise de tensões sob diferentes condições de carga e a otimização do posicionamento dos apoios. No domínio da análise elétrica, foi desenvolvida a aplicação PowerFlowCalc, implementada em Microsoft Excel com recurso a Visual Basic for Applications (VBA), destinada à automatização do cálculo de parâmetros elétricos, análise do trânsito de potência, à determinação da ampacidade e à modelação dos campos elétricos e magnéticos, colmatando a lacuna existente no tratamento de linhas simples e duplas com feixes até quatro condutores por fase. A validação da metodologia e da ferramenta desenvolvida é demonstrada através da sua aplicação integral em dois estudos de caso representativos, nomeadamente o projeto de uma linha de distribuição de 60 kV em circuito duplo e o de uma linha de transporte de 400 kV com dois condutores por feixe. Ambos os projetos foram desenvolvidos integralmente no âmbito deste trabalho, sem recurso a adaptações de iniciativas pré‐existentes, abrangendo o dimensionamento elétrico e mecânico, assim como, o estudo do trânsito de potências, o cálculo dos campos eletromagnéticos, a análise das trações nos condutores e a verificação do comportamento da cadeias de isoladores e da estabilidade dos apoios. O processo valida a conformidade dos projetos com os requisitos normativos e os limites de exposição aplicáveis, evidenciando a metodologia proposta e a aplicabilidade prática do trabalho desenvolvido. A investigação foi conduzida com base num enquadramento regulamentar abrangente, no qual se destacam como principais referências o Regulamento de Segurança de Linhas Elétricas de Alta Tensão (RSLEAT) e a norma europeia EN 50341 (Overhead electrical lines exceeding AC 1 kV), bem como as especificações técnicas e normativos de projeto implementados pelas entidades responsáveis pelas redes nacionais de distribuição e de transporte, entre os quais se salientam os documentos normativos da E‐Redes e as especificações técnicas internas da Redes Energéticas Nacionais (REN). Esta dissertação consolida, assim, um referencial metodológico integrado, contribuindo de forma significativa para a modernização e a resiliência da rede elétrica nacional, ao promover a eficiência e a sustentabilidade no planeamento e execução de projetos de linhas elétricas.