Análise de linhas de transmissão no software ATP: estudo do dimensionamento dos cabos

Abstract

Com a expansão do setor elétrico brasileiro, as linhas de transmissão desempenham papel central na integração do Sistema Interligado Nacional (SIN) na garantia do fornecimento seguro e confiável de energia. Este estudo analisa uma linha de transmissão aérea fictícia de 500 kV e 180 km, com destaque na avaliação do desempenho de cabos condutores e para-raios frente a fenômenos eletromagnéticos, como a queda de tensão, o curto-circuito, o desequilíbrio de tensão e as perdas por efeito Joule, que podem afetar a qualidade e a confiabilidade do fornecimento. A modelagem foi realizada no software Alternative Transients Program (ATP), possibilitando calcular a regulação de tensão, o rendimento e as perdas da linha, além de analisar as correntes de curto-circuito e o comportamento das tensões de sequência positiva, negativa e zero. Os resultados indicam que a configuração adotada atende aos limites normativos, com perdas adicionais nos cabos para-raios inferiores ao percentual máximo permitido em relação às perdas nos condutores de fase. O estudo demonstra que a simulação computacional é uma ferramenta essencial no projeto de linhas de transmissão, contribuindo para o dimensionamento adequado dos cabos, a redução de riscos operacionais e o aumento da confiabilidade e eficiência do sistema, resultando em maior segurança operacional.

With the expansion of the Brazilian electric power sector, transmission lines play a central role in integrating the National Interconnected System (SIN) and ensuring a safe and reliable energy supply. This study analyzes a fictitious 500 kV, 180 km overhead transmission line, emphasizing the evaluation of shield-wire performance under electromagnetic phenomena such as voltage drop, short-circuit conditions, voltage unbalance, and Joule-effect losses, which may affect supply quality and reliability. The modeling was carried out using the Alternative Transients Program (ATP), enabling the calculation of voltage regulation, line efficiency, and losses, as well as the analysis of short-circuit currents and the behavior of positive, negative, and zero-sequence voltages. The results indicate that the adopted configuration complies with regulatory limits, with additional losses in the shield wires remaining below the maximum allowable percentage relative to the losses in the phase conductors. Overall, the study demonstrates that computational simulation is an essential tool in transmission line design, contributing to proper conductor sizing, reduced operational risks, increased system reliability and efficiency, and improved operational security.