Explique por que a transmissão de energia elétrica em sistemas de potência é predominantemente realizada em corrente alternada (CA). Em seguida, indique as situações em que a transmissão em corrente contínua (HVDC) é preferível, destacando suas principais vantagens e desvantagens. ( 1,5 pts)
Passo 1
O enunciado pede para explicar por que a transmissão em sistemas de potência é feita quase sempre em corrente alternada (CA) e, depois, indicar quando a transmissão em corrente contínua em alta tensão (HVDC) se torna preferível, apontando suas principais vantagens e desvantagens.
Passo 2
A escolha pela corrente alternada baseia-se principalmente em dois pontos: a facilidade de transformar níveis de tensão e a redução das perdas resistivas. Num sistema CA é trivial usar transformadores para aumentar a tensão antes de transmitir e diminuir na carga. Como a potência dissipada por efeito Joule varia com o quadrado da corrente,
elevar a tensão de transmissão reduz proporcionalmente a corrente
e, portanto, as perdas.
Passo 3
A transmissão em HVDC torna-se preferível em situações como:
Grandes distâncias em linhas convencionais (normalmente acima de
–
km em linha aérea).
Travessias submarinas ou subterrâneas muito longas, em que a capacitância do cabo CA geraria correntes de carga elevadas.
Interconexão de redes assíncronas, pois sistemas CA em diferentes frequências não podem ser diretamente paralelizados sem conversores.
Passo 4
As principais vantagens do HVDC são:
Menores perdas de transmissão em distâncias muito longas (não há correntes de carga capacitivas nem efeito de pele tão acentuado).
Controle mais preciso do fluxo de potência e possibilidade de modular a potência independentemente de reativo.
Conexão de redes fora de fase ou com frequências diferentes sem necessidade de sincronização.
Passo 5
As desvantagens do HVDC incluem:
Elevado custo e complexidade das subestações conversoras (retificador e inversor) com semicondutores de alta potência.
Manutenção e proteção mais sofisticadas, exigindo sistemas de controle e refrigeração específicos.
Menor flexibilidade para ligar múltiplos pontos ao longo da linha (ponto-a-ponto é a configuração mais comum).
Resposta
Transmissão em CA predomina pela simplicidade de elevação/rebaixamento de tensão via transformadores e pela redução de perdas resistivas
ao transmitir em altas tensões.
HVDC é preferível em longas distâncias (especialmente em cabos submarinos/terrestres muito extensos), na interligação de redes assíncronas e quando se deseja controle fino de fluxos de potência. Suas vantagens são menores perdas em trajetos longos, ausência de correntes de carga capacitivas e melhor controle de potência; as desvantagens são o alto custo e complexidade das conversoras, além de requisitos de manutenção e proteção mais rigorosos.
HVDC é preferível em longas distâncias (especialmente em cabos submarinos/terrestres muito extensos), na interligação de redes assíncronas e quando se deseja controle fino de fluxos de potência. Suas vantagens são menores perdas em trajetos longos, ausência de correntes de carga capacitivas e melhor controle de potência; as desvantagens são o alto custo e complexidade das conversoras, além de requisitos de manutenção e proteção mais rigorosos.