6 Sistema de Transmissão e Análise de Desempenho
6.3 Estado de Santa Catarina
6.3.5 Análise de Desempenho da Rede de Distribuição
6.3.5.1 Área de atuação da CELESC
A CELESC - Centrais Elétricas de Santa Catarina é a principal concessionária de distribuição do Estado e atende integralmente, em distribuição, a 257 municípios (área de 87.532,8km2), parcialmente são atendidos 25 municípios (área 4.672,7km2) e 11 municípios (área de 3.140,9km2) são atendidos por outras concessionárias ou cooperativas. No estado do Paraná a Celesc atende o município de Rio Negro (área de 561,0km2).
A rede de subtransmissão da CELESC se compõe de 2.664,4km de linhas nas tensões 138kV e 69kV, e de 4.197MVA em capacidade transformadora instalada, distribuída entre 93 subestações.
Mercado Previsto – CELESC
Figura 6.3.3 - Evolução do Mercado da CELESC
Programa de Obras – CELESC
As principais obras de distribuição de Santa Catarina, são apresentadas na tabela a seguir.
Tabela 8.3.7 – Principais Obras Sistema Distribuição CELESC
SUBESTAÇÕES / LINHA DE TRANSMISSÃO TENSÃO km / MVA Data Prevista
LT Desterro – sec. (Trindade – Ilha Sul) 138 1,0 2006
LT Biguaçu R.B. – Derivação Biguaçu 138 7,8 2006
SE Florianópolis Morro da Cruz 138/13,8 80 2006
LT Florianópolis Morro da Cruz - Trindade 138 6,6 2006
LT Ilha Centro – Florianópolis Morro da Cruz 138 3,0 2006
SE Itajaí Itaipava 138/23 53,2 2006
LT Itajaí – Itajaí Itaipava 138 6,8 2006
LT Itajaí – Brusque 138 16,1 2006
LT Brusque – Brusque Rio Branco 138 8,8 2006
LT Desterro – Ilha Norte 138 30,8 2007
LT Rio do Sul RB – sec. (Blumenau – Rio do Sul II) 138 1,0 2007
Evolução da Carga CELESC - ciclo 2006/2015
1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
pesada média leve
pesada 2548,9 2686,8 2826,2 2970,0 3120,9 3286,8 3453,6 3635,3 3825,5 4026,2 média 2638,0 2785,8 2928,3 3074,1 3226,6 3392,7 3560,5 3744,4 3934,9 4137,4 leve 1404,1 1469,9 1532,8 1600,5 1673,2 1756,1 1837,8 1926,8 2019,8 2118,3
continuação
LT Lages RB – Vidal Ramos Jr. 138 7,0 2007
LT Biguaçu RB – sec. (Florianópolis – Itajaí Fazenda) 138 4,5 2008
LT Pinhalzinho - São Miguel D´Oeste (2º circuito) 138 48,1 2008
SE Jarivatuba 138/13,8 26,6 2008
LT Joinv. Sta Catarina - Joinv. Jarivatuba 138 6,3 2008
SE São Francisco II 138/69 33,3 2008
LT Joinville Santa Catarina – São Francisco do Sul II 138 38,0 2008
LT São Francisco II – São Francisco 69 1,0 2008
LT Ibirama – Rio do Sul II 138 19,8 2008
SE Navegantes 138/13,8 138/23 26,6 26,6 2008 2008
LT Itajaí Itaipava – Navegantes 138 18,0 2008
SE Capinzal II 138/69 33,3 2008
SE Concórdia II 138/69 33,3 2008
LT Catanduvas – Concórdia II 138 45,0 2008
LT Concórdia II – sec. (seara – Concórdia) 69 4,0 2008
SE Florianópolis Ingleses 138/13,8 26,6 2008
LT Ilha Norte – Florianópolis Ingleses 138 7,0 2008
SE São José Sertão 138/13,8 26,6 2008
LT Palhoça – São José Sertão 138 6,5 2008
SE Blumenau Fortaleza 138/23 26,6 2008
LT sec. (Blumenau – Blumenau Garcia) – Blumenau Fortaleza 138 3,0 2008
SE Presidente Getúlio 138/23 26,6 2008
LT Rio do Sul RB – Presidente Getúlio 138 20,0 2008
SE Garopaba 138/13,8 26,6 2008
LT sec. (Imbituba – Palhoça) – Garopaba 138 5,0 2008
LT Videira – Fraiburgo 138 20,0 2008
LT Ponte Alta – São Cristóvão 138 27,0 2008
SE Pomerode 138/23 26,6 2009
LT Blumenau II – Pomerode 138 6,5 2009
continuação
LT sec. (Jorge Lacerda – Vidal Ramos Jr.) – Tubarão III 138 2,0 2009
LT Videira RB – sec. (Videira-Caçador) 138 2,0 2009
SE Garuva 138/13,8 26,6 2011
LT Pirabeiraba – Garuva 138 30,0 2011
SE Joinville VI 138/13,8 26,6 2013
LT Joinville Norte – Joinville VI 138 2 2013
LT Videira RB – Videira 138 5,0 2013
OBS: a data prevista leva em consideração a exeqüibilidade da obra em função dos critérios estabelecidos como premissas neste estudo.
Análise em Regime Normal – Sistema de transmissão da CELESC
As tabelas a seguir apresentam as subestações que tiveram seus limites de tensão violados e sobrecargas em linhas de transmissão e transformadores ao longo do horizonte analisado em regime normal de operação.
Tabela 6.3.8 – Violações de Tensão para Regime Normal de Operação.
CARGA MÉDIA
Magnitude da tensão na barra [p.u.]
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Nome da barra [p.u.] Otacílio - 138kV 0,928 0,947 0,970 0,968 0,964 0,961 0,962 0,956 0,958 0,950 Cacador - 138kV 0,932 0,929 0,936 1,006 1,004 1,004 1,002 1,002 0,999 0,997 Perdigão Videira 138kV 0,947 0,945 0,944 1,008 1,006 1,008 1,005 1,007 1,004 1,004 Videira PCH 0,947 0,946 0,945 1,009 1,007 1,008 1,006 1,008 1,005 1,004 Arabuta - 69kV 0,965 0,952 0,940 1,005 0,990 0,994 0,977 0,990 0,970 0,975 Concordia - 69kV 0,927 0,944 0,946 1,011 0,998 1,002 0,987 1,000 0,983 0,988 Araranguá - 69kV 0,934 0,938 0,935 0,986 1,003 1,001 1,005 1,003 1,003 0,997 Maracajá - 69kV 0,937 0,944 0,943 0,984 1,000 0,997 1,001 1,000 0,999 0,994
Em regime normal de operação foi constatada violação dos limites mínimos de tensão para as seguintes regiões:
No Planalto catarinense (SE Otacílio Costa), no período de 2006 à 2007, que será solucionada com a implantação da SE 230/138kV Lages na região, prevista para o final de 2007.
Nos extremos de radiais do meio oeste catarinense (SE’s Caçador, Videira e Perdigão Videira), que serão solucionadas com a implantação da SE 230/138kV Videira na região, prevista para 2009.
No extremo sul catarinense (SE’s Araranguá e Maracajá), que serão solucionadas com a implantação da SE 230/138kV Forquilhinha na região, prevista para 2009.
No extremo Oeste catarinense (SE’s Arabutã e Concórdia), que serão solucionadas com a implantação da SE 138/69kV Concórdia na região, prevista para o final de 2008.
Tabela 6.3.9 – Sobrecargas em Regime Normal de Operação.
CARGA MÉDIA
DE PARA CAPACIDADE 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Nome da barra Nome da barra NC [MVA] [%]
Otacílio 138kV Otacilio PCH 1 33 78 75 78 83 89 95 101 108 115 124 São F.Sul II - 138kV São F.Sul II - 69kV 1 33 -- -- -- 51 55 56 60 59 66 70
Tabela 6.3.10 – Sobrecargas em Regime Normal de Operação.
CARGA PESADA
DE PARA Capacidade 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Nome da barra Nome da barra NC [MVA] [%]
Otacílio - 138 Otacilio PCH 1 33 78 81 85 91 96 102 107 115 122 130 São F.Sul II - 138 São F.Sul II - 69 1 33 -- -- -- 59 71 77 83 76 97 104
As únicas sobrecargas verificadas em regime normal de operação foram nas transformações 138/69kV das subestações de Otacílio Costa e São Francisco do Sul II, no final do horizonte, que serão solucionadas com a implantação da segunda unidade transformadora nestas subestações.
Nesse ciclo de estudo, para fornecer confiabilidade ao município de São Francisco do Sul bem como melhorar o seu atendimento,foi considerado como obra de referência a implantação de uma subestação de 138/69kV em São Francisco do Sul, atendida a partir da SE Joinville Santa Catarina.
Análise em Emergência – Sistema de transmissão da CELESC
As tabelas a seguir apresentam as subestações que tiveram seus limites de tensão violados e sobrecargas em linhas de transmissão e transformadores ao longo do horizonte analisado em situação de emergência.
Tabela 6.3.11 – Violações de tensão em emergências
CARGA MÉDIA
CONTINGÊNCIA - Itajaí Fazenda - ITAJAI - Circuito 1 - 138kV Magnitude da tensão na barra [p.u.]
Nome da barra 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Itajaí Fazenda 138kV 0,937 0,928 0,918 0,926 0,927 0,918 0,910 0,900 0,888 0,876
As violações de tensão na subestação de Itajaí Fazenda verificadas no final do horizonte, em situação de emergência, deverão ser solucionadas através de compensação capacitiva ou com o remanejamento de carga no sistema de distribuição.
Tabela 6.3.12 – Violações de tensão em emergência
CARGA MÉDIA
CONTINGÊNCIA - Herval - Videira PCH - Circuito 1 - 138kV Magnitude da tensão na barra [p.u.]
Nome da barra 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Caçador 138kV 0,864 0,856 0,861 1,007 1,006 1,007 1,007 1,004 1,003 1,000 Perdigão Videira 138kV 0,881 0,875 0,871 1,010 1,009 1,011 1,010 1,009 1,008 1,007 Videira 69kV 0,911 0,904 0,899 1,000 1,001 1,003 1,005 1,000 1,004 1,003 Videira PCH 0,882 0,876 0,872 1,010 1,010 1,011 1,011 1,010 1,009 1,008
Tabela 6.3.13 – Sobrecargas em emergência
CONTINGÊNCIA - Herval - Videira PCH - Circuito 1 - 138kV
Carga Média 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Nome da barra Nome da barra NC [%]
Herval 138 Videira PCH 2 102 109 115 10 32 17 44 17 42 18
A perda de um dos circuitos da LT Herval – Videira em 138kV no período de 2006 à 2008 além de provocar sobrecarga no circuito remanescente, provoca degradação dos níveis de tensão nas subestações atendida a partir da SE 138kV Videira. Após a implantação da SE 230/138kV Videira, prevista para 2009, esses problemas deixarão de existir.
Tabela 6.3.14 – Violações de tensão em emergência
CARGA MÉDIA
CONTINGÊNCIA - Campos Novos - Derivação LT Herval - Vidal Ramos Jr. - 138kV Magnitude da tensão na barra [p.u.]
Nome da barra 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Otacílio 138kV 0,886 0,907 0,973 0,967 0,964 0,959 0,961 0,955 0,957 0,949 Caçador 138kV 0,881 0,880 0,892 1,007 1,005 0,999 1,001 0,997 0,998 0,997 Perdigão Videira 138kV 0,898 0,898 0,902 1,009 1,006 1,002 1,004 1,001 1,002 1,003 Videira PCH 0,898 0,899 0,903 1,010 1,007 1,003 1,004 1,002 1,003 1,003
Tabela 6.3.15 – Sobrecargas em emergência
CONTINGÊNCIA - Campos Novos - Derivação LT Herval - Vidal Ramos Jr. - 138kV
Carga Média 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Nome da barra Nome da barra NC [%]
Derivação C.Novos C. Novos - RB 138 1 104 86 62 39 24 37 19 41 24 47 Herval 138 Derivação C.Novos 1 116 108 93 48 16 48 21 51 25 58
Tabela 6.3.16– Sobrecargas em emergência
CONTINGÊNCIA - Campos Novos - Derivação LT Herval - Vidal Ramos Jr. - 138kV
Carga Pesada 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Nome da barra Nome da barra NC [%]
Derivação C.Novos C. Novos - RB 138 1 112 88 65 46 28 41 22 48 28 54 Herval 138 Derivação C.Novos 1 111 105 87 51 11 48 15 54 21 61
As violações de tensão e sobrecargas no sistema de 138kV, no período de 2006 a 2008, provocada pela perda de um dos dois circuitos de 138kV que atende ao planalto e meio-oeste catarinense, a partir da subestação de Campos Novos, serão solucionadas com a implantação da SE 230/138kV Lages no final 2007 e da SE 230/138kV Videira em 2009.
Tabela 6.3.17 – Violações de tensão em emergência
CARGA PESADA
CONTINGÊNCIA - Joinville SC - JOINVILLE - Circuito 1 - 138kV Magnitude da tensão na barra [p.u.]
Nome da barra 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Jarivatuba 138kV -- -- 0,985 0,989 0,939 0,927 0,922 0,918 0,899 0,887 Joinville SC 138kV 1,001 1,003 0,986 0,990 0,940 0,929 0,923 0,920 0,901 0,889 S.Francisco do Sul II 138kV -- -- -- 0,992 0,927 0,916 0,910 0,909 0,887 0,874
Tabela 6.3.18 – Sobrecargas em emergência
CONTINGÊNCIA - Joinville SC - JOINVILLE - Circuito 1 - 138kV
Carga Pesada 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Nome da barra Nome da barra NC [%]
Picarras - 138 Ilhota - 138 1 47 50 62 72 83 86 95 97 110 116
Tabela 6.3.19 – Sobrecargas em emergência
CONTINGÊNCIA - Picarras - ILHOTA - Circuito 1 - 138kV
Carga Média 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Nome da barra Nome da barra NC [%]
Joinville SC - 138 Joinville - 138 1 39 43 55 72 77 82 87 92 99 105
Tabela 6.3.20– Sobrecargas em emergência
CONTINGÊNCIA - Picarras - ILHOTA - Circuito 1 - 138kV
Carga Pesada 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Nome da barra Nome da barra NC [%]
Joinville SC - 138 Joinville - 138 1 47 50 62 82 89 94 103 107 118 127
Na perda do circuito de 138kV de Joinville – Joinville Santa Catarina, a subestação de Joinville Santa Catarina fica sendo atendida a partir da subestação de Ilhota cuja linha também atende a subestação de Piçarras repercutindo em elevada queda de tensão nessa linha e elevados carregamentos no trecho entre Ilhota e Piçarras.
Para a perda do circuito 138kV de Piçarras – Ilhota, tem-se sobrecarga no circuito Joinville – Joinville Santa Catarina a partir de 2012 na carga pesada.
Tabela 6.3.21 – Sobrecargas em emergência
CONTINGÊNCIA - Joinville 4 - JOINVILLE - Circuito 1 - 138kV
Carga Média 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Nome da barra Nome da barra NC [%]
Joinville 4 - 138 Joinville -138 2 163 168 162 68 72 48 50 47 87 58
Tabela 6.3.22 – Sobrecargas em emergência
CONTINGÊNCIA - Joinville 4 - JOINVILLE - Circuito 1 - 138kV
Carga Pesada 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Nome da barra Nome da barra NC [%]
Joinville 4 - 138 Joinville -138 2 150 153 151 71 89 91 69 83 91 88
Tabela 6.3.23 – Sobrecargas em emergência
CONTINGÊNCIA - Joinville I PCH - Joinville 3 - Circuito 1 - 69kV
Carga Média 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Nome da barra Nome da barra NC [%]
Joinville 4 - 138 Joinville - 138 1 102 106 100 53 55 35 39 41 64 44 Joinville 4 - 138 Joinville - 138 2 102 106 100 53 55 35 39 41 64 44
Na região de Joinville, as sobrecargas verificadas no sistema de 138kV, em contingências, serão solucionadas com a implantação da SE 230/138kV Joinville Norte, prevista para 2009.
Tabela 6.3.24 – Sobrecargas em emergência
CONTINGÊNCIA - Forquilhinha - SIDEROPOLIS. Circuito 1 - 138kV
Carga Média 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Nome da barra Nome da barra NC [%]
Criciuma - 69 Sideropolis - 69 1 107 119 131 65 61 63 58 69 69 78 Criciuma - 69 Sideropolis - 69 2 107 119 131 65 61 63 58 69 69 78
Tabela 6.3.25– Sobrecargas em emergência
CONTINGÊNCIA - Forquilhinha - SIDEROPOLIS. Circuito 1 - 138kV
Carga Pesada 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Nome da barra Nome da barra NC [%]
Criciuma - 69 Sideropolis - 69 1 95 107 115 58 52 55 58 61 59 68 Criciuma - 69 Sideropolis - 69 2 95 107 115 58 52 55 58 61 59 68
Na região do extremo sul catarinense, as sobrecargas verificadas no sistema de 69kV, em contingências, serão solucionadas com a implantação da SE 230/69kV Forquilhinha, prevista para 2009.
Tabela 6.3.26 – Sobrecargas em emergência
CONTINGÊNCIA - Timbo - Salto Pilão - Circuito 1 - 138kV
Carga Média 2006 2008 2010 2012 2014
Nome da barra Nome da barra NC [%]
Ibirama - 69 Rio do Sul 2 - 69 1 -- 90 89 114 118
Blumenau - 138 Indaial R. Morto 000 1 -- 84 81 105 106
Indaial R. Morto 000 Salto Pilão 138 1 -- 94 92 116 118
Tabela 6.3.27 – Sobrecargas em emergência
CONTINGÊNCIA - Timbo - Salto Pilão - Circuito 1 - 138kV
Carga Pesada 2006 2008 2010 2012 2014
Nome da barra Nome da barra NC [%]
Ibirama - 69 Rio do Sul 2 - 69 1 -- 87 85 114 112
Blumenau - 138 Indaial R. Morto 000 1 -- 83 79 105 102
Indaial R. Morto 000 Salto Pilão 138 1 -- 94 91 117 116
Tabela 6.3.28 – Sobrecargas em emergência
CONTINGÊNCIA – Indaial Rio Morto - Salto Pilão - Circuito 1 - 138kV
Carga Média 2006 2008 2010 2012 2014
Nome da barra Nome da barra NC [%]
Ibirama - 69 Rio do Sul 2 - 69 1 -- 80 79 102 106
Timbo - 138 Blumenau - 138 1 -- 81 76 102 101
Tabela 6.3.29– Sobrecargas em emergência
CONTINGÊNCIA – Indaial Rio Morto - Salto Pilão - Circuito 1 - 138kV
Carga Pesada 2006 2008 2010 2012 2014
Nome da barra Nome da barra NC [%]
Ibirama - 69 Rio do Sul 2 - 69 1 -- 77 75 102 101
Timbo - 138 Blumenau - 138 1 -- 80 76 104 99
Timbo - 138 Salto Pilão - 138 1 -- 94 92 118 116
Em condição de intercâmbio sul-sudeste, considerando elevados despachos na UHE Salto Pilão, na perda do circuito de 138kV Salto Pilão – Timbó ou do circuito de 138kV Salto Pilão – Indaial Rio Morto ocorrerão sobrecargas no circuito remanescente. Nesta condição a obra indicada é a implantação da LT 138kV UHE Salto Pilão – Blumenau Garcia.
Tabela 6.3.30 – Violações de tensão em emergência
CONTINGÊNCIA - LT BIGUAÇU - DESTERRO 230kV
Carga Média 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Nome da barra Nome da barra NC [%]
Ilha Centro 138 Palhoça RB 138 1 52 72 75 80 85 90 96 102 108 115
Palhoça RB 138 Palhoça 230 1 63 65 68 67 75 81 82 92 98 106
Palhoça RB 138 Palhoça 230 2 64 65 69 68 76 82 83 93 99 108
Palhoça RB 138 Palhoça 230 3 66 68 71 71 79 85 86 97 103 112 Palhoça RB 138 Palhoça 230 4 69 70 74 73 82 88 89 100 106 116
A partir de 2013, a perda da única linha de 230kV que abastece a Ilha de Santa Catarina são verificadas sobrecargas na LT de 138kV Palhoça - Ilha Centro e sobrecarga nos transformadores 230/138kV da SE Palhoça. Recomenda-se um acompanhamento deste fluxo frente a novas projeções de mercado.