01 Estrutura Do Sep

Estrutura do Sistema Elétrico de Potência (SEP)

Universidade Federal da Paraíba

Centro de Energias Alternativas e Renováveis

Departamento de Engenharia Elétrica

Análise de Sistema Elétricos – 2014.1

Estrutura do Sistema Elétrico de Potência (SEP)

Helon David de Macêdo Braz

Estrutura do SEP

- Estrutura do Sistema Elétrico de Potência (imagem do livro do Nelson Kagan)

2/52Helon D. M. Braz

Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Geração

1. Não gera. Converte!

2. Topologia: Pontual.

3. Tensão: V ≤ 25 kV

4. Várias fontes: hidrelétricas, térmicas, eólicas, marés, etc...

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4. Várias fontes: hidrelétricas, térmicas, eólicas, marés, etc...

5. Térmicas: oléo, gás, nuclear, solar, carvão, geo-térmica, bio-massa, etc...

Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Geração Hidrelétrica

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Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Geração (Usina de Xingó)

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Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Turbina Pelton

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Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Turbina Francis

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Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Turbina Kaplan

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Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Gerador Elétrico

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Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Rotor de um Gerador de Itaipu

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Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Aproveitamentos Hidráulicos

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Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Detalhe do Rio São Francisco

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Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Transmissão

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1. Objetivo: Conectar as usinas geradoras aos locais de consumo.

2. Topologia: Fortemente malhado para ter maior confiabilidade. Critério N-1.

3. Alta capacidade de Transmissão: 230 kV ≤ V ≤ 1000 kV

4. Sistema Interligado Nacional (SIN)

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4. Sistema Interligado Nacional (SIN)

5. Grandes consumidores... (Exemplo: Coteminas em Campina Grande)

6. Transmissão CA e CC

7. Rede da Chesf


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Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: SIN

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Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Detalhe da Paraíba

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Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Distribuição

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Sub-Transmissão, Distribuição Primária e Distribuição Secundária

Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Sub-Transmissão

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1. Faz parte da Distribuição. Pode ter sido Transmissão no passado.

2. Topologia: Malhado.

3. Tensão: 69 kV ≤ v ≤ 138 kV

4. Energisa, EDAL, etc...

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4. Energisa, EDAL, etc...

5. Consumidores industriais...


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Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Rede da Energia na Paraíba

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Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Detalhe da Área de Coremas

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Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Distribuição Primária

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1. Faz parte da Distribuição.

2. Tensão: 13.8 kV ≤ v ≤ 34.5 kV

3. Energisa, EDAL, etc... Rede da universidade!

4. Consumidores: condomínios, clubes, etc...

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4. Consumidores: condomínios, clubes, etc...

5. Topologia: Radial. Podendo ter “Recursos”.

6. Medição geralmente na saída dos alimentadores.

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Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Distribuição Primária (Rede Compacta)


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Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Distribuição Primária (GIS)


Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Distribuição Secundária

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1. Faz parte da Distribuição.

2. Topologia: Todos em paralelo.

3. Tensão: 110 V ou 220 V fase-terra.


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5. Consumidores: residenciais.

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Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Transformações

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Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Transformações

1. Entre níveis de tensão diferentes, há transformadores.

2. Os transformadores podem ser: Elevadores ou Abaixadores de Tensão.

3. Os transformadores podem ser: Monofásicos em bancos trifásicos ou Trifásicos.

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4. Rede da universidade!

5. Exemplos...

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Transformador Monofásico de 400 MVA – SE Pecém

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Subestação de Distribuição Rio Largo – 69/13,8 kV

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Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Subestações

Os transformadores estão fisicamente alocados em instalações chamadas de Subestações. As Subestações podem ser: ao tempo ou abrigadas.

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Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: SE Zebu II da Chesf

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Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Subestações

As Subestações podem ser: Elevadoras, Abaixadoras, Seccionadoras...

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Subestação de 500 kV – Colinas, Miracema, Gurupi (Seccionadora)

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SUBESTAÇÃO JAGUARÉ - ESCELSATRAFO DE 69/13,8KV - 12,5MVA

Diagrama Unifilar e Potência Nominal

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Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Cargas

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Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Cargas

1. Energia elétrica na forma elétrica é inútil.

2. O consumo ocorre pela sua transformação em outras formas: cargas.

3. Motores, Aquecimento, Resfriamento, Cozinhar, Computadores, etc...

4. É desejado: continuidade, magnitude constante, frequência constante,

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4. É desejado: continuidade, magnitude constante, frequência constante, forma senoidal.

5. Modelos: ZIP

6. Não há como controlar... depende da vontade dos consumidores.

7. É caracterizada por vários fatores; Carga, Demanda, Perdas, etc... Assuntos de Distribuição de Energia Elétrica!

Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Análise Geração+Transmissão

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1. Na análise dos sistemas elétricos de potência é usual estudar Geração+Transmissão separadamente. Assim, a Distribuição é modelada matematicamente por uma carga conectada na barra do sistema de transmissão.

2. A disciplina Análise de Sistemas Elétricos trata do segmento Geração+Transmissão.

Estrutura do Sistema Elétrico de Potência: Análise Distribuição

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1. Na análise dos sistemas de Distribuição é comum modelar eletricamente somente o sistema de distribuição e supor que os sistemas de Geração+Transmissão fornecem apenas barras de tensão controlada – fontes ideais.

2. A disciplina Distribuição de Energia Elétrica trata do segmento Distribuição.

Questões

1 – Por quê transmitir usando tensões extra-altas? Enumere seus argumentos. Há alguma desvantagem?

2 – Busque na Internet a tensão nominal dos geradores de ao menos 3 usinas hidrelétricas do SIN.

3 – Defina critério de confiabilidade N-1.

4 – Busque na Internet dados estatísticos sobre o SIN:

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• Capacidade de Geração,

• km's de Linhas de Transmissão por nível de tensão,

• Demanda em MW,

• etc.

5 – Qual segmento possui maior confiabilidade de suprimento: sub-transmissão ou distribuição primária?

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