MEMORIAL DESCRITIVO PARA ELETRIFICAÇÃO DOS PREDIOS CIENCIAS HUMANAS E SISTEMA DE INFORMAÇÃO
Sistemas de Forca e Energia Aula 02.2011 -...
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Curso de Manutenção de Curso de Manutenção de Curso de Manutenção de Curso de Manutenção de ferrovias ferrovias ferrovias ferrovias –––– Eletrotécnica IIEletrotécnica IIEletrotécnica IIEletrotécnica II
Sistemas de força e energiaSistemas de força e energiaSistemas de força e energiaSistemas de força e energia
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Distribuição
- A conexão e atendimento ao consumidor é realizadopelas distribuidoras de energia elétrica.- As cooperativas de eletrificação rural, entidades depequeno porte, transmitem e distribuem energia elétricaexclusivamente para os associados.- Em 2008, 53 dessas cooperativas atendem a
pequenas comunidades.- Mercado de distribuição de energia elétrica- 63 concessionárias- mais de 61 milhões de unidades consumidoras.- O controle estatal ou privado
Quantidade de usinas
- O Brasil contava, em novembro de 2008,- 1.768 usinas em operação, que correspondem a uma
capacidade instalada de 104.816 MW – número queexclui a participação paraguaia na usina de Itaipu.Do total de usinas, 159 são hidrelétricas,
- 1.042 térmicas abastecidas por fontes diversas (gásnatural, biomassa, óleo diesel e óleo combustível)
- 320 Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs), duasnucleares,
- 227 centrais geradoras hidrelétricas (pequenasusinas hidrelétricas) e uma solar.
Redes de Transmissão
- Redes de transmissão, após deixar a usina, aenergia elétrica trafega em tensão que varia de 88 kV a750 kV.- Nas subestações das distribuidoras, a tensão érebaixada e, por meio de um sistema composto porpostes e transformadores, chega à unidade final em 127volts ou 220 volts.- Algumas unidades industriais que operam com tensõesmais elevadas (de 2,3 kV a 88 kV) em suas linhas deprodução e recebem energia elétrica diretamente dasubestação da distribuidora (pela chamada rede desubtransmissão)
Qualidade no fornecimento da energia
- Faixa de frequência nula;regulação nula igual a nominal – 60Hz.
- Distorção harmônica nula;Senoide perfeita.
- Continuidade igual a 1;Consumidor suprido todo o tempo;
- Faixa de tensão nula;regulação nula e iguala nominal- 220V.
Transmissão e distribuição da energia
- A rede de transmissão liga as grandes usinas degeração às áreas de grande consumo.
- poucos consumidores com um alto consumo deenergia elétrica são conectados às redes
- predomina a estrutura de linhas aéreas.
- A segurança é um aspecto fundamental para asredes de transmissão.
Transmissão e distribuição da energia
- Qualquer falta neste nível pode levar adescontinuidade de suprimento para um grande númerode consumidores.- A energia elétrica é permanentemente monitorada egerenciada por um centro de controle.- O nível de tensão depende do país, mas normalmenteo nível de tensão estabelecido está entre 220 kV e 765kV.
Rede de sub-transmissão
- A rede de sub-transmissão recebe energia da rede detransmissão com objetivo de transportar energia elétricaa pequenas cidades ou importantes consumidoresindustriais.- O nível de tensão está entre 35 kV e 160 kV.- Em geral, o arranjo das redes de sub-transmissão éem anel para aumentar a segurança do sistema.
Rede de sub-transmissão
- A estrutura dessas redes é em geral em linhas aéreas,por vezes cabos subterrâneos próximos a centrosurbanos fazem parte da rede.
- A permissão para novas linhas aéreas está cada vezmais demorada devido ao grande número de estudosde impacto ambiental e oposição social.
- Os sistemas de proteção são do mesmo tipo daquelesusados para as redes de transmissão e o controle éregional .
Linhas de transmissão
- As linhas de transmissão no Brasil costumam serextensas, porque as grandes usinas hidrelétricasgeralmente estão situadas a distâncias consideráveis doscentros consumidores de energia.- Hoje o país está quase que totalmente interligado, de
norte a sul.- O segmento de transmissão no Brasil em 2008 por
era composto de mais de 90 mil quilômetros de linhase operado por 64 concessionárias.
Rede SIN
- Abrange as regiões Sul, Sudeste, Centro-Oeste,Nordeste e parte do Norte;- Concentra aproximadamente 900 linhas detransmissão que somam 89,2 mil quilômetros nastensões de 230, 345, 440, 500 e 750 kV (rede básicaque grandes linhas entre uma região e outra, ativos deconexão das usinas, necessários às interligaçõesinternacionais);- Abriga 96,6% de toda a capacidade de produção deenergia elétrica do país;- Oriunda de fontes internas ou de importações.
Linhas de transmissão
- As torres para linha de transmissão podem ser:- circuito simples (com três condutores por fase)
- circuito duplo (com dois condutores por fase).
- Os cabos para linha de transmissão aérea éconstituído por fios colocados em coroas superpostas,encordeadas em sentidos opostos.
Linha de transmissão
- Parâmetros que influem decisivamente no transportede energia elétrica que são:- resistência,
- indutância,
- capacitância,
- condutância,
- As linhas aéreas podem ser:- curtas (menor que 80km),
- médias (entre 80km e 240km)
- longa (acima de 240km).
Subestação elevadora
- Como os geradores são potências elevadas (MW) e atensão comercial gerada é razoavelmente baixa (kV), acorrente elétrica no gerador é de grande intensidade.- Por fatores econômicos, a subestação elevadora éconstruída o mais próximo possível da geração.- Dentro de uma estação elevadora transformadores
elevam, as tensões de 6,9kV, 13,8kV ou 18kV para69kV, 138kV, 230kV etc.
- O motivo- diminuição das perdas
- utilização de torres e de fios de bitolas maisfinas.
Subestação abaixadora
- A tensão que chega em uma subestação abaixadora, ébaixada para os valores de tensão de distribuição de34,5kV e 13,8kV.- Da subestação de distribuição os condutores saem eseguem para a distribuição urbana em 13,8kV.- Nas ruas os transformadores nos postes daconcessionária reduzem a tensão de 13,8kV para 127V e220V, para a utilização residência e industrial
Classificação das tensões segundo as normas brasileiras:
- Baixa tensão: até 1000V;
- Média tensão: acima de 1000V até 72500V;
- Alta tensão: acima de 72500V até 242000V;
- Extra-Alta tensão: Acima de 242000V.
Estrutura do sistema elétrico
- A estrutura do sistema elétrico de potência compreende- sistemas de geração,
- transmissão,
- distribuição,
- subestações de energia elétrica,
Sistemas monofásicos
- Os sistemas monofásicos funcionam em doiscondutores, fase e neutro.
Já o bifásico, recebe alimentação por três condutores,duas fases e um neutro.
Sistemas trifásicos
- O sistema trifásico é formado pela associação de trêssistemas monofásicos de tensões:- , , ,
- Defasados de 120 graus.
- Sistema trifásico equilibrado,- .
- estrela ou triângulo.
Animações e vídeo
- Animação 1- Animação 2- Animação 3- Corrente alternada- A arte de cortar 4 fios em 1
Sistemas unifilares
- Os sistemas unifilares representam os principaiscomponentes por símbolos e suas interconexões com amáxima simplificação e omissão do condutor neutro, ouseja, representa apenas uma fase do sistemamonofásico ou trifásico.
Proteção do sistema elétrico
- As linhas de transmissão e redes aéreas dedistribuição são extremamente vulneráveis às descargaselétricas atmosféricas, que em determinadas condições,podem provocar sobretensões elevadas no sistema,ocasionando a queima de equipamentos.- Para que se protejam os sistemas elétricos dos surtosde tensão, que também podem ter origem durante asmanobras de chaves seccionadoras e disjuntores, sãoinstalados para-raios, também são utilizados osdescarregadores chifres, cujo desempenho é inferior aodo para-raios.
Exercício 3
1. Quais os parâmetros que caracterizam a qualidade no fornecimentoda energia?
2. Qual a função das redes de transmissão?3. Como são os cabos para linha de transmissão?4. Quais os parâmetros que influem no transporte de energia elétrica?5. Porque elevamos a tensão para transmitir energia em uma linha
para os grandes centros?6. Como as normas brasileiras classificação as tensões em relação aos
seus valores?7. Fale sobre o sistema trifásico?8. Cite alguns equipamentos de proteção para sistemas de energia.9. Sabendo que a tensão de fase em um sistema trifásico em estrela é
220V, calcule a tensão de linha nesse mesmo sistema.10. Considerando a corrente de linha em um sistema trifásico na
configuração triângulo 10A, calcule a corrente de fase para essecircuito.