Distribuição de Energia

7/17/2019 Distribuio de Energia

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CURSO - SISTEMA DE POTNCIATRANSMISSO E DISTRIBUIO DE ENERGIA

ELTRICA

Professor: Joo Luiz Rodrigues

[email protected]


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Sistema de potncia

Gerao, Transmisso, Subdistribuio e Distribuio de

Energia Eltrica;

REDE DETRANSMISSO EM AT

SUBTRANSMISSO REDE DEDISTRIBUIO

TRANSPORTE


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Transformao de uma fonte de energia primria emenergia eltrica;

Fontes Renovveis X Fontes No-Renovveis

Energia Solar Energia Hidrulica

Energia Trmica doBiomassa Energia Elica

Energia das Mars Energia Trmica

Energia Nuclear


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Principais formas de Gerao de EnergiaEltrica:

Gerao Hidreltrica:gua; Gerao Trmica: Queima carvo, gs, leo diesel,etc;

Gerao Elica: Ventos;

Gerao Fotovoltaica: Raios solares.


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Prxima a Usina/ Gerao;

Dependendo das caractersticas tcnicas da Turbina ela

pode ter capacidade de participar do processo de Geraode vrios, ou melhor, milhares de MVA.

Pode gerar diversos valores de tenses.

Ex: 2,3kV, 13,8 kV, etc.


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Componentes principais:

Transformador de Potencia Elevador: Eleva o valorda tenso gerada.

Ex:13,8 kV para 230 kV ao nvel de transmisso.

Disjuntor, Chave Seccionadora, TC, TP, Para-raios,Sistema de Proteo/Reles, Comando,

Comunicao, Banco de capacitores, etc.


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A transmisso em longas distncias feita em alta tensoe baixa corrente;

Os condutores so dimensionados em funo da potnciagerada e da distncia a ser percorrida;

O transformador considerado uma mquina ideal, hajavista que resulta em baixas perdas eltricas em relao apotncia nominal.


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As torres, isoladores e acessrios so definidos emfuno da carga, trajeto, distancia e levantamentotopogrfico;

Desconsiderando as perdas no Pfe + Pcu;

Elevando o valor da tenso no lado S2 teremos o valorda corrente reduzida nesse lado;

S1 = S2


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Transporte de energia eltrica:

O local da Gerao na maioria das vezes distante do ponto deutilizao exigindo o transporte desta energia;

A maneira de transportar energia sob a forma de eletricidade utilizando-se linhas eltricas, ou melhor, linhas de transmisso;

A linha de transmisso, oriunda da usina de Itaipu a So Paulo, utilizaCorrente-Continua. No Brasil predomina a corrente alternada;


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Linha Eltrica: conjunto de condutores, isoladores e acessriosmontados em estruturas, metlicas, concreto ou de madeira, destinadospara transportar energia eltrica entre dois pontos de um sistema

eltrico.

Condutores: Com exceo da DR, utiliza o condutor de alumnio comalma de ao.


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Torres utiliza estruturas metlicas(Galvanizadas a fogo), Concretoarmado ou de Madeira Tratada;

Isoladores de vidro, porcelana ou polimrico;

Acessrios de Sustentao: ao carbono galvanizado a fogo.

Ex: Substao de Saupe/Ba - altos ndices de agressividades.


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1. Sistemas de Transmisso;

2. Sistemas de Subtransmisso;3. Sistemas de Distribuio.


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(ABNT NBR 5460/1992)

Transporte de energia eltrica caracterizado pelo valor nominal detenso:

a) Entre a subestao elevadora de uma usina eltrica e asubestao abaixadora em que se inicia asubtransmisso, ou que alimenta um sistema dedistribuio, ou que fornece energia eltrica a um grandeconsumidor;

b) Entre as subestaes que fazem a interligao dossistemas eltricos de dois concessionrios, ou reasdiferentes do sistema de um mesmo concessionrio.


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. (ABNT NBR 5460/1992)

Sistema de transmisso: parte de um sistema eltrico que compreendeas linhas de transmisso e os equipamentos a elas associados;

Subestao de transmisso: subestao transformadora que partede um sistema de transmisso;

Linha de transmisso: linha eltrica destinada

transmisso(transporte) de energia eltrica.


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Sistema de Transmisso Brasileiro:

Extenso por Nvel de Tenso:

Quantidade de Linhas (Mdulo LT) por nvel de tenso:

765 kV - 2.698,00 km - 440 kV - 6.829,93 km

- 600 kV - 4.044,00 km 345 kV - 9.360,32 km

525 kV - 5.225,65 km 230 kV - 44.056,21 km- 500 kV - 29.643,97 km

765 kV (9) 440 kV (54)

600 kV (5) 345 kV (131)

525 kV (44) 230 kV (747)

500 kV (200)


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Sistema Interligado Vantagens da interconexo dos sistemas eltricos:

Interligao grandes blocos de potncia;

Maior confiabilidade;

Aproveitamento de fontes de energia mais econmicas;

Operao mais econmica de um sistema de potncia.


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Sistema Interligado

Desvantagens:

Corrente durante um curto circuito aumentada (necessidadede equipamentos de maior capacidade);

Perturbaes em um sistema (curto circuito) so estendidas aosdemais sistemas conectados (necessidade de instalao de relsapropriados);

As mquinas sncronas dos sistemas devem estar em fase;

O sistema pode cair em cascata, na retirada de uma fonte -Black out.


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(ABNT NBR 5460/1992) Transmisso de energia eltrica entre uma subestao abaixadora

de um sistema de transmisso e uma ou mais subestaes dedistribuio.

Sistema de subtransmisso: parte de um sistema eltrico quecompreende as linhas de subtransmisso e os equipamentos a elasassociados;

Linha de subtransmisso: linha eltrica destinada a subtransmisso

de energia eltrica.


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Uma SE um conjunto de equipamentos de manobrae/ou transformao.

Usada para dirigir o fluxo de energia em sistema depotncia e possibilitar a sua diversificao atravs derotas alternativas.

Possui dispositivos de proteo capazes de detectar osdiferentes tipos de faltas e isolar o trecho onde elas

ocorrem.


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SE MVEL

SE completamente montada sobre um semi-reboque.


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Tipos de Subestaes

SE MVEL

Utilizao prazo definido

Atendimentos emergenciais e eventos. Paradas para Manuteno Programada e/ou corretivas

No devem ser utilizadas com a finalidade prazo indefinido:

Fornecimento de Energia durante a fase de planejamento ouconstruo de SEs convencionais. Aumento de carga de SEs j existentes. Cargas Sazonais ou Temporrias.

Nota: Nessas condies ela pode se transformar em fixa.


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Tipos de SubestaesSE de Distribuio Externa - Tradicional


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Tipos de SubestaesSE Blindada - GIS

Tipos de Subestaes


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Tipos de SubestaesSE Blindada - Abrigada

Uma das razes para a utilizao da SE blindada a SF6 se deve

compactao do arranjo.


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Tipos de SubestaesSE Convencional

Aqui se enquadram as subestaes mais utilizadas pelos maioresconsumidores, inclusive indstrias. Por isso uma maior ateno ser dada aolongo deste curso.

Transformador de Potencia


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Transformador de Potncia


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Transformador de Potncia Placa de Identificao


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Transformador de Potncia Placa de Identificao


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Transformador de Potncia

DISJUNTOR 245kV 01 CMARA DE INTERRUPO POR PLO


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DISJUNTOR 245kV 01 CMARA DE INTERRUPO POR PLO

DISJUNTOR 550kV 02 CMARAS DE INTERRUPO POR PLO


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Transformador de Corrente de AT 69 kV


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Transformador de Corrente de AT 69 kV

Isolao Papel/leo

Alt T


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Alta Tenso


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Cabea em Resina ou liga de Alumnio

Especialmente projetados para atenderos requerimentos das normas nacionais

e internacionais

Leves e

Dimenses Compactas


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Normas aplicadas TC e TP

ABNT-Associao Brasileira de NormasTcnicas

NBR-6856/2014 - Especificao de TC.

NBR-6855/09 - Especificao e Mtodo deensaio em TP.


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Norma Aplicada Trafo de Fora

ABNT-Associao Brasileira de NormasTcnicas

NBR-5356/2007 - Especificao de TF.

Especificao e Mtodo de ensaio em TF.


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Mdulos HbridosDisjuntor

Mdulos Hbridos Disjuntor TP

TC Secionadora Chave de terra


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Evoluo e aplicao dos equipamentos de alta tensoTaxas de Falha e de Manuteno

Grande volumede leo

Ar comprimido~cada 1 ano

Mnimo leo~cada 5 anos

Gas SF6~cada15 anos

Seccionadorasconvencionais isoladas a ar

~cada 3-5 anos

R


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Custo do terreno Preparao do terreno

Aplicando esquemas simples

Menos engenharia de projeto

Esquema de proteo simplificado

Rapidez na Execuo do projeto

Menor tempo de construco(obras civis)

Menor tempo de montagem

Menor tempo de ensaios ecomissionamento

Menos barras e estruturas suporte Sem seccionadoras

Menos equipamentos de AT

Menos fundaes

Menos malhas de aterramento

Menos cabos primrios

Menos cabos secundrios

Menos cerca do permetro

Menos iluminao

Menos obras civis

ResumoEconomia nos custos diretos


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1. Polo2. Mecanismo com funo de

intertravamento3. Suporte4. Eixo dos polos5. Chave de aterramento6. Mecanismo de operao para chave de

aterramento


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Lmina de terra motorizada fechadaremotamente

e com cadeado

1. Polo2. Mecanismo com funo deintertravamento

3. Suporte4. Eixo dos polos5. Chave de aterramento6. Mecanismo de operao para chave

de aterramento


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Fechar as Seccionadorascom Chaves de

Aterramento


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Distribuio


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Distribuio

Transferncia de energia eltrica para osconsumidores, a partir dos pontos ondese considera terminada transmisso (ousubtransmisso), at a medio de

energia, inclusive.


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Distribuio


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Distribuio

Transferncia de energia eltrica para osconsumidores, a partir dos pontos onde seconsidera terminada a transmisso (ousubtransmisso), at a medio de energia,inclusive (NBR 5460/1992).

Sistema de Distribuio:


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Sistema de Distribuio:

Distribui a energia eltrica para o consumidor final.

Parte de um sistema eltrico destinada distribuio deenergia eltrica, numa determinada localidade, ou numaparte determinada desta.

Conjunto de instalaes e equipamentos eltricos

existentes na rea de atuao de uma distribuidora. (Cartilhade Acesso ao Sistema de Distribuio PRODIST)

Tem importncia fundamental no sistema eltrico.

d b


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Sistema Fsico de Distribuio:

Conecta fisicamente o sistema de transmisso, ou

unidades geradoras de mdio e pequeno porte, aosconsumidores finais.

composto por condutores, transformadores,

equipamentos de medio, controle e proteo das redeseltricas, etc.

Tem importncia fundamental no sistema eltrico.


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Representao do Sistema de Distribuio

Para o entendimento de um sistema de distribuio fundamental a elaborao do diagrama unifilar.

Transmisso


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Transmisso

Representao de sistemas eltricos - Diagrama Unifilar

O Diagrama unifilar a representao grfica de um sistema eltrico

em que se utilizam linhas e smbolos associados aos equipamentos einstalaes da rede eltrica;

Representa sistemas monofsicos ou trifsicos;

Representa apenas uma fase do sistema;

Pode-se suprimir o neutro, indicando-se as partes componentes porsmbolos padronizados ( nica linha e smbolos apropriados).


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Transmisso

Representao de sistemas eltricos - Diagrama Unifilar

O objetivo de um diagrama unifilar fornecer de maneira concisa osdados mais significativos e importantes de um sistema de potncia;

A quantidade de informaes contida num diagrama varia de acordocom objetivo do estudo.

O objetivo de um diagrama unifilar fornecer de maneira concisa osdados mais significativos e importantes de um sistema de potncia;

A quantidade de informaes contida num diagrama varia de acordocom objetivo do estudo.


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Subestao de Distribuio

Subestao de distribuio: As subestaes de distribuio so supridas pela rede de

subtransmisso e so responsveis pela transformao da tensode subtransmisso para a distribuio primria.

Os arranjos das subestaes de distribuio variam de acordo coma potencia instalada.


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Regies de baixa densidade de carga: Transformadores com potencia da ordem de 10 MVA; Barra simples; Custo baixo; Alimentao com uma nica linha de suprimento ou duas linhas; Confiabilidade baixa.


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Substao de Distrbuio


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Substao de Distrbuio

Diagrama Monopolar - SE


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g p


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Regies de densidade de carga maior: Alimentao com duas ou mais linhas de suprimento; Aumenta-se o nmero de transformadores; Barramentos de alta tenso independentes;

Barramentos de mdia tenso seccionados; Maior flexibilidade operacional; Maior confiabilidade.

SE com dois transformadores e barra simples seccionada:


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SE com dois transformadores e barra simples seccionada:

SE com dois transformadores e barras secundrias duplas seccionadas :


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Subestao de Distribuio Flexibilidade da Manuteno de


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disjuntores da sada dos alimentadores da SE.

Utilizao de barramentos principal e de transferncia:



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Potncia instalada da SE: Soma das potencias nominais de todos os transformadores

existentes na SE. Potncia Firme da SE: Aquela que se pode suprir quando da sada de servio do maior

transformador existente na SE; Em contingncia os transformadores podem operar com

sobrecarga (fSob);

Exemplo: SE com n transformadores, saindo o transformador demaior potncia, a potncia firme = fSob x Sn (i-1)

Quando a potncia firme maior que a instalada, fixa-se a firmeigual a instalada.

S b t d Di t ib i


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Exemplo 1. Uma subestao com dois transformadores de40 MVA e fator de sobrecarga de 1,2 pu. Qual a potnciainstalada e firme desta subestao?

S b t d Di t ib i


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Soluo do Exemplo1:

Potncia instalada: S = 40 + 40 = 80 MVA

Potncia firme:Sfirme = 40 x 1,2 = 48 MVA

S b t d Di t ib i


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Substao de Distribuio

Exemplo 2. Uma subestao com quatro transformadoresde 25 MVA e fator de sobrecarga de 1,4 pu. Qual apotncia instalada e firme desta subestao?



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Soluo do exemplo 2.

Potncia instalada: S = 4 x 25 = 100 MVA

Potncia firme: Sfirme = 1,4 x 3 x 25 = 105 MVA

Como: Sfirme > Sinstalada ento Sfirme = 100 MVA

T i


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Transmisso

Diagrama Unifilar


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g

Transmisso


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Transmisso

Transmisso


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Transmisso

Transmisso


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Transmisso

Transmisso


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Transmisso

Transmisso


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Transmisso

Conceitos & Observaes


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1- Cuidados no ato da definio tcnica/aquisio do material:

1.1- observar a compatibilidade eletromagntica correspondente entre os

equipamentos, com funes diferentes, porem utilizados no mesmo projeto eespao fsico;

1.2 eventuais cuidados especficos que devem ser adotados antes daaplicao em campo;

1.3 existncias de especificaes especificas do projeto, contendo dados domaterial, para os ensaios de recebimento, armazenagem, movimentao, start

up, etc.1.4 Normas ABNT correspondentes, ou na falta delas,recorrer

as normas internacionais, que devero ser adotadas para auxiliar aperformance da instalao, etc.

Transmisso


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Transmisso

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