aula01 Introdução ao Sistema elétrico

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1ºAula
Introdução ao Sistema elétrico
Objetivos de aprendizagem
Ao término desta aula, vocês serão capazes de: 
• compreender a estrutura do setor elétrico, os principais componentes e as principais normas utilizadas de uma 
instalação;
• identificar os principais agentes do setor, os componentes de uma instalação elétrica e as principais normas;
• definir os diferentes níveis de tensão, os principais equipamentos e as linhas elétricas.
Prezados(as) estudantes,
Para iniciarmos os estudos em instalações elétricas, 
primeiramente, precisamos entender como é estruturado o 
setor elétrico brasileiro e como estão organizadas as instalações 
elétricas, pois isso facilitará a aprendizagem das próximas aulas.
Vamos, então, à leitura das aulas?
Boa aula!
Bons estudos!
283
Instalações Elétricas 6
1. 
Seções de estudo
O que é o sistema elétrico?
2. O que é uma instalação elétrica?
3. Normas recomendadas
1 - O que é o sistema elétrico?
Conforme a ANEEL (2018), o sistema elétrico de 
potência é dividido em geração, transmissão e distribuição de 
energia elétrica. Para transmissão e distribuição são utilizados 
condutores elétricos, que permitem que a energia flua desde a 
geração até o consumidor.
Esse sistema pode ser representado como um grande 
circuito elétrico, onde as cargas elétricas podem escoar por 
vários pontos da malha.
1.1 - Principais agentes
Na Figura 1 temos o Mapeamento das Instituições do 
Setor Elétrico e os níveis hierárquicos. Os agentes CNPE, 
MME e CMSE estão ligados diretamente à presidência da 
república. Eles exercem atividades de governo, além de 
planejamento e monitoramento do setor. Enquanto que os 
outros agentes exercem outras funções, como, por exemplo, a 
Aneel, que tem a função de regular e fiscalizar o setor elétrico. 
F igura 1 – Mapeamento das Instituições do Setor Elétrico. (CCEE, 2018, s.p.). Fonte: Câmara de 
Comercialização de Energia Elétrica (CCEE). Disponível em: <https://www.ccee.org.br/portal/
faces/pages_publico/onde-atuamos/com_quem_se_relaciona?_afrLoop=344159964573065&_
adf.ctrl-state=njokl5ca9_1#!%40%40%3F_afrLoop%3D344159964573065%26_adf.ctrl-
state%3Dnjokl5ca9_5>. Acesso em: 19/09/2018.
Na Figura 2 temos um exemplo simplificado de como é 
o sistema elétrico. A energia gerada nas usinas, transmitida e 
distribuída até os consumidores finais.
Fi gura 2 - Exemplo Simpli cado do modelo do setor elétrico brasileiro (ANEEL, 2018).
1.1.1 - Geração
A energia é gerada nas usinas, que podem ser de grande 
porte, como Itaipu e Tucuruí, ou até mesmo, pequenos projetos 
como de usinas solares em residências e estabelecimentos 
comerciais.
As principais fontes da matriz elétrica energética brasileira 
ainda são, predominantemente, a hídrica e a fóssil. Ainda se 
somarmos todas as usinas termelétricas (Fóssil, Biomassa e 
Nuclear) com as usinas hidroelétricas, elas juntas representam 
91% de toda geração do país.
Figura 3 - Fontes utilizadas no Brasil em Operação (ANEEL, 2018, sp.).
Mas, nos últimos 30 anos, a tecnologia na área de geração 
tem evoluído de maneira significativa. Com isso, grandes 
mudanças estão ocorrendo, principalmente na estrutura do 
setor elétrico mundial e, consequentemente, brasileiro, das 
quais podemos destacar a descentralização da geração.
No caso brasileiro, a descentralização da geração de 
energia elétrica representa uma mudança impactante no 
panorama do setor elétrico como o conhecíamos até então. 
Pois no modelo clássico do setor - como visto na Figura 2 - a 
geração se caracterizava por ser realizada a partir de grandes 
empreendimentos que, de maneira geral, se localizam a grandes 
distâncias das áreas de consumo. Enquanto que outras fontes 
de geração, ao contrário, podem se localizar mais próximas da 
carga, e estão ampliando sua participação no mercado. Duas 
dessas fontes são a eólica e a solar.
284
7
Graças a isso, o setor passa a ter maior diversificação 
de fontes em sua matriz energética, que não são vistas como 
fontes que garantiram o fornecimento de energia para o país, 
mas são uma complementação para aquilo que já existe. 
Destacamos esses avanços na tecnologia de geração de 
energia, por fonte Solar, Eólica e Biomassa, que por meio 
de incentivos e investimentos públicos e privados, desde que 
ocorreram algumas mudanças na regulamentação, ganharam 
muito espaço na matriz energética brasileira, com um grande 
potencial de aumentar essa participação nos próximos anos.
Para exemplificar o que está ocorrendo, podemos 
comentar sobre a mini e micro geração distribuída, que 
permite que o consumidor possa gerar sua própria energia a 
partir de fontes renováveis ou cogeração qualificada. 
Veja que com isso, a energia também está sendo gerada 
muito mais próxima das cargas, dos consumidores, e por 
meio de fontes diversas, como Solar, Eólica, Biomassa, por 
exemplo. Para conhecer mais sobre esse tema seria necessário 
um curso inteiro dedicado apenas a ele. Mas ao final desta 
Aula, segue alguns links com explicação mais detalhada sobre 
tudo isso.
1.1.2 - Transmissão
Após algumas mudanças ocorridas no setor, 
principalmente nos anos 2000, a transmissão de energia, 
como linha de negócio, foi separada da geração e distribuição. 
O objetivo naquela época era aperfeiçoar as licitações e 
aumentar a concorrência nas diferentes linhas de negócios. 
Algumas empresas são outorgadas a explorar esse serviço, 
assim como ocorre com a distribuição.
No Brasil, esse segmento conta com 77 
concessionárias responsáveis pela administração 
e operação de mais de cem mil quilômetros 
de linhas de transmissão espalhadas pelo 
país, conectando os geradores aos grandes 
consumidores ou, como é o caso mais comum, às 
empresas distribuidoras. No Brasil, o segmento 
de transmissão é aquele que se caracteriza por 
operar linhas em tensão elétrica superior a 230 
mil Volts (ABRADEE, 2018, s.p.).
A Transmissão se caracteriza por ter linhas de alta à 
altíssima tensão, que normalmente podem variar de 230kV 
até mesmo 750kV.
1.1.3 - Distribuição
A distribuição de energia é uma das etapas entre a geração 
e o consumo final da energia elétrica. Assim como ocorre 
na transmissão, há consumidores e geradores conectados a 
distribuição. 
Mas do ponto de vista do consumidor, a energia é recebida 
da transmissão em uma subestação de transformação, onde 
a tensão é rebaixada ao nível de distribuição. Dali a energia 
é distribuída, ou diretamente para o consumidor final, ou a 
outras subestações de rebaixamento e então até o consumidor.
No Brasil, as responsáveis pela distribuição de energia 
são empresas que detém o direito de concessão para explorar 
esse serviço. Normalmente, a tensão aplicada a distribuição 
pode variar da baixa tensão 127V ou até mesmo a alta tensão 
230kV.
1.1.4 - Consumidores
São exemplos de consumidores de energia: indústrias, 
estabelecimentos comerciais, grandes empreendimentos 
imobiliários, residências e outros. Ambos utilizam a energia 
produzida nas usinas, que depois de transmitida, distribuída, 
chega até eles, ou também, podem gerar sua própria energia 
como é caso dos autoprodutores.
Conjunto composto por instalações, 
equipamentos elétricos, condutores e 
acessórios, incluída a subestação, quando 
do fornecimento em tensão primária, 
caracterizado pelo recebimento de energia 
elétrica em apenas um ponto de entrega, com 
medição individualizada, correspondente a um 
único consumidor e localizado em uma mesma 
propriedade ou em propriedades contíguas 
(ANEEL, 2018, s.p.).
Os consumidores ainda podem ser divididos entre: cativos 
e livres. O primeiro, necessariamente, deve contratar energia 
da distribuidora, já o segundo pode escolher livremente seu 
fornecedor de energia.
1.2 - Níveis de tensão
Há diferentes níveis de tensão, que no Brasil são 
padronizados pelo inciso III e o § 2º do art. 47 do Decreto nº 
47.019, de 26 de fevereiro de 1957. 
Assim, conforme Brasil (1957, s.p): 
[...] transmissão e subtransmissão: 750; 500; 
230; 138; 69; 34,5; 13,8 kV;
distribuiçãoprimária em redes públicas: 34,5 
e 13,8 kV;
distribuição secundária em redes públicas: 
380/220 e 220/127 volts, em redes 
trifásicas; 440/220 e 254/127 volts, em redes 
monofásicas. 
Ainda quanto ao nível de tensão, o consumidor irá ser 
dividido em dois grandes grupos. O Grupo B e o Grupo A. 
Onde o primeiro são aqueles atendidos em baixa tensão, já 
o segundo são aqueles atendidos em alta tensão. Os grupos 
ainda são divididos em outros subgrupos, conforme a 
resolução normativa 414 de 2010 da Aneel. Vejamos:
Assim, de acordo com a ANEEL (2010, p. 5), temos que:
Grupamento composto de unidades 
consumidoras com fornecimento em tensão 
inferior a 2,3 kV, caracterizado pela tarifa 
monômia e subdividido nos seguintes 
subgrupos: 
a) subgrupo B1 - residencial; 
b) subgrupo B2 - rural; 
c) subgrupo B3 - demais classes; e 
d) subgrupo B4 - Iluminação pública.
O Grupo A é composto por unidades consumidoras 
285
Instalações Elétricas 8
com fornecimento em tensão igual ou superior a 2,3 kV, ou 
atendidas a partir de sistema subterrâneo de distribuição em 
tensão. 
Ainda de acordo com a ANEEL (2010, p.5):
a) subgrupo A1 - tensão de fornecimento igual 
ou superior a 230 kV; 
b) subgrupo A2 - tensão de fornecimento de 
88 kV a 138 kV; 
c) subgrupo A3 - tensão de fornecimento de 
69 kV; 
d) subgrupo A3a - tensão de fornecimento de 
30 kV a 44 kV; 
e) subgrupo A4 - tensão de fornecimento de 
2,3 kV a 25 kV; e 
f) subgrupo AS - tensão de fornecimento 
inferior a 2,3 kV, a partir de sistema 
subterrâneo de distribuição. 
O Grupo A é caracterizado por ter tarifa binômia, 
consolidada em Demanda e Consumo.
2 - O que é uma instalação elétrica?
Nesta seção, de maneira geral, apresentaremos as 
principais normas e os conceitos para iniciar os estudos 
referentes a instalações elétricas. Procuraremos abranger o 
máximo de conceitos possíveis para depois aprofundarmos 
os estudos. Para isso, vamos definir primeiramente o que é um 
sistema elétrico. 
Segundo Cotrim (2003, p.1): 
Um sistema elétrico é formado essencialmente 
por componentes elétricos que conduzem (ou 
podem conduzir) corrente, enquanto uma 
instalação elétrica incluí componentes ou não 
conduzem corrente, mas que são essenciais ao 
seu funcionamento, tais como condutos, caixas 
e estrutura de suporte. Nessas condições, a 
cada instalação elétrica corresponderá um 
sistema elétrico.
Há inúmeros cuidados que se deve tomar com relação à 
eletricidade, por isso as normas procuram estabelecer critérios 
técnicos para o correto dimensionamento dos componentes 
instalados no sistema elétrico, para garantir a segurança 
do sistema, dos componentes e também dos usuários das 
instalações.
2.1- Componentes da Instalação
Para Cotrim (2003, p.3), os componentes das instalações 
é o termo empregado para designar itens da instalação que, 
dependendo do contexto, podem ser materiais, acessórios, 
dispositivos, instrumentos, equipamentos, máquinas, 
conjuntos ou mesmo segmentos ou partes da instalação.
2.2 - Equipamentos elétricos
Segundo Cotrim (2003, p.3), o equipamento elétrico é 
unidade funcional, completa e distinta, que exerce uma ou mais 
funções elétricas relacionadas com a geração, transmissão, 
distribuição ou utilização de energia elétrica incluindo-se 
máquinas, transformadores, dispositivos elétricos, aparelhos 
de medição, proteção e controle.
Não se trata de um equipamento específico, mas sim uma 
unidade de equipamentos com funções específicas. Iremos 
falar de mais alguns equipamentos na Aula 3.
Exemplos de Equipamentos 
Figura 4 - Conjunto Motor Gerador a gás (CATERPILLAR, 2018, s.p.).
F igura 5 – Linhas de Transmissão de energia (REUTERS, 2017, s.p.).
 Figura 6 – Rede de distribuição de Energia. (MUNDO DA ELÉTRICA, 2018, s.p.).Fonte: 
Mundo da elétrica. <https://www.mundodaeletrica.com.br/como-chega-a-
eletricidade-em-sua-tomada/>. Acesso em: 26/09/2018.
2.3 - Aparelho Elétrico
Comumente se confunde a classificação do que é 
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9
um aparelho elétrico, confunde-se com um equipamento. 
Contudo, como vimos, a definição de equipamentos é mais 
abrangente.
Nesse caso, podemos utilizar a definição de Cotrim (2003, 
p. 3), o termo aparelho elétrico é utilizado para designar 
equipamentos de medição e certos equipamentos de 
utilização, como: aparelho eletrodoméstico; aparelho 
eletroprofissional; aparelho de iluminação.
2.4 - Linha Elétrica
É comum que se confunda linha elétrica apenas como o 
condutor, mas a linha elétrica abrange uma série de elementos 
da instalação que são utilizados para encaminhar o circuito 
elétrico até o destino.
Uma linha elétrica é o conjunto constituído 
por um os mais condutores, com os elementos 
de xação ou suporte e, se for o caso, de 
proteção mecânica, destinado a transportar 
energia elétrica ou a transmitir sinais elétricos. 
O temo corresponde ao inglês wiring sysem e 
no francês canalization.
As linhas elétricas podem ser constituídas 
apenas por condutores com os elementos 
de xação e/ou suporte, como é o caso de 
condutores xados a paredes ou tetos e de 
condutores xados sobre isoladores (em 
paredes, tetos ou postes). Podem também ser 
formadas por condutores em condutos (como 
eletrodutos, calhas, bandejas). Observe que 
uma linha elétrica pode conter vários circuitos. 
(COTRIM, 2003, p.3). 
Na Figura 7 pode-se verificar o conjunto de linhas 
elétricas. A linha elétrica pode conter vários circuitos. Outros 
exemplos de linhas elétricas estão nas Figuras 5 e 6, que 
representam, respectivamente, linhas de transmissão e de 
distribuição. 
Figura 7 – Instalação de leito e passagem de cabos. Fonte: <http://eletricaduarte.
com.br/instalacoes-eletricas/img10/>. Acesso em: 11/09/2018.
2.5 - Dispositivo elétrico
São dispositivos elétricos aqueles equipamentos que 
desempenham mais de uma função no circuito elétrico. 
Segundo Cotrim (2003, p.3):
Dispositivo elétrico é um equipamento 
integrante de um circuito elétrico, cujo 
objetivo é desempenhar uma ou mais 
funções de manobra, proteção ou controle. 
É importante observar que um dispositivo 
elétrico pode, por sua vez, ser parte integrante 
de uma unidade maior.
As principais funções exercidas pelos dispositivos 
elétricos são:
• Manobra: Chaves Fusíveis, disjuntores e contatores.
• Comando: Contatores, reles de sobrecarga e 
Controlador lógico programável.
• Proteção: Reles de sobrecarga, disjuntores e 
Dispositivos de proteção contra surtos (DPS).
• Controle: Controlador lógico programável e rele.
• Os dispositivos elétricos podem combinar 
funções, mas devem satisfazer todas as prescrições 
estabelecidas na NBR 5410. Em uma instalação 
elétrica é possível ter os seguintes tipos de 
dispositivos combinando funções:
Tabela 1 – Exemplo de dispositivos elétricos que 
combinam funções (POLTRONIERI, 2018).
• Disjuntores
Manobra e Proteção de circuitos elétricos
Figura 8 – Disjuntores ABB. Fonte: ABB. Disponível em: < https://new.abb.com/low-
voltage/pt/produtos/disjuntores >. Acesso em: 26/09/2018.
• Reles
Alguns reles exercem a função de controle e proteção 
de cargas. Como os reles de sobrecorrente temporizados, que 
protegem os circuitos de motores e iluminação.
Figura 9 – Rele com função combinada de comando, controle e proteção. Fonte: 
NSE. Disponível em: <https://www.nse.ch/en/products/kombisave/kombisave-
combined-protection-and-bay-control-unit/ >. Acesso em: 26/09/2018.
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Instalações Elétricas 10
3 - Normas recomendadas
3.1 - NBR 5410
A principal norma que fundamenta instalações elétricas 
de baixa tensão é a NBR 5410, distribuída pela Associação 
Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), a versão mais recente 
desta norma é a de 2004, que possuí Errata 1 de 17.03.2008.
De acordo com Cotrim (2003, p. 2), a NBR 5410 é a 
norma aplicada a todas as instalações elétricas, cuja tensão 
nominal é igual ou inferior a 1.000 V em corrente alternada, 
ou a 1.500 V em corrente contínua (CC). As instalações, cuja 
tensão nominal é superior a 1.000 V em CA ou a 1.500 V em 
CC, são genericamente chamadas de instalaçõeselétricas de 
alta tensão. Por sua vez, as instalações cuja tensão nominal 
é igual ou inferior a 50 V em CA ou a 120 V em CC são 
instalações elétricas de extrabaixa tensão.
Esta Norma estabelece as condições a que devem 
satisfazer as instalações elétricas de baixa tensão, a fim de 
garantir a segurança de pessoas e animais, o funcionamento 
adequado da instalação e a conservação dos bens (COTRIM, 
2003).
Esta norma aplica-se às:
Instalações elétricas residenciais, industriais 
estabelecimentos institucionais e de uso 
público. Além de áreas descobertas das 
propriedades, externas às edi cações de 
reboques de acampamento (trailers), locais 
de acampamento (campings), marinas e 
instalações análogas; e de canteiros de 
obra, feiras, exposições e outras instalações 
temporárias.
Ela aplica-se às instalações novas e a reformas 
em instalações existentes.
Aos circuitos elétricos alimentados sob 
tensão nominal igual ou inferior a 1 000 
V em corrente alternada, com frequências 
inferiores a 400 Hz, ou a 1 500 V em corrente 
contínua; aos circuitos elétricos, que não os 
internos aos equipamentos, funcionando sob 
uma tensão superior a 1 000 V e alimentados 
através de uma instalação de tensão igual ou 
inferior a 1 000 V em corrente alternada (por 
exemplo, circuitos de lâmpadas a descarga, 
precipitadores eletrostáticos etc.);
a toda ação e a toda linha elétrica que não 
sejam cobertas pelas normas relativas aos 
equipamentos de utilização; e às linhas elétricas 
 xas de sinal (com exceção dos circuitos 
internos dos equipamentos) (ABNT, 2004).
3.1.1 - Normas Complementares
A NBR 5410-2004 baseia-se em inúmeras normas, 
colocaremos a seguir exemplos de algumas, que estão válidas 
até este momento.
• ABNT NBR 5419-1: 2015 - Proteção contra 
descargas atmosféricas.
• ABNT NBR NM 60669-1: 2004 - Interruptores 
para instalações elétricas fixas domésticas e análogas.
• ABNT NBR 11301:1990 – Cálculo da capacidade de 
condução de corrente de cabos isolados em regime 
permanente (fator de carga 100%) – Procedimento.
• ABNT NBR 14136:2012 Versão Corrigida 4: 2013 - 
Plugues e tomadas para uso doméstico e análogo até 
20 A/250 V em corrente alternada – Padronização.
Outas normas importantes que devem ser levadas 
em consideração são as normas das concessionárias de 
distribuições locais. Essas Normas técnicas são documentos 
que formalizam o modelo técnico-operacional das 
distribuidoras. Nelas os consumidores encontrarão as 
especificações para o fornecimento de energia elétrica feito 
por essas empresas.
Essas normas têm como principal função especificar, 
com bases em outras normas e regulamentações vigentes, 
regras para conexão das unidades consumidoras, seja em rede 
primária (baixa tensão) ou secundária (alta tensão).
Outras normas importantes para projetar e gerenciar 
instalações elétricas são as NRs destinadas à segurança do 
trabalho. Destaca-se a NR10 e NR12.
Retomando a aula
o que estudamos?
1 - O que é o sistema elétrico?
Na seção 1, apresentamos o setor elétrico brasileiro, como 
está dividido, do ponto de vista dos agentes. Também, falamos 
dos diferentes níveis de tensão para transmissão e distribuíção 
de energia, da classificação e divisão dos consumidores em 
grupos e subgrupos.
2 - O que é uma instalação elétrica?
Nessa seção, apresentamos os conceitos básicos 
para iniciar os estudos em instalações elétricas, como: 
sistema elétrico; componentes da instalação; equipamentos 
elétricos; aparelho elétrico; linha elétrica; dispositivo elétrico. 
Apresentamos as diferenças entre cada um desses conceitos, 
exemplificando-os.
3 - Normas recomendadas
Na última seção dessa aula, apresentamos a ABNT 
NBR 5410, que é a norma que regulamenta e estabelece as 
condições que devem satisfazer as instalações elétricas de 
baixa tensão. Adicionalmente, comentou-se a existência de 
outras normas, que compõe ou complementam a NBR 5410, 
sendo elas consideradas na elaboração de projetos e na gestão 
das instalações elétricas como um todo.
288
11
ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas. 
NBR-5410-Instalações Elétricas em Baixa Tensão. Rio de 
Janeiro ABNT, 2004.
Instalações Elétricas, de Ademaro Cotrim - Pearson 
Prentice Hall, 2003. 1939 - 2000.
Manual de Equipamentos Elétricos, 4ª Edição, de João 
Mamede Filho.
Instalações Elétricas Industriais, de João Mamede 
Filho. – 9. Ed. – Rio de Janeiro: LTC, 2017.
pena ler
Vale a pena
Glossário
Agência Nacional de Energia Elétrica. Disponível em: 
<http://www.aneel.gov.br/>. Acesso em: 26/09/2018.
Minas e energia. Disponível em: <http://www.mme.
gov.br/>. Acesso em: 19 de Set. 2018.
pena acessar
Micro e Minigeração Distribuídas: Desde 17 de abril 
de 2012, quando entrou em vigor a Resolução Normativa 
ANEEL nº 482/2012, o consumidor brasileiro pode gerar 
sua própria energia elétrica a partir de fontes renováveis ou 
cogeração qualificada e inclusive fornecer o excedente para 
a rede de distribuição de sua localidade. Trata-se da micro e 
da minigeração distribuídas de energia elétrica, inovações que 
podem aliar economia financeira, consciência socioambiental 
e autossustentabilidade (ANEEL, 2018, s.p).
Minhas anotações
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