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FATORES TÍPICOS DA CARGA
FATORES TÍPICOS DE CARGA RELACIONADO A LOCALIZAÇÃO GEOGRÁFICA
PROFESSOR CESAR REIS
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PRINCIPAIS INSTITUIÇÕES DO MODELO DO SETOR ELÉTRICO 
SISTEMA GERAÇÃO ,TRANSFORMAÇÃO TRANSMISSÃO E CONSUMO
SISTEMA INTERLIGADO NACIONAL
A capacidade instalada de geração do SIN é composta, principalmente, por usinas hidrelétricas distribuídas em dezesseis bacias hidrográficas nas diferentes regiões do país. Nos últimos anos, a instalação de usinas eólicas, principalmente nas regiões Nordeste e Sul, apresentou um forte crescimento, aumentando a importância dessa geração para o atendimento do mercado. As usinas térmicas, em geral localizadas nas proximidades dos principais centros de carga, desempenham papel estratégico relevante, pois contribuem para a segurança do SIN. Essas usinas são despachadas em função das condições hidrológicas vigentes, permitindo a gestão dos estoques de água armazenada nos reservatórios das usinas hidrelétricas, para assegurar o atendimento futuro. Os sistemas de transmissão integram as diferentes fontes de produção de energia e possibilitam o suprimento do mercado consumidor.
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DIAGRAMA DE BLOCOS DO SISTEMA ELÉTRICO DE POTENCIA
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CARGA
O conceito de carga está relacionado com a potência elétrica absorvida de uma determinada fonte de suprimento. Assim, em um Sistema de Distribuição, conforme a fonte considerada, pode-se distinguir vários tipos de cargas: - carga de um consumidor; - carga de um transformador; - carga de uma rede primária ou linha de distribuição; - carga de uma SE. A carga de um consumidor é considerada como a potência absorvida por todos os seus motores e aparelhos elétricos, lâmpadas, etc. A carga de um transformador será a potência absorvida pela totalidade dos consumidores a ele ligados. A carga de uma rede primária será a potência absorvida por todos os transformadores que ela alimenta. A carga de uma SE, será considerada como a potência absorvida por todos os alimentadores que saem de seus barramentos de distribuição. É importante considerar que o regime dessas cargas não é fixo, varia de um valor mínimo a um valor máximo. O sistema de distribuição deve estar preparado para atender a esse valor máximo, sendo que estes valores não ao mesmo tempo, e para que não haja um super dimensionamento do sistema, uma diversidade de consumo deve ser considerada para cada um dos níveis de cargas mencionados anteriormente.
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Tipos de Cargas
A finalidade do consumo de energia feito por um usuário pode servir de critério para classificação das cargas, destacando-se: 
- cargas residenciais: iluminação, 
-carga resistiva (chuveiro e ferro de passar roupa), carga indutiva(eletrodomésticos).; 
- cargas comerciais: iluminação e ar condicionado em prédios, lojas, edifícios de escritórios, lojas, etc; 
- cargas industriais: com predomínio de motores de indução, em geral são trifásicas; - cargas de Iluminação Pública: iluminação - cargas rurais: irrigação, agroindústrias, etc
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COMO ATENDEMOS NOSSO CONSUMIDOR
Para o atendimento ao consumidor, outros fatores, como nível de atividade econômica, capacidade de geração e circulação de renda e densidade demográfica (número de habitantes por quilômetro quadrado) são variáveis importantes. Sudeste e Sul, por exemplo, são as regiões mais desenvolvidas do país em termos econômicos e sociais. São, também, as que apresentam maior densidade demográfica. Em consequência, o atendimento a novos consumidores pode ser realizado a partir de intervenções de pequeno porte para expansão da rede. Elas são, portanto, as regiões que registram melhor relação entre número de habitantes e unidades consumidoras de energia elétrica. Já o Nordeste, Centro-Oeste e Norte historicamente concentram a maior parte da população sem acesso à rede. O atendimento foi comprometido por fatores como grande número de habitantes com baixo poder aquisitivo (no caso do Nordeste principalmente), baixa densidade demográfica (principalmente na região Centro-Oeste) e, no caso da região Norte, baixa densidade demográfica e pequena geração de renda, aliada às características geográficas. Estas últimas, por sinal, comprometeram a extensão das redes de transmissão e distribuição, mas também transformaram o Norte na região com maior potencial para aproveitamentos hidrelétricos do país 
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RELAÇÃO DA REDE E SUAS PECULIARIDADES
A relação entre as peculiaridades regionais e o acesso à rede elétrica fica clara nas análises que a Empresa de Pesquisa Energética (EPE), vinculada ao Ministério de Minas e Energia (MME), fez do mercado de energia elétrica brasileiro em maio de 2008. Segundo a empresa, apenas nesse período a taxa de atendimento no Nordeste praticamente se igualou à média nacional. Esta evolução foi favorecida, segundo a EPE, tanto pelo aumento de renda da população mais pobre quanto pelo incremento no número de ligações elétricas. Os dois fenômenos foram proporcionados pela implantação simultânea de dois programas do Governo Federal: o Bolsa Família, para transferência de recursos públicos à população carente, e o Luz para Todos, que tem por objetivo estender a rede elétrica a 100% da população. No Norte, em 2007, o impacto do Programa Luz para Todos, segundo a EPE, foi observado principalmente na região rural, o que confirma a baixa densidade demográfica. No conjunto, estas unidades apresentaram aumento de 23% no consumo de eletricidade durante o período. Ainda segundo a EPE, em 2007 foram realizadas mais de 1,8 milhão de ligações residenciais. Parte delas decorreu do crescimento vegetativo da população, mas parte integrou o Programa Luz para Todos. 
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FATORES PREPONDERANTES DA CARGA
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CARGA POR REGIÕES
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GERADORAS TRANSMISSORAS E DISTRIBUIDORAS
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Análise do consumo de Energia
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PLANO DECENAL 2024
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Sistemas Elétricos de Potência
 Objetivo → Gerar, transmitir e distribuir energia elétrica atendendo a determinados padrões de confiabilidade, disponibilidade, qualidade, segurança e custos, com o mínimo impacto ambiental. 
Confiabilidade 
Disponibilidade 
Qualidade 
Segurança 
‹nº›
REDES DE DISTRIBUIÇÃO
As redes de distribuição alimentam consumidores residenciais e industriais de médio e pequeno porte, consumidores comerciais e de serviços. 
‹nº›
REDES DE MÉDIA TENSÃO
São condutores de seção 336,4 MCM permitindo, na tensão de 13,8 kV, o transporte de 12MVA de potência máxima e limitada em torno de 8 MVA.
Estas redes atendem os consumidores primários e aos transformadores de distribuição (estações transformadoras). Podem ser aéreas ou subterrâneas, atendendo carga na zona central de uma metrópole. 
‹nº›
REDES EM BAIXA TENSÃO (BT)
O objetivo das redes em baixa tensão é transportar eletricidade das redes de média tensão para os consumidores de baixa tensão. 
A rede BT representa o nível final na estrutura de um sistema de potência. Um grande número de consumidores, setor residencial, é atendido pelas redes em BT. Tais redes são em geral operadas manualmente, nas tensões de 220/127 V ou 380/220 V..
 
‹nº›
REDES EM BAIXA TENSÃO (BT)
‹nº›
Conceitos básicos da Distribuição 
Rede de Distribuição Aérea Urbana 
Rede de distribuição aérea rural 
Rede de Distribuição Primária 
Alimentador de Distribuição 
Tronco de Alimentador
Ramal de Alimentador 
Rede de Distribuição Secundária 
Ramal de Ligação 
Carga Instalada 
Demanda 
 Demanda Máxima 
 Demanda Simultânea 
 Demanda Simultânea Máxima 
 Fator de Demanda 
‹nº›
Redes aéreas rurais RDR
São aquelas que suprem os consumidores situados na área rural dos municípios. Devidoabaixa densidade de carga utilizam-se redes monofásicas (fase/neutro) e transformadores monofásicos. Os postes das estruturas são, geralmente, de madeira. 
‹nº›
Redes aéreas urbanas RDU
É a parte integrante do Sistema de Distribuição dentro do perímetro urbano das cidades, distritos e vilas. 
‹nº›
Fatores Típicos Utilizados em Distribuição
Carga instalada 
É a soma das potências nominais de todos os aparelhos, equipamentos e dispositivos instalados nas dependências das unidades consumidoras, os quais, em qualquer tempo, podem consumir energia elétrica
Consumidor Grupo A
Unidades consumidoras atendidas em tensão nominal de 11,4 e 13,8 kV.
Demanda
Média das potências elétricas ativas ou reativas, solicitadas ao sistema elétrico pela parcela da carga instalada em operação na unidade consumidora, durante um intervalo de tempo especificado, expressa em quilowatts (kW) e quilovolt-ampère-reativo (kvar).
Demanda Contratada
Demanda de potência ativa a ser obrigatória e continuamente disponibilizada pela concessionária, no ponto de entrega, conforme valor e período de vigência fixados no contrato de fornecimento e que deve ser integralmente paga, seja ou não utilizada durante o período de faturamento, expressa em quilowatts (kW).
Demanda Diversificada
Demanda resultante da carga, tomada em conjunto, de um grupo de consumidores.
‹nº›
Demanda Máxima
Maior demanda verificada durante um intervalo de tempo especificado.
Demanda Média
Razão da quantidade de energia elétrica consumida durante um intervalo de tempo especificado, para esse intervalo.
Fator de Carga
Razão entre a demanda média e a demanda máxima ocorrida no mesmo intervalo de tempo especificado.
Fator de Correção Sazonal
Fator de correção da demanda diversificada dos consumidores residenciais e comerciais, com o objetivo de se excluir a possibilidade de que a demanda medida não corresponda à máxima anual.
Fator de Demanda
Razão entre a demanda máxima e a carga total instalada em um intervalo de tempo especificado.
Fator de Diversidade
Razão entre a soma das demandas máximas individuais de um conjunto de equipamentos elétricos ou instalações elétricas e a demanda máxima simultânea ocorrida no mesmo intervalo de tempo especifico
‹nº›
Fator de Potência
Razão entre a energia elétrica ativa e a raiz quadrada da soma dos quadrados das energias elétricas, ativa e reativa, consumidas num mesmo período especificado.
Fator de Utilização
Razão entre a máxima demanda verificada pela capacidade nominal de um sistema.
Fator de Simultaneidade
Razão entre a demanda simultânea máxima de um conjunto de equipamentos ou instalações elétricas e a soma das demandas máximas individuais ocorridas no mesmo intervalo de tempo especificado.
Sobrecarga
Incremento de carga adicional sobre o valor nominal, que pode ser imposto a um determinado equipamento ou circuito.
Unidade Consumidora Nível “A” – Baixíssima Renda
Unidade consumidora de pequeno porte onde o consumo predominante seja o de iluminação interior, incluindo neste nível os consumidores de baixa renda.
Unidade Consumidora Nível “B”- Baixa Renda
Unidade consumidora pertencente a consumidor de classe média, com utilização de aparelhos eletrodomésticos convencionais.
Unidade Consumidora Nível “C”- Renda Média
Unidade consumidora pertencente a consumidor de classe média alta, com carga de iluminação significativa, aparelhos de ar condicionado, chuveiros elétricos etc.
Consumidora Nível “D”- Renda Média Alta
Unidade consumidora pertencente a consumidor de classe alta, onde haja abundância de iluminação interna e externa, utilização de pequenas centrais de refrigeração ambiental e outros serviços domésticos significativos.
‹nº›
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Fatores típicos utilizados em distribuição
CARACTERÍSTICAS GERAIS DO SISTEMA ELÉTRICO
O sistema elétrico de distribuição é constituído basicamente por redes de distribuição de MT a 4 (quatro) fios, sendo 3 (três) fases e 1 (um) neutro, transformadores de distribuição delta-estrela com neutro aterrado e redes de distribuição de BT a 4 (quatro) fios, sendo 3 (três) fases e 1 (um) neutro.
A tensão nominal das redes de distribuição de MT é de 11.400 V e 13.800 Volts entre fases e 11.400/sqrt3 ou 13.800/sqrt3 Volts fase-terra. A tensão nominal das redes de distribuição de BT é de 220 e 380 Volts entre fases e 127 Volts fase-neutro.
Figura 1 – Característica do sistema elétrico de distribuição de energia elétrica
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Fatores típicos utilizados em distribuição
CARACTERÍSTICAS GERAIS DO SISTEMA ELÉTRICO
Figura 2 – Característica do sistema elétrico de distribuição de energia elétrica
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Fatores típicos utilizados em distribuição
Características das cargas
Na figura 3 pode ser visto que as características da carga influenciam os sistemas de potência e distribuição, mas não vice-versa. As características das cobranças expressam o comportamento dos usuários contra o sistema de distribuição e, portanto, impõe as condições (onde está e como estabelece a demanda durante o período de carregamento). As empresas de energia podem controlar algumas cargas para impedir que o sistema entre em colapso.
Figura 3 – Influencia das cargas no sistema elétrico. 
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Fatores típicos utilizados em distribuição
Densidade de Carga
Esse conceito pode ser estabelecido de duas maneiras, uma das quais é expressa como o relacionamento entre a carga instalada e a área da região do projeto:
Que é o método mais geral.
A outra forma corresponde a um design detalhado que estabelece a densidade de carga como a quantidade de kW por 100 metros de linha para fornecer o serviço. Se você começar com uma amostra em que a demanda em kWh por 100 metros pode ser convertida em kW da seguinte maneira:
onde N é o número de usuários homogêneos considerados.
A densidade de carga em kVA / 100 m requer a estimativa do fator de potência de modo que:
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Fatores típicos utilizados em distribuição
Carga Instalada – CI 
É a soma de todas as potências nominais contínuas dos dispositivos de consumo conectados a um sistema ou parte dele, é geralmente expresso em kVA, MVA, kW ou MW. Matematicamente, é indicado como:
A Figura 4 mostra sua localização na curva de carga diária típica.
Capacidade Instalada – PI 
Corresponde à soma das potências nominais do equipamento (transformadores, geradores), instalado em linhas que fornecem energia elétrica às cargas ou serviços conectados. É chamado também capacidade nominal do sistema. (Ver a figura 4).
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Fatores típicos utilizados em distribuição
Capacidade Instalada
Figura 4: Curva de carga diária típica
Carga Instalada
Capacidade Instalada
Curva de Demanda
Demanda Média
Figura 5: Curva de duração de carga diária
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Fatores típicos utilizados em distribuição
CARGA MÁXIMA ( KW Ó KVA ) – DM
É também conhecido como demanda máxima e corresponde à maior carga apresentada em um sistema em um período de trabalho previamente estabelecido. Na Figura 4, a carga máxima é aquela apresentada às 19h.
É essa demanda máxima que oferece o maior interesse, pois é nesse ponto que a queda máxima de tensão no sistema e, portanto, quando houver maiores perdas de energia e potência.
Para estabelecer a DM se deve especificar o intervalo da demanda para medi-la. A carga pode ser expressa em P.U da carga de pico do sistema, por exemplo, se pode encontrar a demanda máxima 15 minutos, 30 minutos ou 1 hora.
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Fatores típicos utilizados em distribuição
NÚMERO DE HORAS DE CARGA EQUIVALENTE - EH
É o número de horas que a carga máxima exigiria para que a mesma quantidade de energia fosse consumida como aquela consumida pela curva de carga realdurante o período especificado. É dado por:
DEMANDA - D(t)
É a quantidade de energia que um consumidor utiliza a qualquer momento (variável no tempo). Dito de outra maneira: A demanda por uma instalação elétrica nos terminais receptores, tomada como um valor médio em um certo intervalo. O período durante o qual o valor médio é obtido é chamado de intervalo de demanda. A duração definida neste intervalo dependerá do valor da demanda que você deseja conhecer, bem como por exemplo, se você deseja estabelecer a demanda em ampères para a seção de um conjunto de fusíveis, deve valores de demanda sejam analisados ​​com um intervalo zero, e não o mesmo caso, se você deseja encontrar o demanda aplicá-lo a um transformador ou cabo, que será de 10 ou 15 minutos.
Para estabelecer uma demanda, é essencial indicar o intervalo de demanda, pois sem ela você não teria praticidade. A demanda pode ser expressa em kVA, kW, kVAR, A etc.
A variação na demanda ao longo do tempo para uma determinada carga causa o ciclo de carga que é uma CURVA CARGA (demanda versus tempo).
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Fatores típicos utilizados em distribuição
CURVA DE CARGA DIÁRIA
Essas curvas são desenhadas para o dia de pico de cada ano do período estatístico selecionado.
As curvas de carga diária são formadas pelos picos obtidos em intervalos de uma hora para cada hora do dia. As curvas de carga diárias fornecem uma indicação das características da carga no sistema, seja estes são predominantemente residenciais, comerciais ou industriais e a maneira como combinam produzir o pico. Sua análise deve levar a conclusões semelhantes às curvas de carga anuais, mas eles fornecem mais detalhes sobre como eles têm variado durante o período histórico e Constitui uma base para determinar as tendências predominantes das cargas do sistema, permite selecionar adequadamente o equipamento de transformação em termos da capacidade limite de sobrecarga, tipo de resfriamento para transformadores de subestações e limites de sobrecarga para transformadores de distribuição A Figura 4 mostra uma curva de carga típica obtida no subestações primárias.
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Fatores típicos utilizados em distribuição
CURVAS DE DURAÇÃO DE CARGA DIÁRIA – CDC (t) 
Essas curvas são derivadas das anteriores e são mostradas na Figura 4. Sua análise deve levar a conclusões idênticas às obtidas na análise das curvas de carga diárias. A curva indica a duração de cada uma das demandas apresentadas durante o período especificado.
As curvas diárias de duração da carga podem ser ajustadas para que se aproximem de uma curva forma decrescente exponencial:
Residencial
Comercial
Industrial
Iluminação Pública