Sistema de Distribuição e Perfis de Carga

Prévia do material em texto

DESCRIÇÃO
Caracterização do sistema de distribuição e abordagem de sua configuração construtiva, apresentação de
critérios de segurança, confiabilidade e modelagem comportamental da carga.
PROPÓSITO
Conhecer as configurações do sistema de distribuição e os impactos que estas promovem no sistema quanto a
segurança, qualidade e confiabilidade, bem como no perfil de carga, sendo fundamental para o aluno, a
construção de conhecimentos técnicos ligados à operação do sistema, e ao consumidor, para a compreensão de
sua própria instalação.
PREPARAÇÃO
Antes de iniciar, tenha em mãos caneta e papel para tomar notas e solucionar os exercícios propostos.
OBJETIVOS
MÓDULO 1
Descrever os tipos de rede de distribuição, bem como suas configurações
MÓDULO 2
Reconhecer as principais topologias do sistema: radial, radial seletivo e em anel
MÓDULO 3
Empregar os critérios apresentados para classificação do perfil de carga
INTRODUÇÃO
Para introduzirmos o tema, assista o vídeo abaixo sobre os sistemas de distribuição e seus respectivos
perfis de carga.
MÓDULO 1
 Descrever os tipos de rede de distribuição, bem como suas configurações
CONFIGURAÇÃO DAS REDES DE DISTRIBUIÇÃO
Para iniciarmos o assunto, entenda sobre os tipos de redes de distribuição e as suas configurações no
vídeo abaixo.
A distribuição de energia é uma fração do sistema elétrico que tem a responsabilidade de entregar a energia
ao consumidor. Esse sistema tem início no que é chamado de subtransmissão, ou distribuição em alta
09:51
tensão, como normatizado pela Agência Nacional de Energia Elétrica, e termina nos centros de carga, como se
pode ver na Figura 1.
 Figura 1: Configuração do sistema elétrico
Das subestações de distribuição saem as redes de distribuição primária, que podem ser aéreas ou subterrâneas
(Figura 2). A escolha do aspecto construtivo influencia fatores econômicos, uma vez que as primeiras são
de custo inferior e usadas em maior escala. Além disso, podem interferir na qualidade na qualidade do
serviço prestado, pois as redes subterrâneas são de comprimento inferior às aéreas e protegidas de efeitos
naturais que possam promover faltas no sistema e degradar os componentes.
 
 Figura 2: Rede aérea e rede subterrânea
Como as redes aéreas em geral são mais expostas, sua construção é feita implementando condutores de maior
resistência mecânica, enquanto as subterrâneas usam cabos subterrâneos. Cada tipo de rede tem vantagens e
desvantagens, que serão detalhadas mais à frente.
 ATENÇÃO
As redes aéreas ou subterrâneas podem ser configuradas como segue: 
radial;
radial com recurso;
anel: aberto e fechado;
derivação.
Usualmente, identifica-se um maior uso das configurações em anel e radiais.
SUBTRANSMISSÃO
De acordo com a Aneel, o sistema de subtransmissão – ou distribuição em alta tensão (AT) – é a parte do
sistema responsável por suprir a subestação de distribuição e também alguns consumidores conectados à alta
tensão. Os níveis de tensão variam, em geral, de 69 a 138kV e podem ser observadas as seguintes
configurações:
RADIAL

RADIAL COM RECURSO

ANEL

RETICULADO (GRID OU NETWORK).
A Figura 3 ilustra algumas das possibilidades para se configurar a subtransmissão. Há também diversas formas
de se configurar as subestações de distribuição, que recebem energia da subtransmissão. Essas
configurações têm o intuito de fornecer melhor desempenho, flexibilidade e confiabilidade ao transferir
energia recebida da subtransmissão para a distribuição. Com isso, é importante se inteirar dos possíveis
“esquemas” encontrados na literatura a fim de alcançar melhores custos e desempenho.
 Figura 3: Configurações de subtransmissão
TIPOS DE CONFIGURAÇÕES
• Configuração 1: Barra simples
A primeira e mais simples é a configuração barra simples, que contém apenas um circuito de suprimento,
conhecido também por configuração radial. Dentre todos os arranjos possíveis, esse é o de menor custo e
conta apenas com um dispositivo de proteção, como destacado na figura 4. Essa característica confere baixa
confiabilidade à configuração. Para aumentar a confiabilidade, é possível acrescentar uma linha paralela,
como mostra a Figura 4.
 Figura 4: Configuração Barra Simples
• Configuração 2: Reforço no suprimento
A segunda configuração conta com um reforço, como pode ser visto na Figura 5. Com isso, é possível que, para
algumas situações de defeito (contingência), haja garantia de que a alimentação seja mantida e, como
consequência, acontece o aumento da confiabilidade do sistema. Ainda em casos de manutenção ou troca de
equipamentos, não se faz necessário o desligamento de todo o percurso; pode-se apenas executar uma
manobra e isolar a parte a ser reparada.
 Figura 5: Configuração com reforço
• Configuração 3: Barra dupla
Nessa configuração, diferentemente das que foram apresentadas até o momento (em que foi observado um
único barramento), nota-se a existência de dois barramentos principais ligados em cada uma das linhas. A
vantagem atribuída a essa configuração é promover maior confiabilidade e, ainda, garantir que a falta em
um barramento não afete o funcionamento do outro.
Em geral, observa-se a aplicação dessas configurações em regiões de grande densidade de carga e em locais
onde a continuidade do serviço é indispensável. Para isso, acrescentam-se transformadores à configuração
proposta, como é possível ver na Figura 6, que exemplifica o modelo com dois barramentos e dois
transformadores individuais.
 Figura 6: Configuração barra duplo
 ATENÇÃO
É importante destacar que em subestações com mais de um transformador, como no exemplo dado, quando
ocorre a saída de um dos transformadores, os demais transformadores que ficam em operação são
dimensionados para o suprimento do circuito, mesmo que haja a saída do equipamento.
Assim, a potência da subestação é definida pela soma das capacidades nominais dos transformadores, e por
potência firme define-se aquela capaz de ser suprida mediante a perda de um transformador:
 
Para o cálculo da potência firme, destacam-se a seguir os pontos a serem avaliados e considerados:
Verificar se é possível transferir cargas entre alimentadores por meio de algum dispositivo de chaveamento;
dessa forma a potência a ser suprida pelos transformadores restantes pode ser reduzida.
Utilizar o fator de sobrecarga, que garante a possibilidade de operar acima da condição nominal em casos de
contingência; com isso os transformadores passam a operar acima do seu valor máximo, destacando-se aqui
que essa condição ocorre apenas em contingências.
• Configuração 4: Duplo barramento e disjuntor de transferência
A configuração 4 é uma evolução da configuração 3 de duplo barramento. Nesse caso, os circuitos de saída
serão divididos em diversos barramentos, como pode ser observado na Figura 7. Além de possibilitar a
flexibilização da transferência de carga, essa configuração proporciona as ações de manutenção. Pode-se ainda
evoluir essa configuração para uma 5ª, mostrada na sequência.
Snominal = ∑potência nominal dos transformadores
Sfirme = potência capaz de suprir 
 Figura 7: Barra dupla e disjuntor de transferência
• Configuração 5: Duplo barramento com barra de transferência
Nessa configuração, apresentada na Figura 8, há uma barra principal e uma secundária (também chamada de
barra/barramento de transferência). Em condições normais de operação, o barramento principal se encontra
energizado, enquanto o de transferência fica desenergizado. Observa-se, pela Figura 8, que todo circuito de
saída é composto de um disjuntor e uma chave seccionadora, fazendo com que o circuito seja mais confiável e
flexível quanto ao critério de restabelecimento de energia, pois isso permite isolamento de trechos específicos.
 Figura 8: Barra Dupla e Barra de Transferência
TIPOS DE REDES
A construção das redes primárias de distribuição, que saem da subestação de distribuição, bem como das
secundárias, que vão para a distribuiçãofinal e se ramificam nas cidades, pode ser projetada de duas formas
distintas: aérea e subterrânea.
 COMENTÁRIO
Como já mencionado, e que pode ser observado facilmente nas cidades e rodovias, as redes aéreas são usadas
com maior frequência, principalmente por serem economicamente mais viáveis; já as subterrâneas ficam
limitadas a locais patrimoniais, centros históricos ou de restrições paisagistas.
REDES AÉREAS
Para a construção de uma rede aérea, é preciso primeiramente observar as normas da concessionária (ou
distribuidora) responsável pela distribuição local. Em geral, a norma irá subdividir as possibilidades de redes
ofertadas e conduzir o projetista conforme a legislação do estado/cidade. Pode-se observar em algumas regiões
a seguinte divisão:
REDES PRIMÁRIAS
Dentro da distribuição primária o projetista necessitará caracterizar o tipo de distribuição a ser feita:
convencional, média tensão ou compacta, devendo sempre consultar as normas ofertadas pela distribuidora.
 ATENÇÃO
A rede compacta é um tipo de configuração que vem sendo aplicado com grande frequência na busca por
aumentar a confiabilidade do sistema. Os cabos, diferentemente da rede convencional, são cobertos e
protegidos.
REDES SECUNDÁRIAS
Caso a rede a ser construída seja secundária, deve-se definir nesse ponto se será uma rede convencional ou
isolada (de maior custo).
As redes aéreas variam em sua construção, em relação tanto à topologia quanto aos aspectos físicos dos
componentes constituintes. Pode-se construir redes aéreas com as seguintes características:
REDES DE CABO NU
REDES DE CABO PRÉ-REUNIDO
REDES DE CABO PROTEGIDO
REDES DE CABO NU
Em geral são redes convencionais; os condutores nus fazem com que elas fiquem mais suscetíveis a
desligamentos por contato;
REDES DE CABO PRÉ-REUNIDO
Indicados para locais onde a rede de cabo nu não satisfaz, isto é, locais em que os cabos necessitem de
proteção adicional;
REDES DE CABO PROTEGIDO
Indicadas para locais onde há baixa continuidade do serviço – ou seja, onde se observa o desligamento por
contato de objetos como arbustos e outros, – podendo promover melhorias na confiabilidade.
 ATENÇÃO
Deve-se atentar ainda às normas quanto à instalação das redes aéreas em locais urbanos e rurais, pois
existem critérios distintos que devem ser respeitados.
REDES SUBTERRÂNEAS
As redes subterrâneas nem sempre são a primeira alternativa para efetuar a distribuição de energia. Publicado
em 2011, o projeto de lei n. 37 visava tornar obrigatória a instalação de redes subterrâneas para cidades com
população superior a 300 mil habitantes e densidade de carga superior a 10kVA/km².
A Light, companhia de energia elétrica do Rio de Janeiro, iniciou, em 1908, a migração de algumas das suas
redes elétricas aéreas para a configuração subterrânea, devido a diversos pontos positivos apresentados por
essa modalidade. Dentre suas vantagens, destacam-se:
Segurança
Confiabilidade
Redução da manutenção
Melhor estética das vias
Em contrapartida, os custos atribuídos aos investimentos iniciais para a construção dessas redes são muito
elevados e por vezes fazem com que a opção seja a rede aérea. A longo prazo, a redução da quantidade de
manutenção e troca de equipamentos faz com que esse investimento seja recuperado. Estima-se que a vida
útil dessa instalação seja em torno de 30 anos.
A tabela 1 apresenta as vantagens e desvantagens de cada uma das redes: aérea e subterrânea.
Tabela 1: Vantagens e desvantagens das redes
Instalação Vantagens Desvantagens
Tabela 1: Vantagens e desvantagens das redes
Instalação Vantagens Desvantagens
Aérea
Capaz de transportar grandes quantidades de
energia
Defeitos de curta duração
Maior facilidade quanto à identificação das
faltas
Estética ruim, podendo criar
problemas em zonas
urbanizadas
Maiores problemas em
relação a defeitos
Perdas elevadas de energia
Tabela 1: Vantagens e desvantagens das redes
Instalação Vantagens Desvantagens
Subterrânea
Colaboração quanto aos critérios estéticos e
visuais
Redução da quantidade de faltas
Tendência a se reduzir a quantidade de perda
de energia, uma vez que a capacidade de
transporte é menor
Pouca capacidade de
transporte
Devido à dificuldade em
identificar a falta, esta pode
ter maior duração
Dificuldade de ser
implementada em locais
rochosos
� Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal
VERIFICANDO O APRENDIZADO
MÓDULO 2
 Reconhecer as principais topologias do sistema: radial, radial seletivo e em anel
TOPOLOGIA DOS SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO
No vídeo abaixo veremos sobre as topologias do sistema de distribuição radial, suas diferenças e seus
impactos na confiabilidade.
De modo geral, os sistemas de distribuição operam com topologias radiais. A configuração da rede é de
extrema importância, pois permite a melhoria da qualidade do serviço, facilita a operação e possibilita a eficiência
do sistema.
 ATENÇÃO
É importante destacar que o sistema vem sofrendo diversas mudanças relacionadas à topologia. Tais mudanças,
atribuídas à descentralização da geração ou, como é comumente chamada, geração distribuída, podem
promover alterações na forma como a rede opera e, principalmente, na coordenação e proteção dos
equipamentos.
Para definir o arranjo ou a topologia a ser implementada em cada local, são avaliados os seguintes critérios:
07:10
FLEXIBILIDADE
Nessa condição, avalia-se o quanto o sistema é adaptável a mudanças sem o comprometimento da operação,
principalmente qual a necessidade da flexibilidade na condição avaliada;
CONTINUIDADE DO SERVIÇO OU CONFIABILIDADE
Nesse caso, é avaliado se a topologia escolhida é capaz de ofertar a continuidade necessária de serviço. Isso
pode variar de acordo com o local onde será instalado, considerando densidade de carga, restrições ambientais,
urbanas e históricas. Assim como no caso anterior, é importante destacar que cada local exige continuidade e
confiabilidade distintas. Dessa forma, há necessidade de ponderar diferentemente em cada cenário;
CUSTOS OPERACIONAIS E DE MANUTENÇÃO
Considera-se o quanto os equipamentos serão afetados. Nesse caso, devem ser pontuadas as questões
locacionais da instalação para que sejam mensurados, de forma adequada, os reais custos envolvidos na troca
de equipamentos e na operação da rede.
 ATENÇÃO
Cada tópico acima pontuado é ponderado de acordo com o local e necessidade.
CONFIGURAÇÕES DAS REDES AÉREAS
As redes aéreas, já apresentadas no módulo 1, são as mais utilizadas na distribuição de energia, principalmente
por serem de menor custo. Nos tópicos seguintes, são apresentadas as principais configurações ou topologias
implementadas nas redes aéreas. Destaca-se que algumas são utilizadas também em redes subterrâneas e,
ainda, que essas não são as únicas topologias existentes. É possível implementar diversas variações alternando
as ligações dos primários ou secundários dos transformadores. Contudo, quanto mais complexa e quanto mais
equipamentos são envolvidos no processo, maior o custo da topologia.
SISTEMA RADIAL
Um sistema é dito radial quando há somente um alimentador fornecendo eletricidade para o circuito. O
fluxo de cargas deverá percorrer caminho único, partindo da alimentação até o ponto final.
Nos tópicos seguintes, serão apresentadas as configurações usuais radiais observadas no sistema de
distribuição, sendo pontuados os aspectos positivos e negativos de cada uma delas, bem como possíveis
melhorias e variações nas ligações propostas. Dentro da configuração radial, observa-se os tipos denominados
radial e radial simples, que se distinguem pela simplicidade desta última.
• Rede de distribuição primária radial
O sistema de distribuição primário é composto pelas linhas de média tensão, em que a alimentação é feita em
níveis de tensão entre 1 e 44kV.
Como definido no Módulo 2 dos procedimentos de distribuição elaborados pela Aneel, a estrutura física dessa
estratificação da rede é caracterizadapor conter um alimentador de distribuição conectado à subestação de
distribuição e que segue até as cargas que serão alimentadas. Nesse percurso entre o alimentador e as
cargas, é possível identificar diversos componentes, como disjuntores, chaves, fusíveis, que são responsáveis
pela proteção do sistema.
Os alimentadores operam de forma radial, isto é, há apenas uma possibilidade de caminho para que o fluxo de
cargas percorra o sistema e alimente os consumidores (Figura 1). Esse tipo de topologia constitui um arranjo
muito simples e, por isso, possibilita fácil operação. Em contrapartida, a confiabilidade do serviço é baixa,
pois em situações de contingência, ou seja, em cenários de falha em algum equipamento, não existem recursos
alternativos para o restabelecimento da energia ou caminhos secundários para que o fluxo alcance a carga.
 Figura 1: Sistema radial
É possível analisar, na Figura 2, os aspectos de confiabilidade de um sistema radial. Considera-se uma falha
entre a barra 1 e a barra 2 do sistema, que pode ocorrer por diversas razões, como defeitos nos equipamentos,
problemas de origem natural, entre outras. Na ocorrência de uma falha, as proteções atuarão no sentindo de
cessar a alimentação para que o curto não seja alimentado. Assim, identifica-se a abertura do disjuntor
principal; em seguida, busca-se isolar o defeito abrindo a próxima proteção identificada, nesse caso a chave
seccionadora. Com isso, é possível observar, nessa configuração, que todos os pontos de carga deixam de
ter a energia suprida, pois a restauração da energia depende do reparo do defeito, não existindo caminhos
alternativos para que a energia percorra o sistema e alcance o ponto.
 Figura 2: Sistema radial – representação da falta
 RESUMINDO
Uma das topologias da rede de distribuição é a radial. Por definição, isso implica que há somente um
alimentador fornecendo eletricidade para os consumidores. Essa é a mais simples das topologias encontradas e,
por consequência, a de menor custo e a que confere menor grau de confiabilidade ao sistema. A rede de
distribuição radial é aplicada em geral em locais onde há baixa densidade de carga, como, por exemplo,
nas áreas rurais e também na distribuição primária. Não se recomenda a aplicação em longas distâncias devido
a elevadas quedas de tensão, sendo necessário o uso de condutores de custo elevado para que as quedas
sejam minimizadas.
• Sistema radial com recurso
O sistema radial com recurso envolve configurações em que a topologia apresenta um circuito que pode também
ser chamado de circuito socorro. Trata-se de uma melhoria quando comparado ao sistema radial anteriormente
apresentado. Como exemplo, considere a Figura 3, que trata do mesmo circuito radial simples mostrado
anteriormente. Contudo, para esta análise, é acrescentado um circuito 2 e, além disso, uma chave normalmente
aberta (NA), responsável por interligar os dois circuitos. Observa-se que em uma situação de falha, como ocorre
no trecho indicado, o disjuntor do circuito 1 irá atuar abrindo, com o objetivo de isolar o defeito. Em seguida, a
primeira seccionadora, próxima proteção após o defeito, também irá atuar, com o intuito de isolar a falha,
impedindo a propagação do problema para os demais equipamentos. Como nesse sistema existe o recurso
(chave NA), é possível transferir parte das cargas do circuito 1 para o circuito 2, mediante o fechamento da chave
indicada (NA) e assim restabelecer a alimentação.
 Figura 3: Sistema radial com recurso
Com isso, podem ser pontuadas as seguintes características referentes ao sistema de distribuição radial com
recurso:
Melhor confiabilidade do que o sistema radial.

Apresenta recurso alternativo para fluxo de cargas.

Os circuitos são projetados para alimentar a carga ou parte da carga do circuito oposto, para que seja possível
executar a transferência entre os circuitos, ou mesmo entre alimentadores.
Define-se que, em geral, cada dois circuitos devem ser capazes de atender a um terceiro, e ressalta-se a
importância de não se extrapolar os limites térmicos da linha. Assim, como apresentado por Kagan e Robba
(2005), o limite térmico pode ser calculado pela equação apresentada a seguir:
 ATENÇÃO
É importante verificar a capacidade de transferência de carga entre alimentadores ou circuitos. Isso implica
analisar a folga de potência de ‘quem’ irá receber a carga, para que se possa definir se o chaveamento ocorrerá
ou não. Em alguns casos, como na figura 3, se não for possível transferir toda a carga em corte, a chave
seccionadora permite reduzir a quantidade de pontos a serem chaveados.
• Sistema de distribuição em anel
O sistema de distribuição configurado em anel é recomendado para regiões em que a demanda por
confiabilidade do serviço é desejada, em geral para centros de carga. É possível, por meio desse sistema,
alimentar os pontos por duas fontes, sendo elas da mesma subestação ou de subestações distintas.
Além de oferecer maior confiabilidade, essa topologia se caracteriza por seu maior custo, pois em sua
construção exige-se uma grande quantidade de disjuntores (Figura 4) e demais dispositivos de proteção, além de
se fazer necessário que os cabos tenham maior capacidade, de modo que as cargas possam ser alimentadas
por apenas uma extremidade, caso ocorra uma falta.
 Figura 4: Sistema em anel
CONFIGURAÇÃO DAS REDES SUBTERRÂNEAS
As redes subterrâneas, embora de maior custo que as aéreas, promovem diversos benefícios, desde o aumento
da confiabilidade, até impacto em questões visuais e de segurança das vias públicas. Para implementar as redes
subterrâneas, são considerados os seguintes aspectos:
Densidade de consumo de energia por área superior a 24MVA/km².

Confiabilidade insuficiente fornecida pela rede aérea.

Centros urbanos, para melhor acessibilidade.
Além das topologias já apresentadas para as redes aéreas, que também podem ser utilizadas em redes
subterrâneas, vamos ver agora algumas configurações usadas principalmente neste tipo de rede.
• Sistema de distribuição reticulada
Esse tipo de configuração é aplicado em geral em sistemas subterrâneos e em áreas centrais com grande
densidade de carga. Para implementação de redes reticuladas utilizam-se transformadores trifásicos com
o lado de baixa tensão conectado em paralelo aos demais, compondo, dessa forma, uma extensa área
que forma a malha. Os terminais são inseridos diretamente nos nós do reticulado e, na ocorrência de uma falha
em um transformador, não há impedimento em manter a continuidade do serviço, pois os transformadores
conectados em paralelo assumem a alimentação do consumidor que possivelmente teria sua energia
interrompida.
• Sistema de distribuição com primário seletivo
Para que isso seja possível, a topologia requer o uso de chaves comutadoras. Assim, em função de uma falta, a
carga que possivelmente deixaria de ser alimentada pode ser transferida para os demais transformadores em
operação, restaurando o serviço aos consumidores.
Ao comparar essa configuração com as redes reticuladas, destaca-se que ela apresenta custo reduzido, o que
a torna, apesar de menos confiável, economicamente mais viável.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
MÓDULO 3
 Empregar os critérios apresentados para classificação do perfil de carga
CLASSIFICAÇÃO DAS CARGAS
Assista o vídeo e entenda sobre os indicadores utilizados para modelar o comportamento da carga e seu
perfil ao longo do dia, e os aspectos importantes a serem avaliados para um bom dimensionamento do
sistema.
08:26
Para desenvolver um projeto elétrico, é necessário conhecer características e fatores que podem ser definidos
para cargas, alimentadores e subestações. Algumas das informações e definições importantes referentes a
esses valores e cálculos são apresentadas na Resolução Normativa n. 414 de 9 de setembro de 2010, da Aneel,
com a finalidade de orientar as concessionárias e os consumidores a respeito das características das instalações
conectadasjunto ao sistema de distribuição.
 EXEMPLO
As cargas conectadas ao sistema de potência podem ser caracterizadas por diversos fatores, os quais
dependem da função atribuída a elas, da localização e dos níveis de tensão, por exemplo. Além disso, a forma
como a carga é utilizada também pode ser considerada um critério para classificá-la. São estas as classificações
mais usuais: residenciais, comerciais, industriais, rurais, iluminação pública.
O conceito de carga, ou carga instalada, pode ser descrito como toda potência que é absorvida pelos
equipamentos pertencentes à instalação. Caso se deseje calcular a carga de um transformador, por exemplo,
deve-se considerar todos os consumidores conectados a ele. E assim pode-se seguir com o cálculo até camadas
superiores, como, por exemplo, a subestação, lembrando sempre de considerar todos os equipamentos que
estão conectados.
 ATENÇÃO
NOTA: É importante destacar que as cargas de um sistema de distribuição são variáveis, ao longo do dia, do
mês, do ano e também por perfil consumidor. Dessa forma, o sistema de distribuição deve ser projetado para que
seja capaz de atender à demanda máxima de energia sem que haja contingências.
CONCEITOS BÁSICOS
Alguns conceitos são importantes para que se entenda melhor a descrição da carga e seu funcionamento, a
partir de critérios legislativos.
DEMANDA
Segundo a Aneel, na Resolução Normativa n. 414/2010, a demanda se refere à média das potências instaladas
na unidade requerida pelo sistema. Pode ser entendida, ainda, como a carga total que é medida nos terminais
receptores da instalação, cujo valor, assim como descrito na norma, é um valor médio, analisado em um dado
intervalo de tempo. Usualmente, o intervalo de medição, também chamado de intervalo de demanda, é definido
em 15 minutos. A carga é medida em potência, que pode ser ativa (watts) ou reativa (Var). No Gráfico 1, a seguir,
ilustra-se um exemplo do comportamento de uma curva de demanda plotada para um consumidor, representada
conforme medições de potência ativa.
DEMANDA MÁXIMA
Observando o gráfico 1 presente no ítem anterior, é possível notar que a curva de demanda varia ao longo do
dia, apresentando seu máximo no horário de ponta. Dessa forma, pode-se definir a demanda máxima como
sendo a maior dentre todas as demandas identificadas no período avaliado. Para melhor identificação desse
conceito, pode-se considerar a Figura 1, onde é mostrada uma curva de demanda e nela é destacada a
demanda máxima.
 Figura 1: Demanda máxima
DIVERSIDADE DE CARGA
O sistema de distribuição deve ser projetado de forma a estar preparado para o atendimento dos consumidores
durante todo o dia. Assim, precisa estar apto a atender à demanda máxima da carga conectada. Contudo, é
incorreto pensar que um alimentador deve ser dimensionado tendo por base a soma das demandas máximas de
todas as cargas conectadas a ele. É incorreto pois há um fator, nomeado fator de diversidade, que impõe a
variedade entre os consumidores, fazendo com que a demanda máxima de um conjunto seja inferior à soma
das demandas individuais.
Dessa forma, pode-se definir que a demanda diversificada é a soma das demandas (individuais) em um dado
intervalo “t” de cada carga conectada:
 ATENÇÃO
Para encontrar a demanda máxima diversificada basta identificar o valor máximo entre as demandas do
conjunto, ocorrido no período de análise.
FATOR DIVERSIDADE
O fator diversidade relaciona a soma das máximas demandas de um conjunto ao valor da demanda máxima
diversificada. É um valor adimensional maior ou igual a 1. Como exemplo, pode-se usar Figura 2, na qual há dois
consumidores, sendo a demanda máxima do consumidor 1 definida por D1, e a máxima do consumidor 2
definida por D2. A máxima diversificada, por sua vez, é chamada de D3. Isso posto, o fator de diversidade do
exemplo dado pode ser expresso por:
 Figura 2: Exemplo fator de diversidade
De forma geral, o fator diversidade pode ser expresso pela seguinte equação:
⨍ div = D1 + D2
D3
 ATENÇÃO
De posse do fator diversidade, é possível encontrar a máxima demanda diversificada.
FATOR DE DEMANDA
O fator de demanda, diferentemente do fator de diversidade, relaciona a demanda máxima com a potência
instalada ou potência nominal da instalação. Em geral menor que 1, somente ultrapassa esse valor em
situações de sobrecarga no sistema. Como exemplo de sobrecarga, pode-se considerar um equipamento cuja
corrente nominal é definida por 200A. Esse mesmo equipamento é avaliado em um dado instante “t”, no qual se
identifica um valor de corrente de 210A. Como consequência, seu fator de demanda é 1,05 (considerando a
equação apresentada a seguir). Como visto, esse valor é maior que 1, o que implica sobrecarga do
equipamento.
De acordo com a literatura, o fator de demanda pode ser assim calculado:
Esse fator é em geral arbitrado, pois é calculado antes da instalação da carga e, dessa forma, a potência
instalada é valor estimado.
 ATENÇÃO
É importante observar que todos os fatores apresentados são adimensionais, tornando-se imprescindível o
uso da mesma unidade de medição. No exemplo, demanda máxima e potência máxima são dadas em ampère.
FATOR DE COINCIDÊNCIA
Esse fator é inverso ao fator de diversidade; nesse caso, menor que 1. Assim, de posse do fator diversidade,
tem-se:
 
 
FATOR DE CONTRIBUIÇÃO
Responsável por representar a contribuição de cada uma das cargas no sistema, esse fator é definido ao avaliar
a relação existente em cada carga entre a máxima demanda e a demanda da carga.
 EXEMPLO
Para ilustrar e melhor entender esse conceito, pode-se considerar o seguinte exemplo retirado e adaptado de
Kagan e Robba (2005), em que se consideram três tipos de consumidores: iluminação pública; residencial; e
industrial.
⨍ c =   =  1
fator diversidade
dmáxima diversificada
∑ dmáxima
Considera-se que há uma curva de demanda para cada um deles e parte-se do ponto no qual se deseja calcular
o fator de contribuição de cada uma. Para calcular o fator de contribuição, primeiro é necessário identificar o
momento em que houve maior demanda no conjunto, ou seja, qual das três cargas apresenta a demanda
máxima e qual o intervalo em que esta ocorreu. Para fins didáticos, considera-se que a demanda máxima ocorre
na carga residencial no horário entre 18h e 19h. Suponha que, nesse horário:
Demanda dos 
consumidores:
Iluminação Pública = 50kW;
Residencial = 1.450kW;
Industrial = 400kW.

Demanda máxima individual de cada um dos consumidores:
Iluminação Pública = 50kW;
Residencial = 1.450kW;
Industrial = 1.100kW (que não ocorre entre 18h e19h).
O fator de contribuição nada mais é do que a razão entre a demanda no horário de máxima do sistema e a
demanda máxima individual. Assim:
• Iluminação Pública = 50/50; 
• Residencial = 1.450/1.450; 
• Industrial = 400/1100.
FATOR DE UTILIZAÇÃO
O fator de utilização relaciona a demanda máxima do sistema em um dado intervalo a ser avaliado à
capacidade desse sistema, conforme a equação:
 
 
 ATENÇÃO
⨍u =
dmáx
capacidade
Por meio desse fator, é possível avaliar o quanto da capacidade do sistema está sendo utilizado pela instalação.
FATOR DE CARGA
O fator de carga relaciona a demanda média com a demanda máxima em um intervalo de tempo em análise,
sendo definido como apresentado na equação seguinte:
 
 
Esse indicador usualmente é analisado como verificador de quanto da instalação está sendo utilizado, ou seja,
mede a eficiência da instalação, sendo idealizados valores próximos de 1. De posse desse valor é possível
identificar picos de carga no intuito de aplicar projetos de melhor aproveitamento da instalação.
 ATENÇÃO
Os intervalos usualmente tomados para cálculos de demanda são de 15 minutos. O fator de carga usualmente é
levantado para dia ou mês, por exemplo. Dessa forma, para se calcular o valor de demanda média, faz-se o
somatório desses intervalos ao longo do dia, ou seja, requer-se a integração da curva de demanda. A demanda
⨍ c =
dmédiadmáxima
média diária, caso o intervalo seja dado em 15 minutos, precisa ser dividida por 4 para assim ser fornecida em
hora.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
CONCLUSÃO
CONSIDERAÇÕES FINAIS
O estudo deste tema teve por objetivo a apresentação das principais configurações dos sistemas de distribuição
e os impactos que estas promovem. Inicialmente, foram pontuados os aspectos positivos e negativos das redes
aéreas e subterrâneas; em sequência, descrevemos os fatores importantes quanto à topologia implementada em
cada uma delas e possíveis variações existentes. Por fim, foram apresentados critérios descritivos para definir a
carga conectada ao projeto.
 PODCAST
Agora com a palavra a professora Isabela Oliveira Guimarães, relembrando alguns tópicos tratados no tema.
Vamos ouvir!
AVALIAÇÃO DO TEMA:
REFERÊNCIAS
BARRETO, Gustavo de Andrade. Estudo de viabilidade de um sistema de monitoramento de baixo custo
para os sistemas de distribuição reticulados subterrâneos.2010. 105 f. Dissertação (Doutorado) - Curso
de Energia, Estudo de Viabilidade de Um Sistema de Monitoramento de Baixo Custo Para Os Sistemas de
Distribuição Reticulados Subterrâneos, Usp, São Paulo, 2010. Consultado em meio eletrônico em: 17 dez. 2020.
M. Bradt et al., "Design and application of cables and overhead lines in wind power plants," IEEE PES T&D
2010, New Orleans, LA, 2010, pp. 1-6, doi: 10.1109/TDC.2010.5484317.
CEMIG. Manual de Distribuição: projetos de redes de distribuição aéreas urbanas. Projetos de Redes de
Distribuição Aéreas Urbanas. 2014. Consultado em meio eletrônico em: 17 dez. 2020.
CEMIG. Manual de Distribuição: instalações básicas de redes de distribuição aéreas rurais. Instalações
Básicas de Redes de Distribuição Aéreas Rurais. 2016. Consultado em meio eletrônico em: 17 dez. 2020.
CEMIG. Manual de Distribuição: instalações básicas de redes de distribuição aéreas isoladas. Instalações
Básicas de Redes de Distribuição Aéreas Isoladas. 2016. Consultado em meio eletrônico em: 17 dez. 2020.
CEMIG. Manual de Distribuição: projetos de redes de distribuição subterrâneas. Projetos de Redes de
Distribuição Subterrâneas. 2014. Consultado em meio eletrônico em: 17 dez. 2020.
Companhia Paranaense de Energia. Utilização e Aplicação de Redes de Distribuição Subterrânea. COPEL.
Consultado em meio eletrônico em: 17 dez. 2020.
Companhia Paranaense de Energia. Utilização e Aplicação de Redes de Distribuição Subterrânea. COPEL.
Consultado em meio eletrônico em: 17 dez. 2020.
Eletrobrás. Planejamento de Sistemas de Distribuição. Editora Campus, Rio de Janeiro, 1982.
AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA. C-GTCD-NRM/N°150/2018: Critérios Básicos Para Elaboração
de Projetos de Redes de Distribuição Aéreas Rurais. 5 ed. João Pessoa: Gerência Técnica de Distribuição (Gtd),
2018. 227 p. Consultado em meio eletrônico em: 17 dez. 2020.
AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA. C-GTCD-NRM/N°149/2018: Critérios Básicos para Elaboração
de Projetos de Redes de Distribuição Aéreas Urbanas. 5 ed. João Pessoa: Gerência Técnica de Distribuição
(Gtd), 2018. Consultado em meio eletrônico em: 17 dez. 2020.
KAGAN N.; OLIVEIRA, C. C. B. de; ROBBA, E. J. Introdução aos sistemas de distribuição de energia
elétrica. 1. ed. Blucher, São Paulo, 2005.
BOYLESTAD, R. L. Introdução à análise de circuitos elétricos. 10. ed. Pearson, São Paulo, 2004.
BRASIL, Ministério de Minas e Energia -. Nota Técnica Metodologia: Projeção de Curva de Carga Horária.
2020. Elaborada por Empresa de Pesquisa Energética. Consultado em meio eletrônico em: 17 dez. 2020.
T. Bimestre e S. Ribeiro, "Estudo de Viabilidade de um Sistema de Monitoramento de Baixo Custo para os
Sistemas de Distribuição Reticulados Subterrâneos." São Paulo, 2010.
EXPLORE+
Veja como é levantada a curva de carga dos consumidores brasileiros no site da Empresa de Pesquisa
Energética (EPE), pesquisando por“Projeção da curva de carga horária”.
Observe detalhes dos arranjos possíveis da distribuição para subestações, subtransmissão e alimentadores
no capítulo 2 do livro de Kagan e Robba, indicado nas referências.
CONTEUDISTA
Isabela Oliveira Guimarães
 CURRÍCULO LATTES
javascript:void(0);