3 COC ET Geração,_Transmissão_e_Distribuição_de_Energia

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FUNDAMENTOS DE INSTALAÇÕES 
ELÉTRICAS 
Luiz Carlos Miyashiro 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3 GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA 
Neste bloco, teremos a oportunidade de conhecer a origem da energia elétrica e os 
seus meios de transmissão até o consumidor. 
Cada etapa apresenta características distintas, riscos, complexidades cujas falhas no 
processo podem comprometer o abastecimento de energia de cidades inteiras. 
No início das primeiras linhas de distribuição, de cada três trabalhadores, um era 
vítima de morte pelo contato com a eletricidade. Isto ocorria em vista da não 
compreensão integral de como a eletricidade agia nos meios construídos para 
transmissão. 
Hoje, temos isoladores, para-raios, dispositivos de retenção do arco elétrico e 
equipamentos de proteção individual adequados ao risco. 
A compreensão de todo processo de geração, transmissão e distribuição de energia 
permite demonstrar as bases teóricas do funcionamento das grandezas elétricas, suas 
relações e o comportamento da eletricidade nos meios condutores e isolantes. 
3.1 A geração de energia elétrica 
No Brasil, a maior fonte de energia elétrica provém das hidrelétricas. Em segundo lugar 
vem as termoelétricas. A energia hidrelétrica exige mudanças no bioma da região em 
sua construção e a termoelétrica produz poluição atmosférica. 
Hoje, temos fontes como a eólica e a solar (fotovoltaica) em expansão. A vantagem 
destas fontes é que elas não agridem o meio ambiente. A sua desvantagem é a 
demanda de energia produzida, insuficiente para suprir as necessidades das grandes 
cidades. 
Outra fonte de energia de maior capacidade é a nuclear, representado no Brasil pelas 
usinas de Angra 1 e 2 na cidade de Angra dos Reis. Nas condições de seca intensa, tal 
energia é importante para suprir energia às grandes cidades. 
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Neste capítulo, vamos nos atentar mais a energia elétrica das hidrelétricas que 
representam 74,7% do total de energia produzida no Brasil. 
O funcionamento da usina hidrelétrica tem como base a transformação de energia que 
provem da movimentação da água provinda de grandes reservatórios com alta pressão 
em turbinas que, por meio da rotação dos eixos, juntamente com a energia magnética 
de grandes eletroímãs induz a formação de corrente elétrica. 
É o processo de transformação de energia mecânica em energia elétrica. Geradores de 
motor a diesel tem o mesmo princípio. 
A energia elétrica é formada com três fases (trifásica) com variação de 120° entre elas. 
Esta energia elétrica é encaminhada por meio das linhas de transmissão até às 
subestações finais onde serão distribuídas às cidades e grandes consumidores. 
O grande problema desta geração é a alta carga de corrente elétrica. Esta carga, 
transmitida por extensos quilômetros de linha, geram energia térmica nas linhas, cuja 
demanda final ficaria comprometida. 
Na usina de Itaipu, a maior usina binacional (Brasil e Paraguai) do mundo, parte da 
energia elétrica gerada e abastece a cidade de São Paulo (SP) que fica à 
aproximadamente 1.000 quilômetros de distância. A corrente gerada seria perdida em 
forma de calor nas linhas de transmissão. 
Pela lei de Ohm, a corrente é inversamente proporcional à tensão elétrica, ou seja, 
quanto maior a corrente, menor a tensão. Deste modo, é preciso uma elevação da 
tensão elétrica na fase de geração para que a corrente que percorrerá as linhas de 
transmissão seja a menor possível para redução do efeito Joule (energia térmica) sem 
a perda expressiva de energia transmitida. 
A geração de energia produz tensões na faixa de 13.800 Volts e transformadores 
elevam a tensão. 
 
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A elevação da tensão elétrica atinge faixas de 69 kV, 138 kV, 230 kV, 400 kV, 500 kV. 
Para tensões maiores que 500 kV, existe a possibilidade de transmissão de energia em 
corrente alternada e corrente contínua, como é o caso de Itaipu que transmite em 
600kV em corrente contínua. Neste caso, é necessária a retificação para corrente 
contínua e na etapa de distribuição para corrente alternada. 
A redução se dará nas subestações terminais para a fase de distribuição de energia. 
3.2 Linhas de transmissão 
As linhas de transmissão percorrem extensos quilômetros em grandes torres de 
sustentação até as proximidades de centros de consumo. 
Como citado, elas transportam tensão a níveis elevados que são gerados em 
subestações elevatórias e perto de centros de consumo são convertidos à níveis de 
geração por meio de subestações abaixadoras. 
As linhas de transmissão devem ser dotadas de sistemas de proteção contra descargas 
atmosféricas para não comprometer o fornecimento de energia a grandes centros de 
consumo. 
As torres de sustentação dos cabos e acessórios devem ser projetadas para suportar 
chuvas, ventos e terremotos. Devem ser dimensionadas a alturas seguras do solo para 
evitar contato elétrico com pessoas, vegetação e veículos. 
Fazem parte das linhas de transmissão os isoladores que tem a função de isolar os 
cabos evitando a dissipação de energia por meio da estrutura. São confeccionados de 
material com rigidez dielétrica como cerâmica, vidro e polímeros. 
A grande dificuldade das linhas de transmissão é a manutenção que deve ser realizada 
com energia viva em vista da impossibilidade de desligamento. 
A operação exige a locomoção por meio de helicópteros que devem se aproximar das 
linhas vivas para que o operador consiga descer e permanecer nelas por um período 
de tempo. É uma ação por demais arriscada em vista do risco de queda e contato. 
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Os operadores conseguem realizar o serviço por meio da equipotencialização. Os 
cabos de elevada tensão são equipotencializados com a roupa especial do operador, 
ou seja, o potencial da energia que passa nos cabos é igual ao potencial da vestimenta. 
3.3 Subestações 
As subestações tem a função de elevar a tensão após a geração de energia para as 
linhas de transmissão para evitar perdas durante o trajeto da corrente elétrica. Além 
disso, tem a função de abaixadora de tensão para distribuição de energia. Tem 
também a finalidade de direcionar o fluxo de energia em sistemas de potência, 
detectar falhas na linha e isolar trechos para manutenção. 
A subestação tem como elemento principal o transformador de potência que irá 
transformar a tensão para elevação ou redução. Outros elementos básicos que fazem 
parte de uma subestação: 
 Disjuntores do lado da alta tensão; 
 Disjuntores do lado da média tensão; 
 Para-Raios; 
 Chave Seccionadora; 
 Transformadores de corrente; 
 Relés de Proteção; 
 Isoladores; 
 Cabine de comando. 
3.4 Distribuição de energia elétrica 
Após o abaixamento da tensão para níveis de consumo, têm-se as linhas de 
distribuição de energia. 
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A distribuição de energia elétrica para os consumidores pode ser feita via aérea ou 
subterrânea. A maior parte delas são aéreas devido ao alto custo de implantação das 
linhas subterrâneas. 
As linhas de alta tensão se encontram na parte superior dos postes com três fases, 
normalmente em cabos de alumínio, não isoladas, em vista do alto custo. Algumas 
cidades utilizam separadores entre linhas para evitar contato. 
As linhas de alta tensão na faixa de 13.800V e 12.700V abastecem empreendimento 
com demanda alta de energia onde cabines primárias no interior das empresas 
rebaixam a tensão para 110/220V, mas com carga alta de energia. 
Os transformadores localizados nos postes rebaixam a tensão para 110/220V e 
distribuem nas residências. 
A Potência de um transformador na entrada primária é igual à potência no secundário. 
A alteração se dá nos valores de tensão e corrente. Se há redução da tensão, o 
primário do transformador tem fios nos espirais mais finos e o secundário tem fios 
mais grossos. 
V1 x I1 = V2 x I2 
V1 = tensão no primário 
I1 = corrente no primário 
V2 = tensão no secundário 
I2 = corrente no secundárioConsequentemente: V1 / V2 = I2 / I1 e = N1 / N2 
sendo N1 = número de espiras no primário do transformador e N2 = número de espiras 
no secundário. 
 
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As subestações de energia responsáveis pela origem das linhas de distribuição 
controlam eventuais falhas na rede e, caso necessário, efetuam desligamentos na 
malha de distribuição para permitir o reparo de trechos ou equipamentos como os 
transformadores. 
Os postes são dotados de isoladores, chaves fusíveis e linhas com separadores. 
3.5 A entrada de energia 
A entrada de energia na parte residencial ocorre no secundário do transformador que 
transforma a tensão de 13.800V (valor que depende da Concessionária) em 110/200V 
em esquema de ligação triangulo/estrela. Da parte central da ligação estrela sai o 
neutro que é aterrado. 
A entrada de energia na residência é via cabo com duas fases e um neutro (há variação 
de cidades e regiões). O proprietário da edificação deve providenciar o padrão do 
poste e da caixa de medição por meio de liberação da autorização da Concessionária. 
A entrada de energia na área residencial se dá da seguinte maneira: 
1 fios fase de 127V e um fio neutro 
A fase de 127V é obtida no secundário do transformador que entre fases tem uma 
tensão de 220V. 
Cada fase na entrada é re ultante do valor da ten o dividido por √3 (Raiz de 3) 
220/√3 = 127 
Conclusão 
O caminho da geração da eletricidade até nossos lares tem aspectos técnicos 
fundamentais que não podem deixar de ser monitorados, pois o risco é enorme. 
Apagões parecem fatos do passado, mas constantemente são lembrados quando há 
regimes de seca ou descargas atmosféricas com alta incidência. 
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Aspectos como dispositivos de proteção confiáveis, obediência integral às normas 
técnicas, cumprimento de exigências legais, auditorias e fiscalizações permanentes, 
devem ser práticas regulares. 
A nossa parte referente às condições elétricas residenciais também devem ser 
cumpridas. Isso pode ser feito por meio do mantimento de uma estrutura 
corretamente dimensionada; da utilização de materiais confiáveis e ações preventivas 
como a regularização de aparelhos com ruído ou odor de queimado; da não 
sobrecarga de tomadas e da utilização sustentável. 
REFERÊNCIAS 
CERVELIN, S.; CAVALIN, G. Instalações Elétricas Prediais. 10 ed. São Paulo, 2004. 
CREDER, H. Instalações Elétricas.15ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. 
SITTERDING, H. Noções de Eletrotécnica Prática. Rio de Janeiro: Tecnoprint, 1979.