Sistema Elétrico de Potência

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Prof. Breno Avelar Rodrigues de Andrade
E-mail: breno.andrade@ufpi.edu.br
Visão Geral do Sistema Elétrico de Potência 
Universidade Federal do Piauí - UFPI
Curso: Engenharia Elétrica
Disciplina: Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica
http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjpmJff8PvNAhUFmx4KHSSZCCcQjRwIBw&url=http://fullenergy.grupomidia.com/tag/politica-para-o-setor-eletrico/&psig=AFQjCNE4Q_jsnBwl7qy_hdna5sONzXkvpg&ust=1468891622862711
SEP – SISTEMA DE ELÉTRICO DE POTÊNCIA 
Definição
É um conjunto de equipamentos de potência que 
operam de maneira coordenada de forma a gerar, 
transmitir e fornecer energia elétrica aos 
consumidores, mantendo-o no melhor padrão de 
qualidade possível.
Objetivo do SEP: 
Gerar, transmitir e 
distribuir energia elétrica 
atendendo a 
determinados padrões 
de:
confiabilidade, 
disponibilidade, 
qualidade, 
segurança, e 
custos, 
com o mínimo impacto 
ambiental e o máximo de 
segurança pessoal.
Os sistemas elétricos são tipicamente divididos nos 
segmentos: 
Geração, Transmissão e Distribuição
A estrutura do sistema elétrico de potência com Usinas de geração, 
Linhas de transmissão, Linhas de distribuição e subestações de energia 
elétrica, em geral cobrem uma grande área geográfica.
O sistema atual de energia elétrica é baseado em grandes usinas de 
geração que transmitem energia através de sistemas de transmissão de 
alta tensão, que é então distribuída para sistemas de distribuição de 
média e baixa tensão.
Geração de Energia Elétrica 
É a primeira etapa do SEP, 
onde ocorre a transformação 
de um tipo de energia em 
elétrica como: hidráulica, 
solar, eólica, térmica.
Geralmente é produzida uma 
tensão senoidal em 13,8 kV. 
Essa onda propaga-se pelo 
sistema elétrico mantendo a 
frequência constante e 
modificando a amplitude à 
medida que trafegue por 
transformadores. 
Redes de Transmissão
Liga as grandes usinas de geração às áreas de 
grande consumo. 
Apenas poucos consumidores com um alto 
consumo de energia elétrica são conectados às 
redes de transmissão onde predomina a estrutura 
de linhas aéreas. 
Qualquer falta neste nível pode levar a 
descontinuidade de suprimento para um grande 
número de consumidores, portanto, sendo 
permanentemente monitorada e gerenciada por 
um centro de controle. 
O nível de tensão depende do país, mas 
normalmente o nível de tensão estabelecido está 
entre 220 kV e 765 kV. 
http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjpmJff8PvNAhUFmx4KHSSZCCcQjRwIBw&url=http://fullenergy.grupomidia.com/tag/politica-para-o-setor-eletrico/&psig=AFQjCNE4Q_jsnBwl7qy_hdna5sONzXkvpg&ust=1468891622862711
Rede de Sub-Transmissão 
Recebe energia da rede de 
transmissão com objetivo de 
transportar energia elétrica a 
pequenas cidades ou 
importantes consumidores 
industriais.
A estrutura dessas redes é em 
geral em linhas aéreas, por 
vezes cabos subterrâneos 
próximos a centros urbanos 
fazem parte da rede.
Redes de Distribuição
As redes de distribuição alimentam consumidores 
industriais de médio e pequeno porte, consumidores 
comerciais e de serviços e consumidores 
residenciais. 
Os níveis de tensão do SEP são assim classificados: 
− Alta tensão de distribuição (AT): tensão entre 
fases cujo valor eficaz é igual ou superior a 69kV e 
inferior a 230kV. 
− Média tensão de distribuição (MT): tensão entre 
fases cujo valor eficaz é superior a 1kV e inferior a 
69kV. 
− Baixa tensão de distribuição (BT): tensão entre 
fases cujo valor eficaz é igual ou inferior a 1kV. 
Os níveis de tensões praticados no Brasil são:
765 kV, 525 kV, 500 kV, 440 kV, 345 kV, 300 kV, 
230 kV, 161 kV, 138 kV, 132 kV, 115 kV, 88 kV, 69 
kV, 34,5 kV, 23 kV, 13,8 kV, 440 V, 380 V, 220 V, 
110 V.
A rede BT representa o nível final na estrutura de um 
sistema de potência. 
Representação dos vários segmentos de um sistema de 
potência com seus respectivos níveis de tensão.
Estrutura do Sistema Elétrico de Potência
Perdas de Energia
https://www.aneel.gov.br/metodologia-distribuicao/-/asset_publisher/e2INtBH4EC4e/content/perdas/654800?inheritRedirect=false
https://www.aneel.gov.br/metodologia-distribuicao/-/asset_publisher/e2INtBH4EC4e/content/perdas/654800?inheritRedirect=false
Mapas do Sistema Elétrico
Mapas do Sistema Elétrico Brasileiro - 
https://eletrobras.com/pt/Paginas/Sistema-Eletrico-Brasileiro.
aspx
MAPA DINÂMICO DO SIN
http://www.ons.org.br/paginas/sobre-o-sin/mapas
https://eletrobras.com/pt/Paginas/Sistema-Eletrico-Brasileiro.aspx
https://eletrobras.com/pt/Paginas/Sistema-Eletrico-Brasileiro.aspx
http://www.ons.org.br/paginas/sobre-o-sin/mapas
O que é o SIN - Sistema Interligado Nacional
Com tamanho e características que permitem considerá-lo 
único em âmbito mundial, o sistema de produção e 
transmissão de energia elétrica do Brasil é um sistema 
hidrotérmico de grande porte, com forte predominância de 
usinas hidrelétricas e com múltiplos proprietários.
O Sistema Interligado Nacional é formado pelas empresas 
das regiões Sul, Sudeste, Centro-Oeste, Nordeste e parte da 
região Norte. 
Fonte: ONS fev/2016
• Foi criado com o objetivo de maximizar o aproveitamento energético 
brasileiro;
• É um sistema de produção e transmissão de energia elétrica hidrotérmico de 
grande porte, com predominância de usinas hidrelétricas;
• Em meados da década de 70 o Sul e Sudeste passaram a ser as primeiras 
regiões interligadas pelo SIN;
• Atualmente o SIN interliga as regiões Sul, Sudeste, Centro-Oeste, Nordeste e 
parte da região Norte. 
Com uma capacidade instalada de 145,0 Gigawatts (GW). (Fonte: 
ANEEL/Julho2016)
Sistema Interligado Nacional (SIN)
SISTEMA INTERLIGADO NACIONAL (SIN)
• Esse sistema é uma interconexão dos sistemas elétricos e uma 
integração dos recursos de geração e transmissão para atender ao 
mercado energético brasileiro;
• O Operador nacional do Sistema Elétrico (ONS) é o órgão 
responsável pelo controle do SIN;
SISTEMA INTERLIGADO NACIONAL (SIN)
• O SIN permite que regiões com menor capacidade de geração 
recebam energia de outras localidades;
• Com o SIN o ONS pode controlar o balanço entre a geração e a 
demanda de energia;
• Devido às grandes distâncias percorridas pelas linhas de transmissão 
há muita perda de energia
• Os problemas também podem ser transmitidos pelo sistema.
TRANSMISSÃO HVDC NO BRASIL
Em 1986 foi inaugurada o primeiro elo de transmissão em corrente contínua no Brasil: com 
capacidade de 6.300 MW e tensão de 600 kV duas linhas entre Foz do Iguaçu/PR e Ibiúna/SP 
hoje escoam energia da UHE Itaipu para a região Sudeste.
https://youtu.be/q6z5tMoj_Tw
https://youtu.be/q6z5tMoj_Tw
TRANSMISSÃO HVDC NO BRASIL
Dois bipolos de corrente contínua (2x3150 MW em tensão de 600 kVCC), entre as SE Coletora 
Porto Velho (RO) e Araraquara (SP), com uma extensão de 2.420 km com dois conversores 
“back-to-back” (2x400 MW)
A expressão 
back-to-back indica 
que o retificador e 
inversor encontram-se 
na mesma estação. 
https://youtu.be/q6z5tMoj_Tw
https://youtu.be/q6z5tMoj_Tw
TRANSMISSÃO HVDC NO BRASIL
Linha de transmissão de energia 
elétrica vai ligar a Usina de Belo 
Monte, no Xingu (Pará), à 
subestação de Estreito na cidade 
de Ibiraci (Minas Gerais). 
Com cerca de 2.100 quilômetros 
de extensão, a linha de 
transmissão tem tecnologia 
inédita no Brasil pois é de 
ultra-alta tensão, de 800 kilovolts 
(kv), permitindo o transporte de 
energia com redução de perdas.A 
ser concluída até 2018 e prevê 
investimentos de R$ 5 bilhões.
TRANSMISSÃO HVDC NO BRASIL
TRANSMISSÃO ASSOCIADA À INTEGRAÇÃO DAS USINAS DO RIO 
MADEIRA - 
http://www2.aneel.gov.br/aplicacoes/editais_transmissao/documentos/01%20-%
20LOTE%20LA-CC%20Integra%c3%a7%c3%a3o%20Madeira.pdf
RIMA LT Xingu - 
http://www.bmte.com.br/wp-content/uploads/2016/06/RIMA.pdf
http://www2.aneel.gov.br/aplicacoes/editais_transmissao/documentos/01%20-%20LOTE%20LA-CC%20Integra%c3%a7%c3%a3o%20Madeira.pdfhttp://www2.aneel.gov.br/aplicacoes/editais_transmissao/documentos/01%20-%20LOTE%20LA-CC%20Integra%c3%a7%c3%a3o%20Madeira.pdf
http://www.bmte.com.br/wp-content/uploads/2016/06/RIMA.pdf
DIMENSÃO DO SISTEMA INTERLIGADO 
NACIONAL
Fonte: ONS
Vantagens da Interligação
-Operação mais econômica do sistema: unidades geradoras de alto custo de 
produção podem ser substituídas por outras de menores custos.
-Ajuda mútua em casos de emergência.
-Aproveitamento da diversidade de carga: redução dos níveis de ponta do sistema 
como um todo.
-Aproveitamento energético da diversidade hidrológica entre bacias distintas em 
casos de períodos hidrológicos adversos.
- Aumento geral no nível de confiabilidade: melhores níveis de tensão e 
freqüência, melhores condições de regulação, flexibilidade nos programas de 
manutenção programada, etc.
Desvantagens da Interligação
- Permite que distúrbios em uma região sejam transferidos para outra;
- Exige reforços adicionais em unidades geradoras, interligações em 
corrente contínua, etc;
- O aumento no nível de curto-circuito é outro aspecto a ser 
considerado;
- Superação antecipada da capacidade dos disjuntores existentes.
EXTENSÃO DO SISTEMA 
ELÉTRICO BRASILEIRO