Relatorio Atividade Prática - GERAÇÃO DE ENERGIA

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CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER
ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA
BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
 
Sistemas de transmissão e distribuição de energia elétrica
aluno: Sandro Luiz ceccatto
professor: Eduardo da Silva
herval d’oeste – sc 
2026
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1. INTRODUCAO 
O Sistema Elétrico de Potência (SEP) é uma infraestrutura complexa e vital para a sociedade moderna, responsável por gerar, transportar e entregar energia elétrica aos consumidores finais. Como as centrais de geração frequentemente se situam em áreas geograficamente distantes dos centros de consumo, este processo logístico da energia é dividido em etapas fundamentais. Os sistemas de transmissão exercem a função primária de conduzir a energia produzida até os sistemas de distribuição. Para garantir a estabilidade e o baixo custo operacional, essas redes devem ser robustas, apresentar alta confiabilidade e operar com o mínimo de perdas possível. A partir do momento em que essa energia é rebaixada e pulverizada para entrega nas residências, comércios e indústrias, o processo passa a ser chamado de distribuição.
O presente relatório tem como objetivo detalhar as características físicas, operacionais e estruturais dessas duas etapas fundamentais, abordando os tipos de cabos, torres, subestações, equipamentos de distribuição e as classificações dos consumidores de acordo com a potência exigida.
DESENVOLVIMENTO
Transmissão de Energia Elétrica
a) Tipos de linhas de transmissão:
Os tipos de linhas de transmissão podem ser classificadas, como linhas aéreas (mais comuns no Brasil), linhas subterrâneas, linhas aéreas compactas e linhas aéreas isoladas.
Dessa forma, o sistema de transmissão é o elo entre os centros de geração e os centros de consumo. De acordo com Pinto (2014), a transmissão em longas distâncias é realizada preferencialmente em Corrente Alternada (CA) e em níveis de tensão elevados, estratégia técnica necessária para reduzir a corrente elétrica e, consequentemente, minimizar as perdas por efeito Joule e as quedas de tensão ao longo do trajeto.
Sendo que, qualquer linha de transmissão, independentemente de seu tamanho, possui quatro parâmetros elétricos fundamentais distribuídos ao longo de sua extensão. Os parâmetros série compreendem a resistência e a indutância, enquanto os parâmetros shunt incluem a capacitância e a condutância (STEVENSON JR., 1986). De acordo com Bergen e Vittal (2000), para facilitar os cálculos de fluxo de carga, as linhas são modeladas conforme o seu comprimento:
· Linhas Curtas (até 80 km): A capacitância shunt pode ser desprezada nos cálculos.
· Linhas Médias (80 km a 240 km): São modeladas pelo circuito "ℼ nominal", padrão adotado para a maioria das modelagens comerciais (MONTICELLI, 1983).
· Linhas Longas (acima de 240 km): Exigem modelos com parâmetros distribuídos ou o modelo "ℼ equivalente" para garantir a precisão matemática (MOHAN, 2012).
Outro fator vital na operação é a regulação de tensão, definida como o aumento percentual da tensão na barra receptora quando a carga é retirada, mantendo-se a tensão da fonte constante (STEVENSON JR., 1986).
b) características físicas e materiais dos cabos
No que tange à infraestrutura física, os condutores utilizados são, em sua maioria, cabos de alumínio com alma de aço (CAA). Pinto (2014) destaca que essa composição une a leveza e condutividade do alumínio com a robustez mecânica do aço, permitindo que os cabos suportem os esforços de tração e os grandes vãos entre as torres. 
Os condutores são o coração da linha de transmissão. Eles devem possuir alta condutividade elétrica, resistência mecânica e baixo peso.
· Materiais: O material predominante é o alumínio, devido ao seu custo-benefício e leveza em comparação ao cobre.
· Tipos de Cabos:
· ASC (All Aluminum Conductor): Cabos de alumínio puro, usados em vãos curtos.
· ACSR (Aluminum Conductor Steel Reinforced): Conhecido no Brasil como cabo CAA (Condutor de Alumínio com Alma de Aço). Possui fios de alumínio trançados em torno de um núcleo de aço, que provê a resistência mecânica necessária para grandes vãos.
Tabela 1: Características de cabos condutores
c) Tipos de torres:
As estruturas de suporte, ou torres, são classificadas conforme sua função e rigidez, sendo as mais comuns as autoportantes (rígidas) e as estaiadas (sustentadas por cabos de aço), conforme a necessidade do relevo e da área de servidão (PINTO, 2014).
As torres têm a função de manter os condutores a uma distância segura do solo e entre si (isolamento em ar).
1. Tipos de Torres quanto à Função:
2. Torres de Suspensão: Suportam apenas o peso dos cabos em trechos retilíneos.
3. Torres de Ancoragem: Projetadas para suportar as tensões mecânicas de tração dos cabos, usadas em curvas ou final de linha.
4. Tipos quanto à Forma:
· Autoportantes: Estruturas rígidas de treliça de aço que suportam todos os esforços sem auxílio externo.
· Estaiadas: Estruturas mais leves que utilizam cabos de aço (estais) fixados ao solo para garantir a estabilidade. São econômicas e comuns em áreas rurais.
d) Tipos de isoladores
Em relação ao isolamento, utilizam-se cadeias de isoladores de vidro temperado, porcelana ou polímeros. Segundo Pinto (2014), esses elementos garantem que não haja arco elétrico entre os cabos energizados e a estrutura aterrada da torre. Os níveis de tensão da "Rede Básica" brasileira variam entre 230 kV e 765 kV em CA, havendo também o uso de Corrente Contínua (CCAT) para interligações de altíssima distância, como o escoamento da energia de Itaipu ou Belo Monte.
Os isoladores são responsáveis por isolar eletricamente os condutores energizados da estrutura da torre (que está aterrada).
· Materiais: Tradicionalmente fabricados em vidro temperado ou porcelana. Atualmente, o uso de isoladores poliméricos (borracha de silicone) tem crescido devido ao seu baixo peso e excelente desempenho em áreas de alta poluição.
· Cadeias de Isoladores: O número de discos em uma cadeia é proporcional ao nível de tensão da linha; quanto maior a tensão, maior o comprimento da cadeia para evitar o arco elétrico.
e) Níveis de tensões:
No Brasil, as tensões de transmissão são normalizadas e divididas conforme a finalidade da rede. Segundo a literatura técnica, os níveis de tensão em Corrente Alternada (CA) mais comuns no Sistema Interligado Nacional (SIN) são:
· Subtransmissão: 69 kV e 138 kV (atendimento regional).
· Alta Tensão (AT): 230 kV.
· Extra-Alta Tensão (EAT): 345 kV, 440 kV, 500 kV e 750 kV.
A escolha do nível de tensão depende da potência a ser transmitida e da distância entre os pontos. De acordo com Fuchs (2015), quanto maior a distância, maior deve ser a tensão para manter a eficiência do sistema.
Subestações: Estrutura e Funcionamento
As subestações (SE) operam como centros de controle e transformação. Segundo Mamede Filho (2017), uma subestação é um conjunto de condutores e equipamentos destinados à modificação dos níveis de tensão e à proteção do sistema. O componente central é o transformador de potência, responsável por elevar a tensão (nas SEs elevadoras junto às usinas) ou rebaixá-la (nas SEs abaixadoras próximas às cidades).
De acordo com Mamede Filho (2015), as subestações podem ser classificadas quanto à sua função e quanto ao seu nível de isolamento. No que tange à função, as principais são:
· Subestações Elevadoras: Geralmente localizadas junto às usinas geradoras. Elas elevam a tensão para patamares de transmissão (como 230 kV, 500 kV ou superiores) para minimizar as perdas por efeito Joule ao longo das grandes distâncias.
· Subestações Abaixadoras: Localizadas próximas aos centros de carga. Reduzem a tensão para níveis de subtransmissão ou distribuição primária (como 13,8 kV).
· Subestações de Manobra: Destinam-se exclusivamente a conectar ou seccionar trechos do sistema de potência, permitindo manobras de carga sem necessariamente alterar a tensão.
A estrutura de uma subestação é composta por equipamentos de pátio (equipamentos primários) e sistemasde controle e proteção (equipamentos secundários). Conforme aponta Kindermann (2010), os principais componentes incluem:
· Transformadores de Potência: É o "coração" da subestação. Sua função é a conversão dos níveis de tensão e corrente através do princípio da indução eletromagnética.
· Disjuntores e Chaves Seccionadoras: São dispositivos de manobra e proteção. Enquanto o disjuntor é capaz de interromper correntes de carga e de curto-circuito (arco elétrico), a chave seccionadora serve para isolar visualmente um equipamento após a abertura do disjuntor, garantindo a segurança para manutenção.
· Transformadores de Instrumento (TI's): Compreendem os Transformadores de Corrente (TC) e os Transformadores de Potencial (TP). Eles reduzem as grandezas do sistema para valores baixos e seguros, permitindo a leitura por medidores e a atuação de relés de proteção.
· Para-raios e Malha de Aterramento: O para-raios protege os equipamentos contra sobretensões atmosféricas ou de manobra. Já a malha de aterramento garante que as tensões de passo e de toque estejam dentro de limites seguros para os operadores.
Figura 1 - Subestação 
A segurança operacional é garantida por equipamentos de manobra e proteção. Kindermann (2005) ressalta que disjuntores são essenciais para a interrupção de correntes de curto-circuito, protegendo o sistema de danos térmicos e mecânicos. Além deles, as subestações contam com chaves seccionadoras para isolamento de trechos em manutenção e transformadores de instrumentos (TCs e TPs) para monitoramento das grandezas elétricas (KINDERMANN, 2005).
O funcionamento de uma subestação baseia-se na coordenação entre os componentes para manter o fluxo de energia estável. Em caso de anomalia, como um curto-circuito, os relés de proteção detectam a falha por meio dos TI's e enviam um comando de abertura imediata ao disjuntor.
Segundo D'Ajuz (2000), o arranjo das barras (barramento simples, barra dupla, disjuntor e meio) define a flexibilidade operativa da estação. Um arranjo mais complexo permite que um equipamento sofra manutenção sem que haja interrupção no fornecimento de energia para os consumidores.
Distribuição de Energia Elétrica
A distribuição constitui a etapa final do fornecimento. Conforme a Resolução Normativa nº 1.000 da ANEEL (2021), a rede de distribuição divide-se em primária (média tensão) e secundária (baixa tensão). A rede primária opera geralmente em 13,8 kV ou 34,5 kV, alimentando os transformadores de distribuição instalados em postes.
Mamede Filho (2017) explica que a rede secundária é aquela que entrega a energia diretamente aos consumidores finais em tensões de utilização (como 127V, 220V ou 380V). Os equipamentos utilizados incluem postes de concreto, isoladores tipo roldana ou pilar e chaves fusíveis, que atuam como proteção básica contra sobrecargas nos transformadores (MAMEDE FILHO, 2017).
O sistema de distribuição é composto por uma rede complexa que se inicia nas subestações de distribuição e termina nos pontos de consumo. Segundo Mamede Filho (2017), a rede de distribuição pode ser dividida em primária (média tensão) e secundária (baixa tensão).
· Principais Equipamentos e Componentes
· Subestações de Distribuição: Conjunto de equipamentos que reduzem a tensão da rede de transmissão para os níveis de distribuição primária.
· Transformadores de Distribuição: Dispositivos instalados nos postes que reduzem a média tensão para a baixa tensão utilizada pelos consumidores finais.
· Postes e Estruturas de Suporte: Geralmente de concreto ou madeira, que sustentam condutores, isoladores e equipamentos.
· Condutores: Cabos (nus ou isolados) que transportam a corrente elétrica.
· Equipamentos de Proteção e Manobra: Incluem chaves fusíveis (conhecidas como "canelas"), religadores automáticos, para-raios e seccionadores.
Figura 2 – Transformador de distribuição.
A execução e o projeto dessas redes devem observar estritamente as normas da ABNT. Conforme a NBR 15688, que trata de redes de distribuição aérea de energia elétrica, a escolha das estruturas (redes convencionais, compactas ou isoladas) deve considerar fatores como a densidade urbana, arborização e índices de poluição ambiental.
Além disso, a conformidade com a NBR 5410 garante que as instalações de baixa tensão sejam seguras contra choques elétricos e sobretensões, enquanto a NBR 14039 regulamenta as instalações de média tensão (de 1,0 kV a 36,2 kV).
 Características e Classificação dos Consumidores
A classificação dos consumidores é regida pela potência instalada e pelo nível de tensão de atendimento. De acordo com a ANEEL (2021), os usuários são divididos em dois grandes grupos:
Grupo A (Alta/Média Tensão): Atendimento em tensão igual ou superior a 2,3 kV ou por sistema subterrâneo em tensão secundária. Segundo Mamede Filho (2017), este grupo engloba indústrias e grandes comércios com carga superior a 75 kW, sendo faturados pela demanda contratada e pelo consumo de energia.
Subgrupo A1: Tensão de fornecimento igual ou superior a 230 kV.
Subgrupo A2: Tensão de fornecimento entre 88 kV e 138 kV.
Subgrupo A3: Tensão de fornecimento de 69 kV.
Subgrupo A3a: Tensão de fornecimento entre 30 kV e 44 kV.
Subgrupo A4: Tensão de fornecimento entre 2,3 kV e 25 kV.
Grupo B (Baixa Tensão): Atendimento em tensão inferior a 2,3 kV. Inclui consumidores residenciais (B1), rurais (B2) e comerciais de pequeno porte (B3), cuja carga instalada seja inferior ou igual a 75 kW (ANEEL, 2021).
B1: Residencial.
B2: Rural.
B3: Demais classes (Comercial, Industrial, Serviços).
B4: Iluminação pública.
A principal distinção entre os consumidores reside na Demanda Contratada. Enquanto o Grupo B paga pelo que consome ao longo do mês, o Grupo A deve prever a potência máxima que utilizará simultaneamente.
A demanda de potência é a 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 (ANEEL, 2021).
 	Para consumidores de maior porte, a eficiência é medida pelo Fator de Carga ($FC$), que relaciona a demanda média com a demanda máxima. Além disso, deve-se observar o Fator de Potência (cosφ), que indica a eficiência com que a energia é convertida em trabalho. No Brasil, o limite mínimo regulamentado é de 0,92. Valores abaixo deste patamar implicam em multas por excedente reativo.
CONCLUSÕES
O estudo dos sistemas de transmissão e distribuição de energia elétrica evidencia como é a engenharia por trás do fornecimento contínuo de eletricidade. A transmissão exige infraestrutura robusta, operando em altíssimas tensões para minimizar perdas ao longo de centenas de quilômetros, demandando materiais específicos como torres metálicas e cabos de alumínio com alma de aço. As subestações atuam como corações do sistema, bombeando e controlando a energia através de transformadores e complexos sistemas de proteção.
Já a distribuição representa a capilaridade da rede, lidando com o desafio de entregar energia a milhões de pontos distintos de forma segura, adaptando a tensão e a infraestrutura à realidade de cada classe de consumidor, desde pequenas residências (Grupo B) até megaindústrias (Grupo A). Conclui-se que a eficiência, a segurança e a confiabilidade de todo o sistema elétrico dependem diretamente do dimensionamento correto e da manutenção preventiva de cada componente abordado neste relatório, garantindo o desenvolvimento econômico e o bem-estar social.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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