Cap 1 Introdução aos Sistemas Elétricos de Potência

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Marcelo Fandi Antonio Carlos Delaiba
Introdução ao Sistema Elétrico de Potência
Esquema básico do sistema elétrico de potência
Introdução ao Sistema Elétrico de Potência
Sistema elétrico de potência consumidores
Introdução ao Sistema Elétrico de Potência
Dependendo do nível, a tensão é classificada em:
 Média tensão (MT) de 1 a 66 kV (inclusive)
 Alta tensão (AT) de 69 kV a 230 kV (inclusive)
 Extra alta tensão (EAT) de 230 kV a 800 kV (inclusive)
 Ultra alta tensão (UAT) maiores que 800 kV
 Grupo 1 - Grandes consumidores
 Grupo 2 - Consumidores médios
 Grupo 3 - Pequenos consumidores em média tensão
 Baixa tensão (BT) até 1kV
 Grupo 4 - Pequenos consumidores em baixa tensão
*
Definição NBR 5460 / 1992
Parte de um sistema de potência, concentrada em um dado local, compreendendo primordialmente as extremidades de linhas de transmissão e/ou distribuição, com os respectivos dispositivos de manobra, controle e proteção, incluindo obras civis e estruturas de montagem, podendo incluir também transformadores, conversores e/ou outros equipamentos.
Introdução: O que é uma Subestação?
*
Por que Elevar a Tensão de Transmissão?
Quanto ao Tipo
Industrial
Concessionária	
Quanto à Tensão
BT (660V)
MT (até 34,5kV)
AT (até 138kV)
EAT (138kV - 500kV)
UAT (> 500kV)
Quanto à Relação entre Tensão de Entrada e Tensão de Saída
De manobra
Transformadora
Quanto ao Fluxo de Potência
Elevadora
Abaixadora
	
Quanto à Função
Transmissão (Un  230kV)
Subtransmissão (34,5kV  Un  138kV)
Distribuição (Un  34,5 kV)
Quanto à Instalação
Convencional
Compacta
Abrigada
	
Quanto à Natureza da Corrente Elétrica
de CA
Conversora de Frequência
Conversora de Fases
Inversora
Retificadora
Classificação de Subestações
Quanto ao Tipo
Industrial
Concessionária	
Quanto à Tensão
BT (660V)
MT (até 34,5kV)
AT (até 138kV)
EAT (138kV - 500kV)
UAT (> 500kV)
Quanto à Relação entre Tensão de Entrada e Tensão de Saída
De manobra
Transformadora
Quanto ao Fluxo de Potência
Elevadora
Abaixadora
	
Quanto à Função
Transmissão (Un  230kV)
Subtransmissão (34,5kV  Un  138kV)
Distribuição (Un  34,5 kV)
Quanto à Instalação
Convencional
Compacta
Abrigada
	
Quanto à Natureza da Corrente Elétrica
de CA
Conversora de Frequência
Conversora de Fases
Inversora
Retificadora
Classificação de Subestações
Planta Típica de uma Subestação – Vista Superior 
Corte
Principais Equipamentos “Outdoor”
Planta Típica de uma Sala de Comando
Principais Equipamentos “Indoor”
Introdução ao Sistema Elétrico de Potência
Uma subestação pode ser definida como sendo um “conjunto de equipamentos com propósito de chaveamento, transformação, proteção ou regulação da tensão elétrica”, ou ainda “instalação elétrica destinada à alteração conveniente das características de energia elétrica ou manobras de circuitos elétricos de potência”
Destinam-se basicamente a:
 Suprimento de energia elétrica a consumidores;
 Seccionamento de circuitos elétricos, necessários à estabilidade dos sistemas elétricos.
 Conceituação
Noções de Subestações
Introdução ao Sistema Elétrico de Potência
A função ou tarefa mais importante das subestações é garantir a continuidade com a máxima segurança de operação e confiabilidade dos serviços a todas as partes componentes dos sistemas elétricos. As partes defeituosas ou sob falta devem ser desligadas imediatamente e o abastecimento de energia deve ser restaurado por meio de comutações ou manobras.
 Conceituação
Noções de Subestações
Introdução ao Sistema Elétrico de Potência
 Subestações principais
 Subestação unitária
 Tipos de subestação
Subestação ao tempo
Subestação semi-abrigada
Subestação abrigada
Introdução ao Sistema Elétrico de Potência
 Equipamentos de manobra
Equipamentos de pátio
Ativo - disjuntores
Passivos - seccionadores
 Equipamentos de transformação
Transformadores de potência, transformadores de potencial (TP), transformador de corrente (TC), pára-raios, filtros de onda (bobina de bloqueio) e reguladores de tensão.
Introdução ao Sistema Elétrico de Potência
 Equipamentos de comando
 Equipamentos de comando, controle e proteção
 Equipamentos de controle
 Indicadores de tensão, corrente, potência ativa e reativa, temperatura, freqüência;
 Medidores de controle e faturamento;
 Registradores gráficos de tensão, corrente, potência ativa e reativa, temperatura;
 Registradores de defeitos (oscilógrafos);
 Anunciadores óticos e acústicos;
 Localizadores de defeitos;
Introdução ao Sistema Elétrico de Potência
 Equipamentos de proteção
 Relés de sobrecorrente e relés de sobrecorrente direcional;
 Relés de distância;
 Relés de sobretensão;
 Relés diferenciais;
 Relés de religamento;
 Etc.
Introdução ao Sistema Elétrico de Potência
Conceitos e Definições
1 - Condição nominal (normal) de operação
Tensão nominal;
Corrente nominal;
Frequência nominal;
Aquecimento nominal;
Expectativa de vida útil nominal;
etc.
Introdução ao Sistema Elétrico de Potência
2 - Condições Anormais
Sobrecarga;
Curto-circuito (efeitos térmico e dinâmico);
Rotor bloqueado;
Sobretensões de origem atmosférica (NBI);
Sobretensões de origem de chaveamento / manobra (TAFI);
Introdução ao Sistema Elétrico de Potência
3 - Outros fenômenos (conceitos) associados aos SEP
Tensões distorcidas (harmônicos);
Correntes distorcidas (harmônicos);
Tensões desbalanceadas;
Correntes desbalanceadas;
Flicker (cintilação luminosa).
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*
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Nomenclatura ANSI
01 - Elemento principal
02 - Relé de partida ou fechamento temporizado
03 - Relé de verificação de interbloqueio
04 - Contator principal
05 - Dispositivo de interrupção
06 - Disjuntor de partida
07 - Disjuntor de anodo
08 - Dispositivo de desconexão da energia de controle
09 - Dispositivo de reversão
10 - Chave de seqüência das unidades
11 - Reservado para aplicação futura
12 - Dispositivo de sobrevelocidade
13 - Dispositivo de rotação síncrona
14 - Dispositivo de subvelocidade
15 - Dispositivo de ajuste ou comparação d velocidade ou freqüência
16 - Reservado para aplicação futura
17 - Cave de derivação ou descarga
18 - Dispositivo de aceleração ou desaceleração
19 - Contator de transição partida-marcha
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Nomenclatura ANSI
01 - Elemento principal
02 - Relé de partida ou fechamento temporizado
03 - Relé de verificação de interbloqueio
04 - Contator principal
05 - Dispositivo de interrupção
06 - Disjuntor de partida
07 - Disjuntor de anodo
08 - Dispositivo de desconexão da energia de controle
09 - Dispositivo de reversão
10 - Chave de seqüência das unidades
11 - Reservado para aplicação futura
12 - Dispositivo de sobrevelocidade
13 - Dispositivo de rotação síncrona
14 - Dispositivo de subvelocidade
15 - Dispositivo de ajuste ou comparação d velocidade ou freqüência
16 - Reservado para aplicação futura
17 - Cave de derivação ou descarga
18 - Dispositivo de aceleração ou desaceleração
19 - Contator de transição partida-marcha
*
Nomenclatura ANSI
01 - Elemento principal
02 - Relé de partida ou fechamento temporizado
03 - Relé de verificação de interbloqueio
04 - Contator principal
05 - Dispositivo de interrupção
06 - Disjuntor de partida
07 - Disjuntor de anodo
08 - Dispositivo de desconexão da energia de controle
09 - Dispositivo de reversão
10 - Chave de seqüência das unidades
11 - Reservado para aplicação futura
12 - Dispositivo de sobrevelocidade
13 - Dispositivo de rotação síncrona
14 - Dispositivo de subvelocidade
15 - Dispositivo de ajuste ou comparação d velocidade ou freqüência
16 - Reservado para aplicação futura
17 - Cave de derivação ou descarga
18 - Dispositivo de aceleração ou desaceleração
19 - Contator de transição partida-marcha