Instalacoes Eletricas_Aula 1 [Geração, Transmisão e Distribuição]_Aula 01

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Instalações Elétricas
Marco Antonio Dantas de Souza
Engenheiro de Telecomunicações
Engenheiro de Segurança do Trabalho
Geração, Transmissão e 
Distribuição de Energia
Aulas baseadas no material do Prof. Idalmir
Definições Básicas
Energia
Os físicos definem a palavra energia como a quantidade
de trabalho que um sistema é capaz de fornecer. A energia,
de acordo com os físicos, não pode ser criada, consumida
ou destruída. No entanto, ela pode ser transformada.
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Costuma-se medir a capacidade de produção de energia
em quilowatt hora [kW.h] (ou megawatt hora) durante
um certo período de tempo.
Unidade de Energia
1 J [Joule] 1 [W.s] = 4,1868[cal]
1 kWh [quilowatt hora] 3.600.000 [Joules]
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Definições Básicas
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Potência
A potência elétrica é medida normalmente em watt [W],
quilowatt [kW], megawatt [MW], etc. Ou seja, potência é
a quantidade de energia transferida por unidade de
tempo.
A potência pode ser medida em qualquer instante de tempo,
enquanto a energia precisa ser medida em um intervalo de
tempo, como um segundo, uma hora, uma ano, etc.
1 kW = 1.359 CV [cavalo-vapor]
Definições Básicas
• Um sistema elétrico na sua concepção mais geral, é constituído
pelos equipamentos e materiais necessários para transportar a
energia elétrica desde a usina geradora (fonte) até os pontos
onde ela será utilizada ou consumida (carga).
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As etapas básicas são:
• Geração
• Transmissão
• Distribuição
• Utilização (ou Consumo).
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É desenvolvida nas usinas geradoras que produzem energia elétrica por
transformação, a partir das fontes primárias. As usinas podem ser
classificadas em:
• Hidroelétrica: Utilizam a energia mecânica das quedas d’água.
• Termoelétricas: Utilizam a energia térmica da queima de algum
combustível (carvão, óleo, diesel, gasolina, gás natural, etc).
• Nucleares: Utilizam a energia térmica provenientes da fissão nuclear
de alguma substância radioativa (urânio, plutônio, tório, etc).
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Geração de Energia Elétrica
1. Utilizam a energia mecânica das quedas d’água;
2. A fonte da energia é a energia potencial de um
volume de água, em função da diferença de
altitude entre o montante e a juzante;
3. A turbina hidráulica utiliza a energia cinética de
rotação de seu rotor para girar o gerador ao
qual está conectado;
4. Transformadores compatibilizam o nível da
tensão de saída com a tensão do sistema;
5. Equipamentos de controle, comando e proteção
regulam a tensão e a frequência de saída do
sistema elétrico.
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Geração de Energia Elétrica
Usinas Hidrelétricas
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Geração de Energia Elétrica
Usinas Hidrelétricas
Turbina Kaplan Turbina Pelton
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Usinas Termoelétricas
Geração de Energia Elétrica
O combustível é armazenado em depósitos adjacentes, de
onde são enviados para a usina onde será queimado na
caldeira. Esta gera vapor a partir da água que circula por
uma extensa rede de tubos que revestem suas paredes. A
função do vapor é movimentar as pás de uma turbina,
cujo rotor gira juntamente com o eixo de um gerador que
produz a energia elétrica.
Está energia é transportada por linhas de alta tensão. O vapor é
resfriado em um condensador e convertido outra vez em água, que
volta aos tubos da caldeira, dando início a um novo ciclo.
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http://termoeletricalpc3amat.blogspot.com/
Usinas Termoelétricas
Geração de Energia Elétrica
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Usinas Termoelétricas
Geração de Energia Elétrica
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Geração de Energia Elétrica
Usinas Nucleares
Uma central nuclear também pode ser considerada
uma central termoelétrica, onde o combustível é
um material radioativo que, em fissão, gera a
energia necessária para seu funcionamento.
A maioria dos reatores conhecidos utiliza como 
combustível o Urânio enriquecido (U-235). Regula-
se a taxa com que se dá a reação em cadeia por 
meio de hastes de controle.
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Geração de Energia Elétrica
Usinas Nucleares
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Geração de Energia Elétrica
Usinas Nucleares
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Transmissão de Energia Elétrica
• Devido as altas correntes elétricas envolvidas, usam-
se subestações elevadoras e abaixadoras para
reduzir as correntes e transmiti-las.
• As tensões geradas são, em geral, de 6.9kV ou
13.8kV. As tensões são elevadas para 230kV, 345kV,
440kV, 500kV, 750kV.
• Muitas vezes existe uma etapa intermediária
denominada sub-transmissão, com tensão um pouco
mais baixa, normalmente de 34.5kV, 69kV, 88kV,
138kV.
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Transmissão de Energia Elétrica
As linhas de distribuição primária de 13.8kV alimentam industrias e prédios
de grande porte.
As linhas de distribuição secundária de 220 V (127 V) entre fase e neutro,
ou 380 V (220 V) entre fase e fase, alimentam pequenos consumidores
(residências, pequenos prédios, oficinas, pequenas indústrias, etc).
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Distribuição e utilização de 
Energia Elétrica
As linhas de transmissão alimentam subestações
abaixadoras, geralmente situadas em centros urbanos,
delas partem as linhas de distribuição primária.
Podem ser aéreas, com cabos nus, ou subterrâneas,
com cabos isolados.
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A Utilização é o local onde a energia elétrica é transformada
pelos equipamentos elétricos em energia mecânica, térmica
ou luminosa para ser utilizada.
Distribuição e utilização de 
Energia Elétrica
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Distribuição e 
utilização de 
Energia Elétrica
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O Operador Nacional do Sistema Elétrico é uma pessoa jurídica de direito
privado, sob a forma de associação civil, sem fins lucrativos, criado em 26 de
agosto de 1998, pela Lei nº 9.648/98, com as alterações introduzidas pela Lei nº
10.848/04 e regulamentado pelo Decreto nº 5.081/04.
O ONS é responsável pela coordenação e controle da operação das
instalações de geração e transmissão de energia elétrica no Sistema
Interligado Nacional (SIN), sob a fiscalização e regulação da Agência Nacional
de Energia Elétrica (ANEEL).
Operador Nacional do Sistema Elétrico
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Site da ONS
http://www.ons.org.br/home/index.aspx
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Agência Nacional de Energia Elétrica
A Agência Nacional de Energia Elétrica - ANEEL, autarquia em regime especial,
vinculada ao Ministério de Minas e Energia - MME , foi criada pela Lei 9.427 de 26
de Dezembro de 1996. Tem como atribuições: regular e fiscalizar a geração, a
transmissão, a distribuição e a comercialização da energia elétrica, atendendo
reclamações de agentes e consumidores com equilíbrio entre as partes e em
beneficio da sociedade; mediar os conflitos de interesses entre os agentes do
setor elétrico e entre estes e os consumidores; conceder, permitir e
autorizar instalações e serviços de energia; garantir tarifas justas; zelar pela
qualidade do serviço; exigir investimentos; estimular a competição entre os
operadores e assegurar a universalização dos serviços.
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Site da ANEEL
http://www.aneel.gov.br/
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Marco Antonio Dantas de Souza
marcosouza275@gmail.com
Obrigado
Definições Básicas
• O Fornecimento de Energia Elétrica pode ocorrer em:
– Ligação provisória: parques de diversões, circos, feiras, 
exposições, festas, obras públicas, com cargas instaladas de até 
50kW e prazos estabelecidos.
– Ligação de obras: efetuada com medição, sem prazo definido, 
para atendimento de obra de construção civil ou reforma de 
edificação.
– Ligação definitiva: são as ligações das unidades consumidoras 
com medição e em caráter definitivo, de acordo com padrões 
indicados nas Normas das Concessionárias.
• Energia de Fornecimento
– Energia elétrica ativa: é aquela que pode ser convertida em outra 
forma de energia, expressa em quilo-Watts-hora (kWh)
– Energia elétrica reativa: é aquela que circulacontinuamente entre 
os diversos campos elétricos e magnéticos de um sistema CA, sem 
produzir trabalho, expressa em quilo-Volt-Ampère-reativo-hora 
(kVArh)
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Definições Básicas
� Unidade consumidora: qualquer residência, apartamento, escritório, 
loja, sala, dependência comercial, depósito, indústria, galpão, etc., 
individualizado pela respectiva medição. 
� Ponto de entrega de energia: É o ponto de conexão do sistema 
elétrico público com as instalações de utilização de energia elétrica do 
consumidor. 
� Entrada de serviço de energia elétrica: Conjunto de 
equipamentos, condutores e acessórios instalados desde o ponto de 
derivação da rede de energia elétrica pública até a medição. 
� Potência ou carga instalada: É a soma das potências nominais dos 
aparelhos, equipamentos e dispositivos a serem utilizados na instalação 
consumidora. Inclui tomadas, lâmpadas, chuveiros elétricos, aparelhos 
de ar-condicionado, motores, etc. 
� Aterramento: Ligação à terra, por intermédio de condutor elétrico, de 
todas as partes metálicas não energizadas, do neutro da rede de 
distribuição da concessionária e do neutro da instalação elétrica da 
unidade consumidora. 
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Definições Básicas
• Carga ou Potência Instalada: É a soma de todas as potências 
nominais de todos os aparelhos elétricos pertencentes a uma 
instalação ou sistema. 
• Demanda: É a potência elétrica realmente absorvida em um 
determinado instante por um aparelho ou por um sistema. 
• Demanda Média de um Consumidor ou Sistema: É a potência 
elétrica média absorvida durante um intervalo de tempo determinado 
(15min, 30min).
• Demanda Máxima de um Consumidor ou Sistema: É a maior de 
todas as demandas ocorridas em um período de tempo determinado; 
representa a maior média de todas as demandas verificadas em um 
dado período (1 dia, 1 semana, 1 mês, 1 ano).
• Potência de Alimentação, Potência de Demanda ou Provável 
Demanda: É a demanda máxima da instalação. Este é o valor que 
será utilizado para o dimensionamento dos condutores alimentadores e 
dos respectivos dispositivos de proteção; será utilizado também para 
classificar o tipo de consumidor e seu padrão de atendimento pela 
concessionária local.
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Definições Básicas
• Curva diária de demanda: As diversas demandas de uma instalação 
variam conforme a utilização instantânea de energia elétrica, de onde 
se pode traçar uma curva diária de demanda. 
• Circuito elétrico: equipamentos e condutores ligados a um mesmo 
dispositivo de proteção. 
• Dispositivo de proteção: dispositivo elétrico que atua 
automaticamente quando o circuito elétrico ao qual está conectado é 
submetido a condições anormais (alta temperatura ou curto-circuito). 
• Quadro de distribuição: quadro que recebe o ramal de alimentação 
que vem do centro de medição, contém os dispositivos de proteção e 
distribui os circuitos terminais para as cargas. 
• Circuitos terminais: alimentam diretamente os equipamentos de 
utilização (lâmpadas, motores, aparelhos elétricos) e ou TUGs e TUEs, 
os circuitos terminais partem dos quadros terminais ou dos quadros de 
distribuição.
• Circuitos alimentadores (circuito de distribuição principal, 
divisionário, circuito subalimentador): alimentam os quadros 
terminais e/ou de distribuição, partindo da rede pública.
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Classificação dos tipos de 
fornecimento
• Limites de fornecimento: Unidades consumidoras com potência 
instalada < 75kW
• Tensão padronizada: Tensões padronizadas são de 380/220V 
urbana (440/220 rural).
• Classificação dos tipos de fornecimento em função da potência 
instalada:
– Tipo A (monofásico): fornecimento a 2 fios (fase e neutro) 220V, 
potência instalada máxima de 15kW, não pode incluir motor 
monofásico > 3CV, nem máquina de solda a transformador.
– Tipo B (bifásico): fornecimento a 3 fios (2 fases e neutro) 
380/220V urbana e 440/220V rural, potência instalada entre 15 e 
22kW, (urbana) e até 25kW (rural) não pode incluir motor 
monofásico >3CV à 220V, ou > 7.5 CV à 440V nem máquina de 
solda a transformador
– Tipo C (trifásico): fornecimento a 4 fios (3 fases e neutro) 
380/220V, potência instalada entre 22 e 75kW, não pode incluir 
motor monofásico >3CV à 220V ou motor trifásico > 25CV à 380V 
nem máquina de solda a transformador
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Representação e Diagramas
• Diagrama Funcional:
– Representa o esquema elétrico e permite interpretar o 
funcionamento ou seqüência funcional dos circuitos de 
forma clara e rápida. Os equipamentos são mostrados 
exatamente como eles são.
• Diagrama Multifilar:
– Representa o esquema elétrico em detalhes com 
condutores e símbolos dos componentes e equipamentos.
• Diagrama Unifilar:
– Representa o sistema elétrico simplificado, indica os 
condutores por um único traço, representa a posição física e 
as conexões dos equipamentos, mas não representa com 
clareza o funcionamento e seqüência funcional dos circuitos.
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Alguns Símbolos – Diagrama 
Funcional
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Exemplo de Diagrama 
Funcional
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Alguns Símbolos - Diagrama 
Multifilar
Condutor fase
Condutor neutro
Condutor terra (ou PE)
Interruptor de 1 seção
Lâmpada incand. no teto
Interruptor three-way
Interruptor four-way
Fusível
Disjuntor
Lâmpada fluoresc. no teto
F
N
PE
Tomada
Interruptor de 2 seções
Interruptor de 3 seções
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Exemplo de Diagrama Multifilar
F
N
PE
Não é obrigatório
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Alguns Símbolos - Diagrama 
Unifilar (Hélio Creder)
Eletroduto embutido no teto
Eletroduto embutido no piso
Condutor fase
Condutor neutro
Condutor terra (ou PE)
Condutor de retorno
Interruptor 
(1, 2 ou 3 seções)
Quadro de energia (ou de luz)
Lâmp. incand. no teto
a
-1- 2x100W
Interruptor three-way
Interruptor four-way
Fusível
Disjuntor à seco
Lâmpada fluor. no teto
Tomada baixa de uso geral
a
a
Tomada média de uso geral
Tomada alta de uso geral
a
-1- 2x100W
-1-
300W
-1-
300W
-1-
300W
b
a
c
b
aa
Disjuntor à óleo
10A
10A
10A
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Exemplo de Diagrama Unifilar
a
-1- 2x100W
-1-
300W
a
-1-
3#1,5
-1-
3#1,5
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Exercícios
• Faça um diagrama funcional, multifilar e unifilar 
que represente um circuito contendo duas 
lâmpadas, cada uma conectada a um 
interruptor, e duas tomadas.
• Repita o problema anterior para representar um 
circuito contendo duas lâmpadas controladas 
por um único interruptor.
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