Geração, transmissão e consumo de energia elétrica

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• Ao conjunto de equipamentos e das instalações 
para a geração e transmissão de grandes blocos 
de energia dá-se o nome de Sistema Elétrico de 
Potência. 
 
• Há 3 fases entre a geração da energia elétrica e 
o consumo de energia: 
 Produção 
 Transmissão 
 Distribuição 
 Tipos de usinas brasileiras: 
 Hidroelétricas (cerca de 74,7%); 
 Termoelétricas(carvão ou óleo); 
 Nuclear (urânio enriquecido); 
 Outros tipos de combustíveis alternativos 
como biomassas (bagaço de cana, casca de 
amêndoa do caju, óleo de mamona), turbinas 
movidas a gás, centrais solares e 
aproveitamento dos ventos (eólicas) e das 
marés, etc. 
 
 Os geradores de eletricidade necessitam de 
energia mecânica(energia cinética) para 
fazerem girar rotores das turbinas, nos quais 
estão acoplados, no mesmo eixo, os rotores dos 
geradores de eletricidade. 
 Uma turbina hidráulica ou térmica é montado 
no mesmo eixo de um gerador síncrono. 
 
 CUSTO DE ENERGIA COMPREENDE: 
 Custo da usina; 
 Custo de operação; 
 Custo de manutenção; 
 Custo de transmissão; 
 Custo de perdas de potência. 
 
MENOR CUSTO 
FINAL DE ENERGIA 
• Tipos de fontes disponíveis e sua localização; 
• Inventários de bacias hídricas e definição da 
capacidade de geração das fontes disponíveis; 
• Dados de produção de combustíveis (carvão, óleo 
diesel, gás natural); 
• Custos de fontes de geração (operacionais e 
combustíveis); 
• Restrições (prazo de construção, capacidade de 
produção industrial de equipamentos, de ordem 
ambiental e de segurança) 
• Custos de operação e manutenção; 
• Custos globais. 
 USINAS 
HIDRÁULICAS 
• Alto custo inicial; 
• Baixo custo operação e 
manutenção; 
• Produção de energia 
condicionada à 
hidrologia. 
 USINAS TÉRMICAS 
(óleo, carvão, 
nucleares ou gás). 
• Menor custo inicial; 
• Maior custo operação 
e manutenção; 
 A tensão de saída dos geradores é ampliada a 
níveis mais altos por meio de transformadores 
elevadores de usina. 
 Finalidade: viabilizar as transmissões a longa 
distâncias, pois diminui-se a corrente elétrica e 
assim os níveis de perdas joules e queda de 
tensão ao longo das linhas de transmissão. 
 USINA DE ITAIPU:......................12600MW 
 USINA DE TUCURUÍ:....................8000MW 
 USINA DE ILHA SOLTEIRA:............3444MW 
 USINA DE P. AFONSO I-II-III-IV:.....2462MW 
 USINA DE JUPIÁ:...........................1551MW 
 USINA DE SERRA DA MESA:...........1275MW 
 USINA DE FURNAS:........................1216MW 
 TRANSMISSÃO: redes que interligam a 
geração ao centros de carga; 
 INTERCONEXÃO: interligação entre sistemas 
independentes; 
 SUBTRANSMISSÃO: rede onde a distribuição 
não se conecta a transmissão. Há estágio 
intermediário de repartição da energia entre 
várias regiões. 
 DISTRIBUIÇÃO: rede que interliga a 
transmissão (ou subtransmissão) aos pontos de 
consumo. 
 
 Tensões usuais de transmissão adotados no Brasil 
em corrente alternada: 
 138kV (AT – Alta tensão) 
 230kV (AT – Alta tensão) 
 345kV (EAT – Extra alta tensão) 
 440kV (EAT – Extra alta tensão) 
 500kV (EAT – Extra alta tensão) 
 765kV (UAT – Ultra alta tensão, acima de 750kV) 
 CA 
 Constituído por 
geradores, estações de 
elevação de tensão, 
LTs, estações 
seccionadoras e 
estações 
transformadoras 
abaixadoras. 
 
• CC 
• Na transmissão CC 
difere na presença das 
estações conversoras 
CA/CC junto a 
subestação elevadora 
(para retificação da 
corrente) e junto à 
subestação abaixadora 
(inversão da corrente) e 
ausência de subestações 
intermediárias 
abaixadoras ou de 
seccionamento. 
 CA 
 440kV CA (Ilha 
Solteira) 
 500kV CA (Paulo 
Afonso IV e Tucuruí) 
 750kV CA 60Hz 
(metade da Itaipu) 
 
 CC 
 Linhas de transmissão 
em CC é mais barata; 
 Estações conversoras 
possuem custo 
elevado; 
 Vantagem em 
sistemas com 
frequências diferentes 
ou grandes distâncias. 
 600kV CC (Itaipu) 
 750kV CC (Rússia) 
 
 A interligação de sistemas é economicamente 
vantajosa permitindo caminhos alternativos para 
o seu suprimento, necessitando de menos 
unidades geradoras de reserva para o 
atendimento de picos de cargas; 
 Fornece melhor aproveitamento das 
disponibilidades energéticas de determinadas 
regiões; 
 Tensões usuais de subtransmissão adotados no 
Brasil em corrente alternada: 
34,5kV 
69kV 
88kV 
138kV 
 É subdividida em distribuição primária (MT) e 
distribuição secundária (nível de uso residencial); 
 A distribuição primária é entregue à indústria, 
centros comerciais, hospitais, etc.; 
 Níveis de tensões primárias: 
 3,8kV 
 6,6kV 
 11,9kV 
 13,8kV 
 34,5kV 
 
 Níveis de tensões secundárias: 
 127/220V 
 115/230V 
 120/208V 
 220V 
 
 
 Órgão federal DNAEE – Departamento Nacional 
de Águas e Energia Elétrica: 
 Portaria 222/87 – Condições Gerais de 
Fornecimento: pedido, limites de fornecimento em 
termos de demandas requeridas, ponto de 
entrega, classificação e cadastro dos 
consumidores, leitura, faturamento, etc; 
 Portaria 043/73 – Níveis de tensão; 
 Portaria 046/78 – Níveis de Confiabilidade de 
Atendimento. 
 
-> Normas Técnicas: E-321.0001 (nov.2007) substitui 
e cancela a DPSC/NT-01-BT 
 INSTALAÇÕES DE BAIXA TENSÃO SÃO 
REGULAMENTADAS PELA NORMA NBR-5410 
DA ABNT => 1000V em CA 
 => 1500V em CC 
 => frequência máxima é de 400Hz (decreto 
governamental no BR é 60 ciclos/s. 
 
 
 
 
 Carga superior a 75kW e demanda igual ou 
inferior a 2500kW => TENSÃO PRIMÁRIA 
 Caso a demanda for superior a 2500kW até 
5000kW a Concessionária irá analisar a 
viabilidade em distribuição primária ou tensão de 
subtransmissão (69kV, 130kV ou 34,5kV). 
 
 
 
 
 
 Restrições: 
 Não é permitido paralelismo de geradores 
particulares com a rede da Concessionária; 
 Não é permitida alteração da potência instalada, 
sem análise da Concessionária; 
 
 Suspensão: 
 Fraude de consumo,interligação clandestina, falta 
de segurança das instalações e violação dos lacres. 
 
 
 
 
 
 Pedido de estudo: 
 O interessado deve enviar regime de trabalho, 
potência instalada, cargas de luz, de aparelhos e 
motores, equipamentos de maior potência,etc. 
 
 Tipos de fornecimento: 
 Permanente; 
 Provisório (canteiro de obras, circos, parques de 
diversão, comerciais, industrias,etc). 
 
 
 
 Carga INSTALADA inferior a 75kW. 
 Aplicam-se a consumidores individuais 
residenciais, comércio, indústrias e unidades 
consumidoras em loteamentos particulares e em 
condomínios fechados. 
 
 
 
 
 
 CATEGORIA I – exclusivamente residencial 
para Iluminação e uso doméstico; 
 CATEGORIA II – Comercial e Industrial; 
 CATEGORIA III – Tensão Primária (Potência 
instalada ultrapassa 50/75kW); 
 CATEGORIA IV – Tensão de subtransmissão e 
transmissão (Demanda não inferior a 
2500/5000kW por mais de 15 min.) 
Entre 2500 a 5000kW a Concessionária irá definir o melhor 
nível de tensão. 
 TIPO A – Fase/Neutro 
 TIPO B - 2 Fases e Neutro 
 TIPO C - 3 Fases e Neutro 
 TIPO D - 2 Fases 
 TIPO E - 3 Fases 
 FATORES DE PROJETO (FATOR DE DEMANDA, 
FATOR DE CARGA, FATOR DE PERDA, FATOR DE 
UTILIZAÇÃO,...) => VISA ECONOMICIDADE DO 
EMPREENDIMENTO. 
 
 FATOR DE DEMANDA = DEMANDA MÁXIMA 
 POTÊNCIA INSTALADA 
 
 
Na determinação da carga instalada são considerados: 
 Cargas de tomadas; 
 Pontos de Luz; 
 Aparelhos com potencia média determinada pela 
concessionária (chuveiro, máquina de lavar louça, forno de 
microondas, forno elétrico, ferro elétrico); 
 Aparelhos com potência definidos pelo fabricante 
(condicionador de ar, aquecedor elétrico central fogão 
elétrico, outros com potência superior a 1000W); 
 Motores e equipamentos especiais; 
 Uma residência de 180 m² de construção; 
 Possui 12 cômodos; 
 Possui osseguintes aparelhos: 
 2 aparelhos de ar condicionado de 14000 Btu (British Thermal unit) 
equivale a 1900W cada um; 
 4 chuveiros elétricos de 3500W cada um; 
 1 ferro elétrico de 1000W; 
 2 motores elétricos de 1,5CV cada um. 
 
• CÁLCULO DA CARGA TOTAL INSTALADA: TOMADAS PARA 180m² 
• CÁLCULO DA CARGA TOTAL INSTALADA: ILUMINAÇÃO 
RESIDENCIAL: 1 PONTO DE LUZ DE 100W POR CÔMODO. 
 
 
 
PORTANTO, SE NA RESIDÊNCIA TEM 12 CÔMODOS=> 
 
 12 X 100 = 1200W 
 
 
 
 
 
• CÁLCULO DA CARGA TOTAL INSTALADA: APARELHOS FIXOS: 
 
2 APARELHOS DE AR CONDIC. = 14000 Btu => 2 x 1900W = 3800W 
 
4 CHUVEIROS ELÉTRICOS = 4 x 3500W = 14000W 
 
1 FERRO ELÉTRICO = 1 x 1000W = 1000W 
 
 
 
 
 
 
 
 
• CÁLCULO DA CARGA TOTAL INSTALADA: APARELHOS FIXOS: 
 
2 MOTORES ELÉTRICOS DE 1,5CV = 1540W => 2 x 1540 = 3080W 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• CÁLCULO DA CARGA TOTAL INSTALADA: APARELHOS FIXOS: 
 
SOMATÓRIA TOTAL = TOMADAS E LUZ = 4200W ou 4,2kVA 
 
 AR CONDIC. = 3800W ou 3,8kVA 
 
 CHUVEIROS = 14000W ou 14kVA 
 
 FERRO ELÉTRICO = 1000W ou 1kVA 
 
 MOTORES = 3080W ou 2,17kVA 
 
 _____________________ 
 
 26080W ou 25,17kVA 
 
 
 
 
 
 
 
• CÁLCULO DE DEMANDA 
 
•CALCULA-SE A DEMANDA REFERENTE A CADA ITEM ESPECÍFICO, 
UTILIZANDO TABELAS DE FATORES DE DEMANDA QUE FORNECEM 
ESTIMATIVA ENTRE RELAÇÃO ENTRE DEMANDA DO CONJUNTO E A 
POTÊNCIA INSTALADA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• CÁLCULO DE DEMANDA: TOMADA E ILUMINAÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
POT DEMANDA = 0,52 x 4200W = 2184W = 2,18kVA 
• CÁLCULO DE DEMANDA: CHUVEIROS, TORNEIRAS, FERROS ELÉTRICOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
POT DEMANDA = 0,7 x 15000W = 10500W ou 10,5kVA 
• CÁLCULO DE DEMANDA: CONDICIONADOR DE AR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
POT DEMANDA = 1900W OU 2,1KVA x 2 x 1 = 4,2kVA 
• CÁLCULO DE DEMANDA: MOTORES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FD = 1 para o maior motor e FD = 0,5 para os restantes. 
 
 
1 X 2,17kVA + 0,5 x 2,17kVA = 3,26kVA 
• CÁLCULO DE DEMANDA TOTAL : 
 
 
 
 
 
 
 
 
POTÊNCIA DE DEMANDA TOTAL = 2,18kVA (tomadas e ilumin.) 
 10,50kVA (chuveiros e ferro) 
 4,2kVA (Ar condicionado) 
 3,26kVA (motores) 
 ____________________ 
 20,14 kVA (total) 
 
FD = 20,14kVA / 25,17kVA = 0,8