GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA DE ELÉTRICA

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Universidade do Estado de Mato Grosso
Campus Sinop
Faculdade de Ciências Exatas e Tecnológicas
GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE 
ENERGIA DE ELÉTRICA
ROGÉRIO LÚCIO LIMA 
Sinop – Outubro de 2016
Prof. Msc. Rogério Lúcio Lima Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica 2
CURSO: Bacharelado em Engenharia Elétrica
PERÍODO LETIVO: 2016.2
DISICIPLINA: Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica
HORÁRIO: Terça feira/Quinta/Sexta feira: 13:00 - 15:00
Período: 9º Semestre
Sala:
Sistema de avaliação de aprendizagem:
A1 = (LE+TR)*0,1;
A2 = P1*0,4;
A3 = P2*0,5;
MF (Média Final) = A1+A2+A3: MF ≥ 7,0 – Aprovado - 75% de presença
5,0 ≤ MF ≤ 7,0 – Exame – 75% de presença
MF ≤ 5,0 – reprovado
TR – Trabalho; LE – Lista de Exercício.
Prof. Msc. Rogério Lúcio Lima Acionamento de Máquinas 3
Datas de Provas
• P1 – 22/11/2016
• P2 – 24/01/2017
Calendário de Aulas:
Outubro: 11, 13, 14, 18, 20, 21, 25, 27;
Novembro: 01, 03, 04, 08, 10, 11, 16, 18, 24, 25, 29;
Dezembro: 01, 02, 06, 08, 09, 13, 15, 16, 20, 22, 23;
Janeiro: 10, 12, 13, 17, 19, 20;
Fevereiro: Exame Final.
Contatos: Sala Q5 (Sala de Projetos)
Email: rogerio.lucio.lima@gmail.com
Material didático: http://sinop.unemat.br/site/professores/professor-interativo/
mailto:rogerio.lucio.lima@gmail.com
http://sinop.unemat.br/site/professores/professor-interativo/
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Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica
Ementa
Geração
• Tipos de Geração;
• Centrais Hidroelétricas e Termoelétricas Convencionais;
• Elementos básicos e operação.
Transmissão
• Transporte de energia elétrica;
• Sistemas elétricos – estrutura básica, evolução histórica, tensões de transmissão –
padronização;
• Transmissão CA e CC: aspectos comparativos;
• Parâmetros elétricos de linhas de transmissão: indutância (fluxo magnético, fluxo de
acoplamento entre condutores, indutâncias e reatâncias indutivas de linhas de
transmissão – circuitos paralelos e condutores múltiplos, reatâncias indutivas
sequenciais);
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Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica
Ementa
Transmissão
• Resistência à CA e à CC e efeito pelicular;
• Resistência e reatância indutiva de circuitos com retorno pelo solo – métodos de
Carson e aproximado;
• Impedâncias sequenciais de linhas de transmissão;
• Capacitâncias (diferenças de potenciais, capacitâncias de linhas de transmissão –
circuitos paralelos e condutores múltiplos, reatâncias e susceptâncias capacitivas
sequenciais);
• Condutância de dispersão e efeito corona (perdas de energia, gradientes de potencial
radiointerferência e ruídos acústicos);
• Modelagem de linhas de transmissão: relações entre tensões e correntes, linhas como
quadripolos – constantes generalizadas;
• Relações de potência nas linhas de transmissão;
• Operação das linhas de transmissão: modos de operação, compensação e limites
térmicos;
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Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica
Ementa
Distribuição
• Características das cargas: definições básicas, relação entra a carga e fatores de
perdas, demanda diversificada máxima, crescimento de carga, comportamento,
modelagem e medição da curva de carga;
• Taxação, faturamento;
• Medidores.
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Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica
Bibliografia Básica
FUCHS, R. D. Transmissão de Energia Elétrica/Linhas Aéreas – vols. 1 e 2, LTC Editora S.A. –
1977.
STEVENSON, W. D. Elementos de Análise de Sistemas de Potência – 1ª e 2ª Edição, Editora
McGraw-Hill do Brasil – 1974 e 1986.
GONEN, T. Electric Power Transmission System Engineering/ Analysis and Design, John Wiley
& Sons, Inc - 1988.
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Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica
Bibliografia Complementar
EL-SHARKAWI, M. A. Electric Energy – An Introduction. Third Edition, CRC Press, 2013.
FRONTIN, S. O. Equipamentos de Alta Tensão – prospecção e hierarquização de inovações
tecnológicas. Goya Editora, Brasília: Teixeira, 2013.
KERSTING, W. H. Distribution System Modeling and Analysis. CRC Press, 2000.
GONEN, T. Electric Power Distribution System Engineering. Second Edition, CRC Press, 2008.
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A energia Elétrica no Brasil
Histórico do Setor Elétrico Brasileiro
• Séc. XIX - inicio do uso da energia elétrica no Brasil;
• 1899 – A Light chegou e construiu sua primeira usina em 1901, tínhamos uma regulação
local e uma iniciativa privada (nacional e estrangeira);
• 1934 – “Código das águas – marco histórico do setor elétrico;
• 03/1939 – Conselho Nacional de Águas e Energia Elétrica (CNAEE) – tinha a finalidade de
estudar o problema da exploração e utilização da energia elétrica no pais, em especial a
de origem hídrica;
• 1945 – funda-se a Companhia Hidrelétrica do São Francisco (CHESF);
• 1957 – funda-se FURNAS;
• 1960/1962/1965 – MME, ELETROBRAS, DNAEE;
• 1960 – 1970 –aprofundamento da estatização (Eletrosul – 1969, Light - 1979);
• 1980 – inicio do funcionamento da hidrelétrica Itaipu Binacional(Brasil e Paraguai - 1984).
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A energia Elétrica no Brasil
O novo modelo do setor elétrico Brasileiro
• 1970 – endividamento externo do setor elétrico brasileiro – reestruturação do setor –
privatizações das distribuidoras;
• 1990 – criação da ANEEL e ONS;
• Novo modelo do setor elétrico brasileiro: MME, ANEEL (1996), ONS, Eletrobras, CCEE
(MAE);
• 2004 – Lei 10.847 (EPE), Lei 10.848 e Decreto 5163 (30/07/2004) – novo modelo:
• Garantir a segurança do suprimento de energia;
• Promover a modicidade tarifária; e
• Promover a inserção social (com o Programa Luz para Todos).
• Desverticalização;
• O novo modelo constitui dois ambientes:
• ACR: exclusivo para empresas geradoras e distribuidoras;
• ACL: empresas geradoras, comercializadores, importadores, exportadores e
consumidores livres.
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A energia Elétrica no Brasil
O novo modelo do setor elétrico Brasileiro
Modelo antigo 
até 1995
Modelo de livre mercado 1995 a 2003
Novo Modelo
2004
Financiamento por meio de recursos 
públicos
Financiamento por meio de recursos
públicos e privados
Financiamento por meio de recursos
públicos e privados
Empresas verticalizadas
Empresas divididas por atividades: G, 
T, D e C. 
Empresas divididas por atividades: G, 
T, D, C, importação e exportação. 
Empresas predominantemente
estatais
Abertura e ênfase na privatização das 
empresas
Convivência de empresas estatais e 
privadas
Monopólios 
Competição na geração e na 
comercialização
Competição na geração e na 
comercialização
Consumidores cativos Consumidores livres e cativos Consumidores livres e cativos
Tarifas reguladas em todos os 
segmentos 
Preços livremente negociados na 
geração e na comercialização
No ambiente livre: preços livremente 
negociados na geração e na 
comercialização. No ambiente 
regulado: leilão e licitação pele menor 
tarifa. 
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A energia Elétrica no Brasil
O novo modelo do setor elétrico Brasileiro
Modelo antigo 
até 1995
Modelo de livre mercado 1995 a 2003
Novo Modelo
2004
Mercado regulado Mercado livre 
Convivência entre os mercados livre e 
regulado 
Planejamento determinativo pelo 
grupo coordenador do planejamento 
dos sistemas elétricos (GCPS)
Planejamento indicativo pelo conselho 
Nacional de Política Energética(CNPE)
Planejamento pela empresa de 
pesquisa energética (EPE)
Contratação: 100% do mercado
Contratação: 85% do mercado até 
agosto de 2003; e 95% até dezembro 
de 2004
Contratação: 100% do mercado + 
reserva
Sobras/déficits do balanço energético 
rateados entre compradores
Sobras/déficits do balanço energético 
liquidados no MAE
Sobras/déficits do balanço energético 
liquidados na CCEE, mecanismos de 
compensação de sobras e déficits 
(MCSD) para as distribuidoras
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A energia Elétrica no Brasil
O novo modelo do setor elétrico Brasileiro
• ANEEL sucede DNAEE;
• ONS substitui o GCOI (Grupo de Controle de Operações Integradas);
• CCEE substitui o MAE.
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A energia Elétrica no Brasil
O novo modelo do setor elétrico Brasileiro
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A energia Elétrica no Brasil
O novo modelo do setor elétrico Brasileiro
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A energia Elétrica no Brasil
Criação do ONS e da ANEEL
Operador Nacional do Sistema - é um entidade de direito privado, sem fins lucrativos,
fiscalizada e regulada pela Aneel, criada em 1988 pela lei nº 9648/98 e pelo Decreto nº
2655/98 para operar, supervisionar e controlar a geração de energia elétrica no SIN (Sistema
Interligado Nacional), além de administrar a rede básica de energia.
Objetivos:
• Atender requisitos de carga;
• Otimizar custos;
• Garantir a confiabilidade do sistema.
É o ONS que define as condições de acesso à rede básica de transmissão e a contratação de
seu serviço, conforme determinado por sua lei de criação e pela resolução nº 281/99 da
Aneel , de acordo com as exigências estabelecidas no Módulo 3 dos procedimentos de Rede.
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A energia Elétrica no Brasil
Criação do ONS e da ANEEL
Operador Nacional do Sistema
Composição:
• Empresas de geração (103);
• Transmissão (68);
• Distribuição (39);
• Importadores e exportadores de energia (1);
• Consumidores livres (40)
Escritórios: tem sede em Brasília – CNOS (Centro Nacional de Operação do Sistema) e o
COSR-NCO (Centro Regional de Operação Norte/Centro-Oeste);
• COSR-NE: Recife;
• COSR-SE: Rio de Janeiro;
• COSR-S: Florianópolis.
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A energia Elétrica no Brasil
Criação do ONS e da ANEEL
Operador Nacional do Sistema
CNOS Centro nacional
Itaipu
Cammesa
DNCU
COSR-NCOCOSR-SECOSR-S COSR-NE
Centros
regionais
Centros
dos
agentes
Centros
dos
agentes
Centros
dos
agentes
Centros
dos
agentes
Centro de operação:
Geração
Transmissão
Distribuição
G T D C G T D C G T D C G T D C Agentes
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A energia Elétrica no Brasil
Diversificação e evolução da matriz energética brasileira
O Brasil tem, a cada ano, diversificado mais a sua matriz energética, que é
predominantemente de origem renovável. Dados da Aneel mostram que, ao final de 2001,
tínhamos 82,21% de capacidade instalada proveniente de fontes hídricas, fruto de 133
empreendimentos em operação. Nesse momento, havia apenas 21 MW de sete
empreendimentos eólicos, o que correspondia a 0,03% do total da capacidade instalada
nacional de energia. No inicio de 2012, o percentual eólico na matriz chegou a 1,24% e de
usinas hidrelétricas, a 66,93%.
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Matriz elétrica brasileira
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Matriz elétrica brasileira
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Matriz elétrica brasileira
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O sistema Interligado Nacional
• O controle do SIN começou em 1º de março de 1999;
• Tamanho e características que permitem considera-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;
• Formado pelas empresas das regiões Sul, Sudeste, Centro-oeste, Nordeste e parte da
região Norte. Apenas 3,4% da capacidade de produção de eletricidade do país
encontra-se fora do SIN, em pequenos sistemas isolados localizados principalmente na
região amazônica;
• É composto por mais de 100.000 km de LTs;
• 65% da sua capacidade armazenamento situa-se no quadrilátero dos reservatórios:
MG, GO e SP ao longo das bacias do São Francisco, Grande, Tocantins e Paranaíba;
• Com reservatórios de grande capacidade, o SIN possui grande dependência das
chuvas, Quando e quanto choverá? (questões importantes).
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O sistema Interligado Nacional
• Geopoliticamente dividido em 4 subsistemas: sul, sudeste, nordeste e norte;
• O SIN é dimensionado em acordo ao critério de segurança N-1, mesmo que se perca
um elemento, o sistema deve continuar operando sem interrupção do fornecimento,
perda de estabilidade do sistema, violação de padrões de grandezas elétricas e sem
atingir os imites de sobrecarga de equipamentos e instalações;
• Itaipu é responsável por cerca de 20% da energia consumida no país e 87% da
consumida no Paraguai, opera N-2, chamada de contingência dupla;
• Em 2009, houve 2442 perturbações, apenas 13% tiveram corte de energia, e 3,27%
levaram a um desligamento maior que 100 MW, equivalente a cidade de Nova Iguaçu
(RJ)
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O sistema Interligado Nacional
Potência média do SIN verificada no dia 1º de julho de 2011
Produção Produção Programada Produção Verificada MW med
Hidro nacional 43.177 42.571 74,02%
Itaipu binacional 10.562 10.392 18,07%
Termo nuclear 1.985 1.993 3,47%
Termo convencional 2.217 2.377 4,13%
Eólica 50 177 0,31%
Total SIN 57.991 57.510 100%
Intercâmbio internacional -925 -958
Carga (consumo + perdas) 57.066 56.552
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O sistema Interligado Nacional
Evolução do Número de perturbações e seu impacto
Ano Com corte de carga Com corte de carga > 50 MW Com corte de carga > 100 MW Total de Perturbações
2005 259 131 74 1625
2006 305 135 63 1845
2007 319 135 63 2119
2008 266 103 48 2258
2009 318 158 77 2442
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O sistema Interligado Nacional
Os sistemas isolados
• Os sistemas isolados (dispostos juridicamente pela lei nº 12.111 de 9 de dezembro de
2009) não estão conectados ao SIN e compreendem os estados do Amazonas, Amapá,
Roraima, Pará (exceto a cidade de Belém), Mato Grosso e a ilha de Fernando de Noronha;
• Em 2008, a comunidade de Batavo, em balsas (MA), e a ilha de Camamu (BA) entraram
para o SIN. Depois, em 2009, os estados do Acre e de Rondônia também se interligaram.
Esses sistemas são abastecidos majoritariamente por usinas térmicas movidas a diesel e
óleo combustível e, em menor escala, por PCH, CGH e termelétricas movidas a biomassa;
• Representam apenas 3,4% da energia elétrica produzida no país (2010), 1,2 milhão de
consumidores.
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O sistema Interligado Nacional
Os sistemas isolados
• a capital de Roraima, Boa Vista e seu arredores são, na verdade, abastecidos pela
Venezuela;
• Para que a populaçãodos sistema isolados tenha os mesmos benefícios do SIN, o governo
brasileiro adotou a CCC (conta de consumo de combustíveis), que é um encargo do setor
elétrico nacional cobrado nas tarifas de distribuição e de uso do sistema de transmissão e
distribuição (TUST e TUSD).
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O sistema Interligado Nacional
A integração elétrica da América do Sul
O Brasil tem as seguintes interligações elétricas na América do Sul:
a) Com o Paraguai – por meio de quatro linhas de transmissão em 500 kV que interligam a
usina de Itaipu, à subestação Margem Direita (Paraguai) e à subestação Foz do Iguaçu
(PR, Brasil);
b) Com Uruguai – por meio da estação conversora de frequência de Rivera (Uruguai), com
capacidade de 70 MW e uma linha de transmissão em 230/150 kV, ligando-a à
subestação Livramento, em Sant’Ana do Livramento (RS, Brasil);
c) Com a Argentina – por meio da estação conversora de frequência de Uruguaiana (RS,
Brasil), inaugurada em 1994, com capacidade de 50 MW e uma LT em 132 kV, ligando-a a
Paso de Los Libres (Argentina).
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O sistema Interligado Nacional
A integração elétrica da América do Sul
d) Com a Venezuela – por meio de uma interligação entre o complexo hidrelétrico de
Guri/Macágua (Venezuela) e Boa Vista, capital de Roraima, em uma extensão total de
676 km, tendo sido inaugurada em 2001
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O sistema Interligado Nacional
A interconexão energética (eletricidade + gás) do Brasil com alguns países da américa latina
Item Produto Origem Entrega Potencial Negociado
1 Energia Elétrica Venezuela Roraima (RR) 200 MW
2 Energia Elétrica Paraguai (Itaipu) Foz do Iguaçu (PR) 5600 MW
3 Energia Elétrica Paraguai (Ande) Foz do Iguaçu (PR) 50 MW
4 Energia Elétrica Brasil/Argentina Garabi (RS) 2200 MW
5 Energia Elétrica Brasil/Uruguai
Sant’Ana do 
Livramento (RS)
70 MW 
6 Energia Elétrica Argentina Uruguaiana (RS) 50 MW
7 Gás Bolívia Corumbá (MS) 30 milhões de 𝑚3
8 Gás Argentina Uruguaiana (RS) 2,5 milhões de 𝑚3
9 Energia Elétrica Peru/Brasil Brasil/Peru
6300 MW
(em estudo)
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Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica
EL-SHARKAWI, M. A. Electric Energy – An Introduction. Third Edition, CRC Press, 2013.
FRONTIN, S. O. Equipamentos de Alta Tensão – prospecção e hierarquização de inovações
tecnológicas. Goya Editora, Brasília: Teixeira, 2013.
KERSTING, W. H. Distribution System Modeling and Analysis. CRC Press, 2000.
GONEN, T. Electric Power Distribution System Engineering. Second Edition, CRC Press, 2008.