DISCIPLINA: ELG - ELETROTÉCNICA GERAL SEM: 2008/2 TURMAS A/B 1)GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA 2)PRINCÍPIOS DE CORRENTE E TENSÃO

DISCIPLINA: ELG - ELETROTÉCNICA GERALSEM: 2008/2 TURMAS A/B

1) GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

2) PRINCÍPIOS DE CORRENTE E TENSÃO ALTERNADA

3) CIRCUITOS TRIFÁSICOS

4) INSTRUMENTOS DE MEDIDAS ELÉTRICAS1ª AVALIAÇÃO-PROVA TEÓRICA1º TRABALHO EM GRUPO






5) LUMINOTÉCNICA (UNIDADES FOTOMÉTRICAS, LÂMPADAS, LUMINÁRIAS)

6) INSTALAÇÕES ELÉTRICAS2ª AVALIAÇÃO-PROVA TEÓRICA2º TRABALHO EM GRUPO






5) LUMINOTÉCNICA (UNIDADES FOTOMÉTRICAS, LÂMPADAS, LUMINÁRIAS)

6) INSTALAÇÕES ELÉTRICAS2ª AVALIAÇÃO-PROVA TEÓRICA2º TRABALHO EM GRUPO

7) MAGNESTISMO E ELETROMAGNETISMO

8) MÁQUINAS ELÉTRICAS (COMANDO E PROTEÇÃO DE MAQ. E EQUIPAMENTOS)

9) TRASFORMADORES (AUTO-TRANSFORMADORES)

10) MOTORES3ª AVALIAÇÃO-PROVA TEÓRICA 3º TRABALHO INDIVIDUAL


1ª.AVALIAÇÃO

2ª.AVALIAÇÃO

3ª. AVALIAÇÃO

4ª.AVALIAÇÃO

5ª. AVALIAÇÃO

6ª.AVALIAÇÃO

T1 – GRUPO P1 - PROVA TEÓRICA

T2 – GRUPO P2 - PROVA TEÓRICA

T3 – GRUPO+ DEFESA INDIVIDUAL

P3 - PROVA TEÓRICA

10% 20% 15% 20% 15% 20%


GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO

DE ENERGIA ELÉTRICA

GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

• 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

GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

• 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


Análise de um programa de geração otimizado: • 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.

GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA2 tipos principais de fontes de energia elétrica:

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.

GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICAPotência de algumas usinas hidrelétricas brasileiras

• 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

TRANSPORTE DE ENERGIA ELÉTRICADefinidos com base na função que exercem:

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.

TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

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)

TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICACC ou CA

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.

TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICACC ou CA

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 freqüências diferentes ou grandes distâncias.

+-100 a +-600kV CC (Itaipu)

+- 750kV (Rússia)

INTERCONEXÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

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;

SUBTRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

Tensões usuais de subtransmissão adotados no Brasil em corrente alternada:

34,5kV69kV88kV138kV

DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

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

DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

Níveis de tensões secundárias: 127/220V 115/230V 120/208V 220V

TENSÕES PARA GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO

TENSÕES PARA GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO

REGULAMENTAÇÃO/FISCALIZAÇÃO GERAÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA NO BRASIL

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.

REGULAMENTAÇÃO/FISCALIZAÇÃO GERAÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA NO BRASIL

www.celesc.com.br/portal/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 => freqüência máxima é de 400Hz (decreto

governamental no BR é 60 ciclos/s.

CATEGORIAS DE FORNECIMENTO

• CATEGORIA I – exclusivamente residencialpara 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.

FATORES DE PROJETO: FATOR DE DEMANDA

• 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

Exemplo de Aplicação do Cálculo de Demanda

• Uma residência de 180 m² de construção;

• Possui 12 cômodos;

• Possui os seguintes 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.

Resolução utilizando NTU.01 da Concessionária do estado de São Paulo

• CÁLCULO DA CARGA TOTAL INSTALADA: TOMADAS PARA 180m²


• CÁLCULO DA CARGA TOTAL INSTALADA: ILUMINAÇÃO RESIDENCIAL: 1 PONTO DE LUZ POR CÔMODO DE 100W.

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



2 MOTORES ELÉTRICOS DE 1,5CV = 1540W => 2 x 1540 = 3080W



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

T1 - TRABALHO EM GRUPO DE 4 ALUNOS

• Geração de Energia Elétrica através de combustíveis alternativos (diesel, gás natural, biomassa, eólicas, marés,etc):

Vantagens/desvantagens Aspecto ambiental Princípio de Funcionamento de máquinas primárias

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DISCIPLINA: ELG - ELETROTÉCNICA GERAL SEM: 2008/2 TURMAS A/B 1)GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA 2)PRINCÍPIOS DE CORRENTE E TENSÃO