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Prof. Eduardo N. Asada asada@sc.usp.br

Instruções para monografia O documento deverá seguir a estrutura da monografia do TCC

Folha A4, espaçamento 1,5 , fonte única times new roman tamanho 11.

Tamanho da monografia: entre 15 e 20 páginas

Deverá ter uma capa com os dados do aluno e o título

Deverá ter seções na estrutura:

Introdução

Desenvolvimento (falar sobre o que se propôs na introdução – representa o corpo principal da monografia e pode ter diversas subseções

Conclusões

Referências bibliográficas

Citações: todos os dados numéricos ou estudos realizados que forem encontrados na pesquisa devem ter a fonte citada. Tabelas e gráficos devem ter a fonte citada

Ver o modelo de citação e a estrutura da monografia no modelo do TCC.

Cópia direta seja de qualquer material não será aceito (implicará em exame ou reprovação).

2

Para começar

3

Sistemas de Distribuição – média e baixa tensão

Para começar 1880 – Início da Indústria de Energia Elétrica

Uso inicial para Telégrafos e iluminação

Sistemas CA x CC

Criação dos primeiros motores

1895 – Entrada em operação do Niagara Falls

Expansão do sistema CA

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Um pouco mais de história Depois da II Guerra mundial grandes empresas de

energia reguladas surgiram

Os sistemas elétricos foram interligados

Até o final da década de 80 as principais mudanças se deram em termos tecnológicos: melhoramento na geração, transmissão e distribuição

Estrutura anterior do sistema elétrico

Geração

Transmissão

Distribuição

Todo o

processo é

controlado por

uma única empresa

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Final dos Anos 80 e início de 90 Introdução da competição

Liberdade de escolha

Eficiência

Redução nos custos

Fim do monopólio: Geração – Transmissão – Distribuição

Re-estruturação do sistema – privatização

Desregulamentação do mercado

Estrutura atual do sistema elétrico

Geração Transmissão Distribuição

Agentes de Geração Agentes de Transmissão Agentes de Distribuição

Consumidores livres Agentes Importadores Agentes Exportadores

Agente comercializador da energia de Itaipú

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Avanços tecnológicos que beneficiaram a re-estruturação do setor elétrico

Dispositivos de eletrônica de potência

Geração Distribuída

Desenvolvimento de técnicas e métodos baseados em computação e telecomunicações

Aplicação de teoria de controle e otimização

Automação – em subestações, centros de controle, etc

Perfil Ideal para um Engenheiro em Sistemas Elétricos de Potência

Engenharia elétrica

Sistemas computacionais

Dispositivos de eletrônica de potência

Sistemas de comunicação

Noções de mercado (economia)

Interesse em aprender sempre

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Áreas de Atuação Empresas de Geração

Empresas de Transmissão

Empresas de Distribuição

Comercialização de Energia

Empresas de dispositivos e componentes

Empresas de consultoria

Automação industrial

Extração de petróleo

Outras empresas de Engenharia Elétrica

Investimentos em Sistemas de Potência Historicamente, os investimentos em infra-estrutura

de sistemas de potência são os maiores de qualquer indústria

Os investimentos são de longo prazo e o retorno é lento (no caso de hidrelétricas)

Representa um setor conservador

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Estrutura do consumo por fonte

Brasil - 2006

9

Estrutura do consumo por fonte

Estados Unidos - 2005

Estrutura do consumo por fonte

Mundo - 2006

10

Infra-estrutura Brasileira

Fonte: MME

Integração Eletroenergética

11

Potencial Remanescente(Dados BEN/MME 2004)

55,6%

8,3%

27,6%

8,1%

0,5%

Norte Nordeste Sudeste Centro-Oeste Sul

Norte

SE

CO

Sul

NE

12

Evolução da concentração das usinas hidrelétricas

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Produção de Energia Elétrica em Centrais de Serviço

Publico (Histórico e Projeção)

0

50

100

150

200

250

1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030

GW

médio

Hídrica Térmica Convencional Nuclear Térmica Total Total

Total

Hídrica

Térmica

Convencional

Nuclear

Projeção

Tipos de Geração •Geração Hidráulica

•Geração Térmica

•Geração Nuclear

Clássicas

Geradores Térmicos

•Biomassa

• Gás

Geradores Fotovoltaicos

Eólica

Célula combustível

Mini-hidroelétricas (PCH)

Geração distribuída

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ITAIPU BINACIONAL Representa cerca de 22 %

18 unidades geradoras

Potência instalada 12600 MW

9 unidades em 60 Hz - 737 MVA

9 unidades em 50 Hz – 823,6 MVA

Tensão nominal 18 kV

Sistemas de Transmissão Função básica – Transporte de energia do centro de

produção ao consumo

Integração do sistema – aumenta a confiabilidade

Intercâmbio entre áreas

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Sistema de Transmissão Brasileiro

O setor é regulado

Transmissão CC e CA

138 kV, 230 kV, 345 kV, 440 kV, 500 kV, 750 kV

Em CC +600kV e – 600 kV

Integra regiões com ciclos hidrológicos diferentes

16

Novas linhas

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Algumas empresas de distribuição de energia elétrica

ES - SUL Distribuidora Gaúcha de Energia S/A

AMPLA Energia e Serviços S/A

BANDEIRANTE Energia S/A

CEAL - Companhia de Energia Elétrica do Alagoas

CEB - Companhia Energética de Brasília

CEEE-D - Companhia Estadual de Distribuição de Energia Elétrica

CELB - Companhia Energética da Borborema

CELESC - Centrais Elétricas de Santa Catarina S/A

CELG Distribuição S/A

CELPA - Centrais Elétricas do Pará S/A

CELPE - Companhia Energética de Pernambuco

CELTINS - Companhia de Energia Elétrica do Estado do Tocantins

CEMAR - Companhia Energética do Maranhão

CEMAT - Centrais Elétrica Matogrossenses S/A

CEMIG Distribuição

CEPISA - Companhia Energética do Piauí

CFLCL - Companhia Força e Luz Cataguazes-Leopoldina

CJE - Companhia Jaguari de Energia

COELBA - Companhia de Eletricidade do Estado da Bahia

COELCE - Companhia Energética do Ceará

COPEL Distribuição S.A.

COSERN - Companhia Energética do Rio Grande do Norte

CPFL - Companhia Paulista de Força e Luz

CPFL PIRATININGA - Companhia Piratininga de Forca e Luz

ELEKTRO Eletricidade e Serviços S/A

ELETROPAULO Metropolitana Eletricidade de São Paulo S/A O sistema de distribuição urbano no Brasil.

A rede primária é constituída por alimentadores primários formados por linhas

trifásicas a três fios

Utilizam tensões de 11,9 kV, 13,8 kV ou 23 kV como tensão de linha e opera de forma radial (no caso de redes

aéreas) ou malhada (no caso de redes subterrâneas)

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Características

Subestações de Distribuição

19

Subestação com problemas?

Faltas em sistemas de distribuição

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Rede de distribuição urbano de energia elétrica

Redes Primária e Secundária

Rede Primária

Rede Secundária

telefonia

Trafo D-Y

TV cabo

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Redes Compactas

Redes Secundárias Níveis de 380 V e 220 V (tensões de linha)

Conexão de trafo geralmente em D-Y

Cerca de 52 % - 127 V

Cerca de 39 % - 220

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Redes Secundárias

Trafo

Rede primária

Circuito

Barramento

Bitola 4/0 ou 1/0

Circuito

Lateral (bitola 4/0,

ou 1/0 ou 02)

Medidor

Ramal de

serviço

Cabos Nus CA

Quatro fios (três fases e

neutro)

Apoiada em postes que

distam entre si cerca de 30

metros.

O comprimento total de um

circuito, envolvendo

barramento e laterais, varia

de 360 a 720 metros, em

geral.

Cada consumidor é

conectado à rede secundária

através de um ramal de

serviço, que deve ter menos

de 30 metros.

Componentes de Sistemas de Distribuição Poste

Alimentadores

Ramais de serviço

Transformadores

Reguladores de Tensão

Banco de capacitores

Chaves Manobráveis sob carga

Religadores

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Transformadores

Chaves

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Religadores

Religadores

25

Chaves

Banco de Capacitores

26

Condutores

Condutores

27

Monitoramento e controle de sistemas de distribuição

Monitoramento e controle de sistemas de distribuição

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Rede Completa

Classificação de cargas Residenciais;

Comerciais;

Industriais;

Poderes públicos;

Serviços públicos;

Iluminação pública;

Rural.

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Sistemas de Distribuição do Futuro – “Smart-Grids”

Sistemas de distribuição do futuro “Smart-Grid” Redes com comunicação entre diversos componentes

da rede

Gerenciamento da geração

Gerenciamento da carga

Definição de preços em tempo-real

Livre escolha dos consumidores

Carros elétricos como dispositivos armazenadores de energia

Smart-metering

Atuação de equipes multi-disciplinares (engenharia, computação, engenharia social)

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Atuação do profissional em sistemas de distribuição Planejamento da expansão do sistema de distribuição

Operação de sistemas de distribuição

Manutenção do sistema

Investigação de novas tecnologias

Implantação de co-geração