Curso de Manutenção de ferrovias Eletrotécnica II. Sistemas de força e energia. Aula 02

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1 Curso de Manutenção de ferrovias Eletrotécnica II Sistemas de força e energia Aula 02

2 Consumo pro região

3 Usina Hidrelétrica

4 Usina Nuclear

5 Estrutura do setor elétrico

6 Distribuição - A conexão e atendimento ao consumidor é realizado pelas distribuidoras de energia elétrica. - As cooperativas de eletrificação rural, entidades de pequeno porte, transmitem e distribuem energia elétrica exclusivamente para os associados. - Em 2008, 53 dessas cooperativas atendem a pequenas comunidades. - Mercado de distribuição de energia elétrica - 63 concessionárias - mais de 61 milhões de unidades consumidoras. - O controle estatal ou privado

7 Quantidade de usinas - O Brasil contava, em novembro de 2008, usinas em operação, que correspondem a uma capacidade instalada de MW número que exclui a participação paraguaia na usina de Itaipu. Do total de usinas, 159 são hidrelétricas, térmicas abastecidas por fontes diversas (gás natural, biomassa, óleo diesel e óleo combustível) Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs), duas nucleares, centrais geradoras hidrelétricas (pequenas usinas hidrelétricas) e uma solar.

8 Redes de Transmissão - Redes de transmissão, após deixar a usina, a energia elétrica trafega em tensão que varia de 88 kv a 750 kv. - Nas subestações das distribuidoras, a tensão é rebaixada e, por meio de um sistema composto por postes e transformadores, chega à unidade final em 127 volts ou 220 volts. - Algumas unidades industriais que operam com tensões mais elevadas (de 2,3 kv a 88 kv) em suas linhas de produção e recebem energia elétrica diretamente da subestação da distribuidora (pela chamada rede de subtransmissão)

9 Qualidade no fornecimento da energia - Faixa de frequência nula; regulação nula igual a nominal 60Hz. - Distorção harmônica nula; Senoide perfeita. - Continuidade igual a 1; Consumidor suprido todo o tempo; - Faixa de tensão nula; regulação nula e iguala nominal- 220V.

10 Transmissão e distribuição da energia - A rede de transmissão liga as grandes usinas de geração às áreas de grande consumo. - poucos consumidores com um alto consumo de energia elétrica são conectados às redes - predomina a estrutura de linhas aéreas. - A segurança é um aspecto fundamental para as redes de transmissão.

11 Transmissão e distribuição da energia - Qualquer falta neste nível pode levar a descontinuidade de suprimento para um grande número de consumidores. - A energia elétrica é permanentemente monitorada e gerenciada por um centro de controle. - O nível de tensão depende do país, mas normalmente o nível de tensão estabelecido está entre 220 kv e 765 kv.

12 Rede de sub-transmissão - A rede de sub-transmissão recebe energia da rede de transmissão com objetivo de transportar energia elétrica a pequenas cidades ou importantes consumidores industriais. - O nível de tensão está entre 35 kv e 160 kv. - Em geral, o arranjo das redes de sub-transmissão é em anel para aumentar a segurança do sistema.

13 Rede de sub-transmissão - A estrutura dessas redes é em geral em linhas aéreas, por vezes cabos subterrâneos próximos a centros urbanos fazem parte da rede. - A permissão para novas linhas aéreas está cada vez mais demorada devido ao grande número de estudos de impacto ambiental e oposição social. - Os sistemas de proteção são do mesmo tipo daqueles usados para as redes de transmissão e o controle é regional.

14 Linhas de transmissão - As linhas de transmissão no Brasil costumam ser extensas, porque as grandes usinas hidrelétricas geralmente estão situadas a distâncias consideráveis dos centros consumidores de energia. - Hoje o país está quase que totalmente interligado, de norte a sul. - O segmento de transmissão no Brasil em 2008 por era composto de mais de 90 mil quilômetros de linhas e operado por 64 concessionárias.

15 Rede SIN - Abrange as regiões Sul, Sudeste, Centro-Oeste, Nordeste e parte do Norte; - Concentra aproximadamente 900 linhas de transmissão que somam 89,2 mil quilômetros nas tensões de 230, 345, 440, 500 e 750 kv (rede básica que grandes linhas entre uma região e outra, ativos de conexão das usinas, necessários às interligações internacionais); - Abriga 96,6% de toda a capacidade de produção de energia elétrica do país; - Oriunda de fontes internas ou de importações.

16 Interligação do sistema elétrico

17 Linhas de transmissão - As torres para linha de transmissão podem ser: - circuito simples (com três condutores por fase) - circuito duplo (com dois condutores por fase). - Os cabos para linha de transmissão aérea é constituído por fios colocados em coroas superpostas, encordeadas em sentidos opostos.

18 Linha de transmissão - Parâmetros que influem decisivamente no transporte de energia elétrica que são: - resistência, - indutância, - capacitância, - condutância, - As linhas aéreas podem ser: - curtas (menor que 80km), - médias (entre 80km e 240km) - longa (acima de 240km).

19 Subestação elevadora - Como os geradores são potências elevadas (MW) e a tensão comercial gerada é razoavelmente baixa (kv), a corrente elétrica no gerador é de grande intensidade. - Por fatores econômicos, a subestação elevadora é construída o mais próximo possível da geração. - Dentro de uma estação elevadora transformadores elevam, as tensões de 6,9kV, 13,8kV ou 18kV para 69kV, 138kV, 230kV etc. - O motivo - diminuição das perdas - utilização de torres e de fios de bitolas mais finas.

20 Subestação abaixadora - A tensão que chega em uma subestação abaixadora, é baixada para os valores de tensão de distribuição de 34,5kV e 13,8kV. - Da subestação de distribuição os condutores saem e seguem para a distribuição urbana em 13,8kV. - Nas ruas os transformadores nos postes da concessionária reduzem a tensão de 13,8kV para 127V e 220V, para a utilização residência e industrial

21 - Baixa tensão: até 1000V; Classificação das tensões segundo as normas brasileiras: - Média tensão: acima de 1000V até 72500V; - Alta tensão: acima de 72500V até V; - Extra-Alta tensão: Acima de V.

22 Estrutura do sistema elétrico - A estrutura do sistema elétrico de potência compreende - sistemas de geração, - transmissão, - distribuição, - subestações de energia elétrica,

23 Estrutura do sistema elétrico

24 Estrutura do sistema elétrico

25 Sistemas monofásicos - Os sistemas monofásicos funcionam em dois condutores, fase e neutro. Já o bifásico, recebe alimentação por três condutores, duas fases e um neutro.

26 Sistemas trifásicos - O sistema trifásico é formado pela associação de três sistemas monofásicos de tensões: -,,, - Defasados de 120 graus. - Sistema trifásico equilibrado, -. - estrela ou triângulo.

27 - Animação 1 - Animação 2 - Animação 3 - Corrente alternada - A arte de cortar 4 fios em 1 Animações e vídeo

28 Sistemas unifilares - Os sistemas unifilares representam os principais componentes por símbolos e suas interconexões com a máxima simplificação e omissão do condutor neutro, ou seja, representa apenas uma fase do sistema monofásico ou trifásico.

29 Sistemas multifilares

30 Proteção do sistema elétrico - As linhas de transmissão e redes aéreas de distribuição são extremamente vulneráveis às descargas elétricas atmosféricas, que em determinadas condições, podem provocar sobretensões elevadas no sistema, ocasionando a queima de equipamentos. - Para que se protejam os sistemas elétricos dos surtos de tensão, que também podem ter origem durante as manobras de chaves seccionadoras e disjuntores, são instalados para-raios, também são utilizados os descarregadores chifres, cujo desempenho é inferior ao do para-raios.

31 Para raios

32 Chave fusível

33 TC e TP

34 Chave seccionadora

35 Relés de proteção

36 Disjuntor de alta tensão

37 Chave de aterramento rápido

38 Religadores

39 Exercício 3 1. Quais os parâmetros que caracterizam a qualidade no fornecimento da energia? 2. Qual a função das redes de transmissão? 3. Como são os cabos para linha de transmissão? 4. Quais os parâmetros que influem no transporte de energia elétrica? 5. Porque elevamos a tensão para transmitir energia em uma linha para os grandes centros? 6. Como as normas brasileiras classificação as tensões em relação aos seus valores? 7. Fale sobre o sistema trifásico? 8. Cite alguns equipamentos de proteção para sistemas de energia. 9. Sabendo que a tensão de fase em um sistema trifásico em estrela é 220V, calcule a tensão de linha nesse mesmo sistema. 10. Considerando a corrente de linha em um sistema trifásico na configuração triângulo 10A, calcule a corrente de fase para esse circuito.

40 Pesquisa para o feriado 1-Normas brasileiras relativas aos sistemas de força e energia.

41 FIM

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