INSTALAÇÕES ELÉTRICAS EM ALTA TENSÃO. Prof. Pierre Vilar Dantas Turma: 0042-A Horário: 2N ENCONTRO DE 19/02/2018

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1 INSTALAÇÕES ELÉTRICAS EM ALTA TENSÃO Prof. Pierre Vilar Dantas Turma: 0042-A Horário: 2N ENCONTRO DE 19/02/2018

2 Plano de ensino

3 Professor

4 Usinas Hidrelétricas

5 Usinas Hidrelétricas

6 Usinas Hidrelétricas Sistemas que transformam a energia hídrica em energia elétrica. A construção geralmente se dá sempre em locais onde podem ser aproveitados os desníveis naturais dos cursos dos rios.

7 Usinas Hidrelétricas De acordo com o potencial de geração de energia, podemos classificar as hidrelétricas em: PCHs ou Pequenas Centrais Hidrelétricas: operam em uma faixa de geração de 1 a 30 MW e com um reservatório de área inferior a 3 km²; GCHs ou Grandes Centrais Hidrelétricas: operam com potências acima de 30MW.

8 Usinas Hidrelétricas O potencial hidráulico é proporcionado pela vazão hidráulica e pela concentração dos desníveis existentes ao longo do curso de um rio. Isto pode se dar: De forma natural, quando o desnível está concentrado numa cachoeira; Através de uma barragem, quando pequenos desníveis são concentrados na altura da barragem; Através de desvio do rio de seu leito natural, concentrando-se os pequenos desníveis nesse desvio.

9 Usinas Hidrelétricas Histórico 1889 construção da primeira hidrelétrica do Brasil, em MG. A década de 1940, marca o início da construção de uma série de usinas hidrelétricas, o que tornou o Brasil um dos maiores produtores de energia renovável do mundo, junto com o Canadá; Foi também nessa época que, diante do crescimento de consumo e da estiagem prolongada, o governo brasileiro iniciou a construção de grandes represas e a interligar as usinas hidrelétricas entre si, para evitar desabastecimento de energia.

10 Usinas Hidrelétricas No Nordeste A Usina de Angiquinho foi a primeira hidroelétrica do nordeste, inaugurada em 1913 pelo empresário Delmiro Gouveia. A idéia era abastecer a nascente indústria têxtil e levar água para a cidade de Pedra (atual Delmiro Gouveia), AL. Hoje, o prédio está abandonado ao lado do enorme complexo hidrelétrico de Paulo Afonso, BA

11 Usinas Hidrelétricas Composição

12 Usinas Hidrelétricas As turbinas: são basicamente um eixo em torno do qual é montado um círculo de pás. O impacto da água nas pás faz o eixo girar e o movimento aciona a máquina; Vertedouro: controla o nível de água da represa, evitando transbordamentos; Casa de Máquinas: onde estão instalados os geradores acoplados às turbinas; Conduto: conduz a água do reservatório até a turbina; Reservatório ou Lago: surge a partir do fechamento da b.rragem;

13 Usinas Hidrelétricas Gerador: surge a partir da energia mecânica, produz energia elétrica; Casa de Comando: local de onde se opera a usina; Saída de Água: local por onde sai a água após passar pelas turbinas; Subestação Elevadora: local onde se transforma a energia elétrica em alta tensão para ser transportada.

14 Usinas Hidrelétricas Funcionamento

15 Usinas Hidrelétricas Turbinas Hidráulicas As turbinas hidráulicas são projetadas para transformar a energia hidráulica em energia mecânica. Atualmente são mais encontradas em usinas hidrelétricas, onde são acopladas a um gerador elétrico, o qual é conectado à rede de energia.

16 Usinas Hidrelétricas Vantagens Eficientes; Limpas; Preço. Desvantagens Alterações climáticas; Alterações hidrológicas; Desequilíbrio do ecossistema.

17 Usinas Hidrelétricas Usina Hidrelétrica de Itaipu - Rio Paraná, MW - Paraná Usina Hidrelétrica de Belo Monte - Rio Xingu, MW - Pará Usina Hidrelétrica São Luiz do Tapajós - Rio Tapajós, MW - Pará Usina Hidrelétrica de Tucuruí - Rio Tocantins, MW - Pará Usina Hidrelétrica de Jirau - Rio Madeira, MW - Rondônia (licitada) Usina Hidrelétrica de Ilha Solteira - Rio Paraná, MW - São Paulo e Mato Grosso do Sul Usina Hidrelétrica de Xingó - Rio São Francisco, MW - Alagoas e Sergipe Usina Hidrelétrica Santo Antônio - Rio Madeira, MW - Rondônia Usina Hidrelétrica Paulo Afonso IV - Rio São Francisco, MW - Bahia Usina Hidrelétrica Jatobá - Rio Tapajós, MW - Pará (projetada).

18 Usinas Termelétricas

19 Usinas Termelétricas Instalação que produz energia elétrica a partir da queima de combustível em uma caldeira projetada para esta finalidade específica;

20 Usinas Termelétricas Principais combustíveis: Biomassa; Óleo; Gás Natural; Carvão; Nuclear.

21 Gás Natural

22 Carvão Mineral As maiores jazidas se encontram nos estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina;

23 Biomassa Qualquer matéria orgânica que possa ser transformada em energia térmica, mecânica ou elétrica. Bagaço de cana de açúcar;

24 Usinas Termelétricas

25 Usinas Termelétricas Vantagens Próxima aos consumidores; Menos linhas de transmissão; Redução das perdas em 16%; O gás natural pode ser usado como matéria prima; Desvantagens Alto custo de operação combustíveis; Chuva ácida; Efeito estufa;

26 Usinas Termelétricas No Brasil as emissões de gás carbônico de termelétricas aumentam mais de 100% em 15 anos: 1992: 10,8 milhões de toneladas de CO2 2007: 24 milhões de toneladas, 122% aumento.

27 Usinas Eólicas

28 Energia Eólica Potencial Eólico Brasileiro Em 2008 eram 17 usinas em operação com uma capacidade instalada de 273 MW.

29 O Recurso Eólico É a energia que provém dos ventos. É uma abundante fonte de energia, renovável, limpa e disponível em todos os lugares. A energia eólica é utilizada para mover aerogeradores. Aerogeradores são os equipamentos responsáveis em converter energia eólica em energia elétrica.

30 O Recurso Eólico Viabilidade Local Identificação de áreas adequadas para aproveitamentos do recurso eólico. (Atlas) Medições Anemométricas Etapa Fundamental para o projeto de uma central eólica (estudo de micrositing).

31 O Recurso Eólico Variação da Velocidade do Vento O vento pode variar bastante no intervalo de horas ou dias. Em termos estatísticos, tenderá a um regime diurno predominante, regido por influências locais (microescala) e regionais (mesoescala). No intervalo de meses ou anos, os regimes de vento tem um regime sazonal bem definido ao longo do ano. Ao longo de décadas, em geral, as velocidades médias anuais apresentam pequenas variações.

32 O Recurso Eólico Velocidade Média Anual

33 O Recurso Eólico Variação Diária da Velocidade do Vento

34 A turbina eólica Nacele

35 A turbina eólica A velocidade angular dos rotores varia na faixa de 20 a 150 RPM, devido às restrições de velocidade na ponta da pá (tip speed). Entretanto, geradores (sobretudo os síncronos) trabalham a rotações elevadas (entre 1200 e 1800 RPM). Torna-se necessário um sistema de multiplicação entre os eixos.

36 Energia Eólica Tamanho dos aerogeradores

37 Energia Eólica Potência produzida aumenta com a área varrida pelo rotor

38 Conversão da Energia

39 Energia Eólica

40 Energia Eólica Vantagens É uma fonte de energia segura e renovável; Não polui; Suas instalações são móveis, e quando retirada, pode-se fazer refazer toda a área utilizada; Tempo rápido de construção.

41 Energia Eólica Desvantagens Impacto visual; Impacto sobre as aves do local; Impacto sonoro; Regiões onde o vento não é constante, ou a intensidade é muito fraca, obtêm-se pouca energia

42 Transmissão

43 Transmissão O segmento de transmissão no Brasil é composto por mais de 90 mil quilômetros de linhas (2008); A grande extensão da rede de transmissão no Brasil é explicada pela configuração do segmento de geração, constituído na maior parte, de usinas hidrelétricas instaladas em localidades distantes dos centros consumidores; A principal característica desse segmento é a sua divisão em 2 grandes blocos: o SIN e os Sistemas Isolados.

44 Os Sistemas Isolados Os sistemas isolados são predominantemente abastecidos por usinas térmicas movidas à óleo diesel e óleo combustível; São assim denominados por não estarem interligados ao SIN e por não permitirem o intercâmbio de energia elétrica com outras regiões, em função das peculiaridades geográficas da região em que estão instalados; Atendem a uma área de 45% do território brasileiro e cerca de 3% da população nacional.

45 Centrais Elétricas dos Sistemas Isolados

46 Sistema Interligado Nacional (SIN) Interligação sistemas elétricos: Benefícios: entre Ajuda mútua em casos de emergência; Aproveitamento energético da diversidade hidrológica entre bacias distintas; Aumento geral no nível de confiabilidade. Aspecto Negativo: Permite que distúrbios em uma região sejam transferidos para outra. Curiosidade: Apenas 3,4% da capacidade de produção de eletricidade do país encontra-se fora do SIN, região amazônica.

47 Instalações Elétricas de AT Níveis de Tensão Utilizadas na Transmissão Em CA: 230 kv Alta Tensão 345 kv Extra Alta Tensão 440 kv Extra Alta Tensão 500 kv - Extra Alta Tensão 750 kv - Extra Alta Tensão Em CC: 600 kv Alta Tensão

48 Instalações Elétricas de AT Níveis de Tensão Utilizadas na Transmissão No Brasil, metade da potência gerada pela Itaipu é transmitida para o Sudeste por meio de linhas de transmissão em CC, na tensão de 600 kv e distância de 900 km.

49 Condutores, Isoladores e Estruturas Condutores em linhas aéreas de transmissão Alumínio dominam o mercado nas aplicações de redes e linhas aéreas de distribuição e transmissão de energia elétrica NÃO localizadas nas proximidades da orla marítima; Cobre dominam praticamente o mercado nas aplicações de instalações elétricas, sejam prediais ou industriais e nas redes aéreas localizadas no litoral.

50 Condutores, Isoladores e Estruturas Condutores em linhas aéreas de transmissão São utilizados cabos condutores obtidos pelo encordoamento de fios, visto que um condutor sólido, devido às vibrações, produziria fadiga mecânica e consequente fratura no ponto de conexão à cadeia de isoladores; Normalmente os cabos condutores empregados em linhas de transmissão possuem fios de alumínio dispostos em camadas, com ou sem alma de aço.

51 Condutores, Isoladores e Estruturas Condutores em linhas aéreas de transmissão Ligas de Alumínio e suas Vantagens Alumínio liga 6201 Versatilidade e redução de perdas Boa resistência à corrosão e acessórios mais simples Cabos 100% de liga de alumínio são denominados (CAL); Existem também os cabos de alumínio com alma de liga de alumínio (ACAR).

52 Condutores, Isoladores e Estruturas Isoladores (rígidos) Isoladores bastão, pilar, pino e roldana

53 Condutores, Isoladores e Estruturas Isoladores (suspensos) Isoladores de campânula simples

54 Condutores, Isoladores e Estruturas Disposição das cadeias de isoladores Isolador de suspensão, em V e amarração