transmissã_o e geraã_ã_o de enregia

8/18/2019 Transmissã_o e Geraã_ã_o de Enregia

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Geração, Transmissão e

Distribuição de Energia Elétrica

Jim S. Naturesa


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FAAP - Faculdade de Engenharia

Linhas de transmissão

• São tensões tíicas de transmissão no !rasil os ní"eis emalta tensão #$T% de &'( )* e +' )*, e, em e-traalta tensão#E$T%, de '/0 )*, // )*, 0 )* e 120 )*.

• São tensões tíicas de subtransmissão no !rasil os ní"eis de'/,0 )*, 23 )*, (( )* e &'( )* e, em alguns grandes centros

urbanos, o ní"el de +' )*.

• $ntes de ser consumida, a energia elétrica assa or mais umest4gio, isto é, a distribuição. Subestações de distribuiçãoredu5em a tensão do ní"el de reartição ara 6ue a energia

ossa c7egar r8-imo 9s nossas casas e ermitir o seu uso. $stensões de distribuição são de ' a +0 )* na rede rim4ria e de&& a '( * na rede secund4ria.


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Linhas

• Em resumo, são 6uatro as :unções dos sistemas detransorte de energia;

• 1) Transmissão; interligação da geração aos centros decarga.

• 2)


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Linhas

• $ ot=ncia ati"a tri:4sica é dada or;

• Ptrifásico = √3 * V* I * cos !)

• >nde;

• ? é a ot=ncia ati"a em @AB

• * é a tensão de transmissão entre :asesem )* #"alor e:ica5%B

• < é a corrente em cada uma das ' :asesem )$ #"alor e:ica5%B

• cos #C% é o :ator de ot=ncia, ligado aocontedo de ot=ncia reati"a datransmissão.


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Linhas

• > ideal é obter um "alor mínimo ara a "ot#ncia reati$a de modo a ma-imi5ar a ot=ncia ati"a trans:erida ara ummesmo ní"el de tensão.

• $ ot=ncia reati"a est4 relacionada 9s trocas de energiae-istentes entre e%ementos ati$os do sistema tais como;

caacitores, reatores, lin7as de transmissão, geradores etc.

• Essas trocas de energia são de"idas 9 nature5a doscomonentes e não odem ser comletamente eliminadasem sistemas de corrente alternada.

• >bser"ase 6ue aesar de não gerar trabal7o, a e-ist=nciada ot=ncia reati"a, cos #C% F &, imlica um aumento dacorrente #e conse6entemente das erdas% ara otransorte de uma mesma 6uantidade de ot=ncia.


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Linhas & "erdas

• > rocesso de transorte de energia elétricaaresenta "erdas de di"ersas nature5as;or e:eito Joule #calor% nos condutores e nosenrolamentos dos e6uiamentos, erdasde"ido 9 7isterese dos trans:ormadores ereatores e erdas or corrente de :uga nosisoladores.

• $ redução das erdas nos trans:ormadoresest4 ligada 9 6ualidade das c7aas de açosilício dos ncleos desses e6uiamentos edo ní"el de saturação usado no roHeto.


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Linhas & "erdas

• $s erdas Joule, 6ue constituem a maior6uantidade da energia erdida nos sistemasde transorte de energia elétrica, odem sercalculadas or;

• ?erdastri:4sicas I ' #K l L S% <+

• >nde;

• K é a resisti"idade do material, em geral oalumínio, cobre ou ligas de alumínioB

• l é o comrimento do trec7o em an4liseB• S é a seção condutora do condutor e

• < é a a corrente de lin7a do sistema.


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Linhas & "erdas

• > roHeto econMmico de 6ual6uer rede elétrica assa ela de:inição do ní"elda tensão e, conse6entemente, da corrente mais ade6uada, na escol7a da

seção condutora dos cabos #bitola% de modo a minimi5ar os custos dosin"estimentos e os custos das erdas.

• @aiores ní"eis de tensão e maiores bitolas aumentam os in"estimentos,orém redu5em as erdas Joule.


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aracteri5ação dos sistemas de transmissão de energiaelétrica.

• De uma :orma geral, odemse caracteri5ar os

sistemas de transmissão or;

• $ltos ní"eis de tensão #acima de 23)*%.

• @aneHo de grandes blocos de energia.

• DistOncias de transorte ra5o4"eis #normalmente

acima de l )m no caso do !rasil%.

• Sistema com "4rias mal7as, interligando blocos de

geração #usinas% a regiões de consumo de grandeorte #carga agregada% nos :inais ou em ontos

bem determinados das lin7as.



aracteri5ação dos sistemas de transmissão de energiaelétrica.

• >s sistemas de distribuição, or sua "e5,

aresentam;

• !ai-os ní"eis de tensão #abai-o de '/,0)*%.

• @aneHo de menores blocos de energia.

• @enores distOncias de transorte.

• Sistema redominantemente radial em condições

normais, odendo 7a"er mal7as ara atendimento

em emerg=ncia em 6ue cada ramal alimenta umgrande nmero de cargas.



'istemas ( e ((

• $s "antagens da rede $ são; a :acilidade de intercone-ão

atra"és de subestações de interligação ou c7a"eamento ou desubestações de trans:ormação e a simlicidade dessassubestações.

• Entretanto, lin7as de transmissão de corrente contínua sãomais baratas 6ue as de corrente alternada ara o mesmo ní"el

de ot=ncia. ?or essa ra5ão, sistemas em odem sercometiti"os ara transorte a longas distOncias, or e-emloacima de 1 ou ( )m.

• ?ara cada ní"el de ot=ncia, 74 uma distOncia em 6ue redes de

transortam energia de modo mais econMmico do 6ue redes$.

• São des"antagens dos sistemas em a sua menor:le-ibilidade de interligação e a maior comle-idade e custo dassubestações con"ersoras.



'istemas ( e ((



edes inter%i+adas

• $ oeração interligada tra5 grandes "antagens ao

dimensionamento de sistemas de transmissão; ermite ouso mais otimi5ado das :ontes de geração, com redução docustoB aumenta a :le-ibilidade oerati"a e a con:iabilidadedo sistemaB e redu5 o orte de dimensionamento dosistema.

• ?or essa ra5ão, os sistemas de transmissão começaram a seinterligar, e 7oHe são oucas as regiões desen"ol"idas 6uenão :a5em arte de sistemas regionais nacionais.

• No !rasil 74 dois grandes sistemas interligados; um naregião NNE e outro nas regiões SSE>. Esses doissistemas estão interligados atra"és de uma lin7a em $ de0 )*, c7amada interligação NorteSul.



edes inter%i+adas

• Do onto de "ista de geração de energia, a oeração

interligada ermite o uso otimi5ado dos reser"at8rios dasusinas 7idrelétricas, o 6ue no caso da região SSE> do!rasil ermite um gan7o de cerca de 'P no "olume daenergia garantida #com robabilidade acima de 30P%.

• $ rincial des"antagem da interligação de di:erentessistemas é a necessidade de uma oeração segura do ontode "ista de estabilidade entre os geradores, ou seHa, umdistrbio em um local ode ro"ocar o desligamento deoutros geradores em locais mais distantes #e:eito cascata%agra"ando substancialmente o de:eito.



,o$as tecno%o+ias

• ?ara ermitir uma maior :le-ibilidade deadatação e "iabili5ar um maior aro"eitamentodos sistemas e-istentes, di"ersos e6uiamentos etecnologias t=m sido desen"ol"idos;

• Qso de Rin7as de ?ot=ncia Natural Ele"ada R?NEBe

• Qso de e6uiamentos 6ue ermitem a:le-ibili5ação dos sistemas e-istentes $TS#Flexible AC Transmission-Systems%.



-ransmissão em (

• > surgimento dos transformadores de ot=ncia em $tornou ossí"el a transmissão de energia em tensões bemmais ele"adas do 6ue as de geração, ossibilitando otransorte a distOncias cada "e5 maiores e com menorescustos de transmissão.

• >s rinciais e6uiamentos e-istentes nas subestações emcorrente alternada além das estruturas e dos barramentos sãoos trans:ormadores, os reatores, os bancos caacitores, osdisHuntores, as c7a"es seccionadoras, os 4raraios e ostrans:ormadores de otencial e de corrente.



-ransmissão em (• $ grande "antagem dos sistemas em corrente alternada em relação aos de corrente

contínua é no 6ue se re:ere 9 :acilidade de intercone-ões, ois as subestações de $são bem mais simles do 6ue as subestações in"ersoras do sistema em .

• $s m46uinas em $, tanto geradoras como motoras, são e6uiamentos bem maissimles do 6ue as corresondentes em , esecialmente as tri:4sicas de grandeorte.



-ransmissão em ((

• $s $anta+ens da transmissão em são;• Rin7as de transmissão mais simlesB• ?ossibilidade de corrente de retorno or terra ou

or marB• >eração assíncrona de sistemasB

• omrimento de lin7as não limitado or ra5ões deestabilidadeB

• ?ossibilidade de interligar sistemas com:re6=ncias di:erentesB e

• 4cil controle de ot=ncia entre 4reas ousistemasB

$s lin7as não necessitam de comensação reati"a#cos C I &%.



-ransmissão em ((



-ransmissão em ((

• $s des$anta+ens mais marcantes datransmissão em são;• >s custos dos con"ersoresB• $lto consumo de ot=ncia reati"a no rocesso de

reti:icação ou in"ersãoB

• Geração de distorções 7armMnicas e, ortanto,necessidade de :iltrosB

• Necessidade de disHuntores de bem como dee6uiamentos mais comle-os do 6ue oscorresondentes em $ ara a transmissão entre

mais de dois terminaisB e• $limentação de cargas mais comle-a ao longo

das rotas de transmissão em .



-ransmissão em ((



-ransmissão em ((

• >s asectos anteriores, ositi"os ou negati"os, de ambos os tios de

transmissão, direcionam as alicações da corrente contínuarincialmente ara;

• )



Im"actos scio ambientais

• >s rimeiros roblemas gerados ela imlementação de lin7as de

transmissão começam com a sua construção e são;

• Desobstrução da :ai-a e desmatamento ara início das obrasB

• Esca"ações ara as :undaçõesB

• @ontagem das estruturas #mo"imentação local%B

• traçado da lin7a "isa ao camin7o mais curto e não reseitanecessariamente oulações e meio ambiente. >utro :ator imortante noconte-to da reser"ação ambiental é a construção de acessos ara as obrase as manutenções constantes das lin7as.


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efer#ncias

Elgerd, >. Introdução teoria de sistemas de ener+ia

e%trica. Editora @cGraUVill do !rasil. &312.

Naturesa, J. Inf%u#ncia de (om"ensadores 0státicos deeati$os na 0stabi%idade de -ensão de 'istemas de0ner+ia 0%trica. Dissertação de @estrado. Qnicam. +&.

Weis, R. X Sil"eira, S. 0ner+ia 0%trica "ara o/esen$o%$imento 'ustentá$e%. Edus. +&.

Ste"enson, A. 0%ementos de ná%ise de 'istemas de

Pot#ncia. Editora @cGraUVill. &31/.

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