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DISCIPLINA: ELG - ELETROTÉCNICA GERAL SEM: 2008/2 TURMAS A/B

DISCIPLINA: ELG - ELETROTÉCNICA GERAL SEM: 2008/2 TURMAS A/B. GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA PRINCÍPIOS DE CORRENTE E TENSÃO ALTERNADA CIRCUITOS TRIFÁSICOS INSTRUMENTOS DE MEDIDAS ELÉTRICAS 1ª AVALIAÇÃO-PROVA TEÓRICA 1º TRABALHO EM GRUPO.

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DISCIPLINA: ELG - ELETROTÉCNICA GERAL SEM: 2008/2 TURMAS A/B

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  1. DISCIPLINA: ELG - ELETROTÉCNICA GERALSEM: 2008/2 TURMAS A/B • GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA • PRINCÍPIOS DE CORRENTE E TENSÃO ALTERNADA • CIRCUITOS TRIFÁSICOS • INSTRUMENTOS DE MEDIDAS ELÉTRICAS1ª AVALIAÇÃO-PROVA TEÓRICA1º TRABALHO EM GRUPO

  2. DISCIPLINA: ELG - ELETROTÉCNICA GERALSEM: 2008/2 TURMAS A/B • GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA • PRINCÍPIOS DE CORRENTE E TENSÃO ALTERNADA • CIRCUITOS TRIFÁSICOS • INSTRUMENTOS DE MEDIDAS ELÉTRICAS1ª AVALIAÇÃO-PROVA TEÓRICA1º TRABALHO EM GRUPO • LUMINOTÉCNICA (UNIDADES FOTOMÉTRICAS, LÂMPADAS, LUMINÁRIAS) • INSTALAÇÕES ELÉTRICAS2ª AVALIAÇÃO-PROVA TEÓRICA2º TRABALHO EM GRUPO

  3. DISCIPLINA: ELG - ELETROTÉCNICA GERALSEM: 2008/2 TURMAS A/B • GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA • PRINCÍPIOS DE CORRENTE E TENSÃO ALTERNADA • CIRCUITOS TRIFÁSICOS • INSTRUMENTOS DE MEDIDAS ELÉTRICAS1ª AVALIAÇÃO-PROVA TEÓRICA1º TRABALHO EM GRUPO • LUMINOTÉCNICA (UNIDADES FOTOMÉTRICAS, LÂMPADAS, LUMINÁRIAS) • INSTALAÇÕES ELÉTRICAS2ª AVALIAÇÃO-PROVA TEÓRICA2º TRABALHO EM GRUPO • MAGNESTISMO E ELETROMAGNETISMO • MÁQUINAS ELÉTRICAS (COMANDO E PROTEÇÃO DE MAQ. E EQUIPAMENTOS) • TRASFORMADORES (AUTO-TRANSFORMADORES) • MOTORES3ª AVALIAÇÃO-PROVA TEÓRICA 3º TRABALHO INDIVIDUAL

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

  5. DISCIPLINA: ELG - ELETROTÉCNICA GERALSEM: 2008/2 TURMAS A/B GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

  6. 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

  7. 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.

  8. GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA • 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.

  9. GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA • 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

  10. GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICAAnálise 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.

  11. 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;

  12. GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA • 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.

  13. 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

  14. 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.

  15. 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)

  16. 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.

  17. 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)

  18. 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;

  19. SUBTRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA • Tensões usuais de subtransmissão adotados no Brasil em corrente alternada: • 34,5kV • 69kV • 88kV • 138kV

  20. 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

  21. DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA • Níveis de tensões secundárias: • 127/220V • 115/230V • 120/208V • 220V

  22. TENSÕES PARA GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO

  23. TENSÕES PARA GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO

  24. 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.

  25. 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.

  26. CATEGORIAS DE FORNECIMENTO • CATEGORIA I – exclusivamente residencial para 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.

  27. 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

  28. 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.

  29. Resolução utilizando NTU.01 da Concessionária do estado de São Paulo • CÁLCULO DA CARGA TOTAL INSTALADA: TOMADAS PARA 180m²

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

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

  32. Resolução utilizando NTU.01 da Concessionária do estado de São Paulo • CÁLCULO DA CARGA TOTAL INSTALADA: APARELHOS FIXOS: • 2 MOTORES ELÉTRICOS DE 1,5CV = 1540W => 2 x 1540 = 3080W

  33. Resolução utilizando NTU.01 da Concessionária do estado de São Paulo • CÁLCULO DA CARGA TOTAL INSTALADA: APARELHOS FIXOS: • 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

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

  35. Resolução utilizando NTU.01 da Concessionária do estado de São Paulo • CÁLCULO DE DEMANDA: TOMADA E ILUMINAÇÃO POT DEMANDA = 0,52 x 4200W = 2184W = 2,18kVA

  36. Resolução utilizando NTU.01 da Concessionária do estado de São Paulo • CÁLCULO DE DEMANDA: CHUVEIROS, TORNEIRAS, FERROS ELÉTRICOS POT DEMANDA = 0,7 x 15000W = 10500W ou 10,5kVA

  37. Resolução utilizando NTU.01 da Concessionária do estado de São Paulo • CÁLCULO DE DEMANDA: CONDICIONADOR DE AR POT DEMANDA = 1900W OU 2,1KVA x 2 x 1 = 4,2kVA

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

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

  40. 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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