Introdução ao Sistema Elétrico
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Pág 1 Fundação Universidade INTRODUÇÃO AO SISTEMA ELÉTRICO Federal de Mato Grosso do Sul Princípios de Eletricidade e Eletrônica Introdução ao Sistema Elétrico Prof. Marcio Kimpara Universidade Federal de Mato Grosso do Sul FAENG / Engenharia Elétrica Campo Grande – MS Prof. Marcio Kimpara Princípios de Eletricidade e Eletrônica – 2014 – Pág 2 INTRODUÇÃO AO SISTEMA ELÉTRICO 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 etapas entre a geração da energia elétrica e o consumo de energia: Produção Transmissão Distribuição Prof. Marcio Kimpara Princípios de Eletricidade e Eletrônica – 2014 – Pág 3 INTRODUÇÃO AO SISTEMA ELÉTRICO Geração Elétrica • Tipos de usinas brasileiras: Hidroelétricas (cerca de 74,7%); Termoelétricas(carvão, gás 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. Prof. Marcio Kimpara Princípios de Eletricidade e Eletrônica – 2014 – Pág 4 INTRODUÇÃO AO SISTEMA ELÉTRICO Gerador elétrico Aplica Energia Elétrica MÁQUINA ELÉTRICA Produz Movimento rotativo do eixo Neste caso, a máquina elétrica é chamada de motor Produz Energia Elétrica MÁQUINA ELÉTRICA Aplica Movimento rotativo do eixo Neste caso, a máquina elétrica é chamada de gerador Prof. Marcio Kimpara Princípios de Eletricidade e Eletrônica – 2014 – Pág 5 INTRODUÇÃO AO SISTEMA ELÉTRICO O Caminho da Energia Elétrica – geração hidrelétrica Prof. Marcio Kimpara Princípios de Eletricidade e Eletrônica – 2014 – Pág 6 INTRODUÇÃO AO SISTEMA ELÉTRICO Geração Hidrelétrica No caso da usina hidrelétrica, quem provoca o movimento rotativo do eixo do gerador é a água. A força para a água movimentar o gerador se deve a uma queda d’ água de vários metros de altura. Prof. Marcio Kimpara Princípios de Eletricidade e Eletrônica – 2014 – Pág 7 INTRODUÇÃO AO SISTEMA ELÉTRICO Gerador trifásico usina hidrelétrica Prof. Marcio Kimpara Princípios de Eletricidade e Eletrônica – 2014 – Pág 8 INTRODUÇÃO AO SISTEMA ELÉTRICO Geração Termelétrica Dentro de uma usina termelétrica, o carvão (ou óleo ou gás ou biomassa) é queimado em uma fornalha para aquecer a água e produzir vapor. O vapor a alta pressão é quem movimenta o eixo do gerador, produzindo energia elétrica. Prof. Marcio Kimpara Princípios de Eletricidade e Eletrônica – 2014 – Pág 9 INTRODUÇÃO AO SISTEMA ELÉTRICO Gerador trifásico usina hidrelétrica Tensões Trifásicas - A forma de onda senoidal se deve à disposição dos enrolamentos no gerador elétrico - Os enrolamentos da máquina formam 3 bobinas defasadas de 120°no espaço. - Em consequência, são geradas três tensões senoidais simultaneamente no gerador elétrico, porém também estão defasadas de 120°entre si Prof. Marcio Kimpara Princípios de Eletricidade e Eletrônica – 2014 – Pág 10 INTRODUÇÃO AO SISTEMA ELÉTRICO Gerador trifásico usina hidrelétrica Tensões Trifásicas: Em um gerador trifásico, existem três enrolamentos separados fisicamente de 120° entre si, resultando em três tensões induzidas defasadas de 120° As três tensões senoidais geradas são chamadas de fase A, fase B e fase C (ou também fases R, S e T) 120° Prof. Marcio Kimpara Princípios de Eletricidade e Eletrônica – 2014 – Pág 11 INTRODUÇÃO AO SISTEMA ELÉTRICO Transmissão As linhas de transmissão são responsáveis por levar a energia elétrica produzida nas usinas (geralmente construídas afastadas) até próximos aos grandes centros consumidores. Por motivos técnicos e econômicos, as tensões das linhas de transmissão são em níveis elevados. Linha de Transmissão de Itaipu Prof. Marcio Kimpara Princípios de Eletricidade e Eletrônica – 2014 – Pág 12 INTRODUÇÃO AO SISTEMA ELÉTRICO Transmissão 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) Prof. Marcio Kimpara Princípios de Eletricidade e Eletrônica – 2014 – Pág 13 INTRODUÇÃO AO SISTEMA ELÉTRICO Subestação As subestações são locais onde a tensão elétrica é elevada ou abaixada. Próximo às usinas existem as subestações ELEVADORAS. A energia elétrica sai da usina, passa pela subestação e depois viaja pelas linhas de transmissão. Subestação Linha Anastácio - Aquidauana Prof. Marcio Kimpara Próximo aos centros consumidores (cidades, por exemplo), existem as subestações ABAIXADORAS. A energia elétrica chega pelas linhas de transmissão (tensões elevadas), passa pela subestação para ser rebaixada e é distribuída com níveis de tensão menores. Princípios de Eletricidade e Eletrônica – 2014 – Pág 14 INTRODUÇÃO AO SISTEMA ELÉTRICO Rede de Distribuição Alta tensão 13,8kV (3 fios) Transformador 13,8kV – 127/220V Baixa tensão 127/220V (4 fios) Prof. Marcio Kimpara Princípios de Eletricidade e Eletrônica – 2014 – Pág 15 INTRODUÇÃO AO SISTEMA ELÉTRICO Rede de Distribuição TRANSFORMADOR Três fios Quatro fios Tensão entre duas fases quaisquer: 220V Tensão entre qualquer uma das fases e o neutro: 127V Prof. Marcio Kimpara Princípios de Eletricidade e Eletrônica – 2014 – Pág 16 INTRODUÇÃO AO SISTEMA ELÉTRICO Rede de Distribuição Diferença de potencial (tensão) entre A e C: 220V Diferença de potencial (tensão) entre C e N: 127V Tensão entre fases tensão entre fase e neutro 3 Prof. Marcio Kimpara Princípios de Eletricidade e Eletrônica – 2014 – Pág 17 INTRODUÇÃO AO SISTEMA ELÉTRICO 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 Prof. Marcio Kimpara Princípios de Eletricidade e Eletrônica – 2014 – Pág 18 INTRODUÇÃO AO SISTEMA ELÉTRICO Padrão de Entrada Prof. Marcio Kimpara Princípios de Eletricidade e Eletrônica – 2014 – Pág 19 INTRODUÇÃO AO SISTEMA ELÉTRICO Tipo de fornecimento Prof. Marcio Kimpara Princípios de Eletricidade e Eletrônica – 2014 – Pág 20 INTRODUÇÃO AO SISTEMA ELÉTRICO Quadro de distribuição Prof. Marcio Kimpara Princípios de Eletricidade e Eletrônica – 2014 – Pág 21 INTRODUÇÃO AO SISTEMA ELÉTRICO Quadro de distribuição No quadro de distribuição, chegam as fases e o neutro que vem da rede da concessionária de energia, dependendo do padrão de entrada. No quadro ainda está conectado o fio de proteção (terra) A partir dos barramentos do quadro, são derivados os circuitos de tomadas e iluminação. Estes circuitos devem antes passar por um disjuntos para proteção. Prof. Marcio Kimpara Princípios de Eletricidade e Eletrônica – 2014 – Pág 22 INTRODUÇÃO AO SISTEMA ELÉTRICO Exemplo Circuito de Iluminação Circuito de tomadas Circuito de uso exclusivo Prof. Marcio Kimpara Princípios de Eletricidade e Eletrônica – 2014 – Pág 23 INTRODUÇÃO AO SISTEMA ELÉTRICO Anote Prof. Marcio Kimpara Princípios de Eletricidade e Eletrônica – 2014 – Pág 24 INTRODUÇÃO AO SISTEMA ELÉTRICO Próxima aula Ligação de interruptores (circuito de iluminação) Referências bibliográficas: Instalações Elétricas Residenciais – ELEKTRO/PIRELLI, 2003 Prof. Marcio Kimpara Princípios de Eletricidade e Eletrônica – 2014 – Pág 25 INTRODUÇÃO AO SISTEMA ELÉTRICO OBRIGADO Dúvidas? Prof. Marcio Kimpara Princípios de Eletricidade e Eletrônica – 2014 –
