ELE_aula1

DISCIPLINA: ELE – ELETRICIDADE PARA ENGa. CIVIL
SEM: 2008/2 TURMA A
1) GERAÇÃO, TRANSMISSÃO, DISTRIBUIÇÃO E CONSUMO DE
ENERGIA ELÉTRICA
2) CIRCUITOS DE CORRENTE ALTERNADA
1ª AVALIAÇÃO P1-PROVA TEÓRICA
DISCIPLINA: ELE – ELETRICIDADE PARA ENGa. CIVIL
SEM: 2008/2 TURMA A
1) GERAÇÃO, TRANSMISSÃO, DISTRIBUIÇÃO E CONSUMO DE
ENERGIA ELÉTRICA
2) CIRCUITOS DE CORRENTE ALTERNADA
1ª AVALIAÇÃO P1-PROVA TEÓRICA
3) LUMINOTÉCNICA (UNIDADES FOTOMÉTRICAS, LÂMPADAS, LUMINÁRIAS)
2ª AVALIAÇÃO T1 - TRABALHO EM GRUPO DE 4 ALUNOS
4) INSTALAÇÕES ELÉTRICAS
3ª AVALIAÇÃO P2 -PROVA TEÓRICA
4ª AVALIAÇÃO T2 -TRABALHO EM DUPLA – PROJETO PREDIAL
DISCIPLINAELE – ELETRICIDADE PARA ENGa. CIVIL
SEM: 2008/2 TURMA A
1) GERAÇÃO, TRANSMISSÃO, DISTRIBUIÇÃO E CONSUMO DE
ENERGIA ELÉTRICA
2) CIRCUITOS DE CORRENTE ALTERNADA
1ª AVALIAÇÃO P1-PROVA TEÓRICA
3) LUMINOTÉCNICA (UNIDADES FOTOMÉTRICAS, LÂMPADAS, LUMINÁRIAS)
2ª AVALIAÇÃO T1 - TRABALHO EM GRUPO DE 4 ALUNOS
4) INSTALAÇÕES ELÉTRICAS DE BAIXA TENSÃO (RESIDENCIAL)
3ª AVALIAÇÃO P2 -PROVA TEÓRICA
4ª AVALIAÇÃO T2 -TRABALHO EM DUPLA – PROJETO PREDIAL
5) SEGURANÇA NAS INSTALAÇÕES ELÉTRICAS
6) CONCEITOS DE AUTOMAÇÃO PREDIAL
5ª AVALIAÇÃO P3-PROVA TEÓRICA
6ª AVALIAÇÃO T3 - TRABALHO EM GRUPO DE 4 COM APRESENT.
INDIVIDUAL
DISCIPLINA: ELE – ELETRICIDADE PARA ENGa. CIVIL
SEM: 2008/2 TURMA A
1ª.
AVALIAÇÃO
2ª.
AVALIAÇÃO
3ª.
AVALIAÇÃO
P1 – PROVA
TEÓRICA
T1 –
TRABALHO
EM GRUPO
P2 – PROVA
TEÓRICA
20%
10%
10%
4ª.
AVALIAÇÃO
T2 –
TRABALHO
EM DUPLA
30%
5ª.
AVALIAÇÃO
6ª.
AVALIAÇÃO
P3 – PROVA
TEÓRICA
T3 –
GRUPO+
DEFESA
INDIVIDUAL
10%
20%
DISCIPLINA: ELE – ELETRICIDADE PARA
ENGa. CIVIL
SEM: 2008/2 TURMA A
GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E
DISTRIBUIÇÃO E CONSUMO
DE ENERGIA ELÉTRICA
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
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.
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.
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
GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
•
•
•
•
•
•
•
Análise 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.
GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
2 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;
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.
GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
Potência 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
TRANSPORTE DE ENERGIA ELÉTRICA
Definidos 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.
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)
TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
CC 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.
TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
CC 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.
 600kV CC (Itaipu)
 750kV CC (Rússia)
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;
SUBTRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
 Tensões usuais de subtransmissão adotados
no Brasil em corrente alternada:
 34,5kV
 69kV
 88kV
 138kV
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
DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
 Níveis de tensões secundárias:




127/220V
115/230V
120/208V
220V
TENSÕES PARA GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E
DISTRIBUIÇÃO
TENSÕES PARA GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E
DISTRIBUIÇÃO
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.
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.
FORNECIMENTO DE ENERGIA ELÉTRICA EM TENSÃO
PRIMÁRIA
 Carga superior a 75kW e demanda igual ou
inferior a 2500kW => TENSÃO PRIMÁRIA
 Caso a demanda for superior a 2500kW até
5000kW a Concessionária irá analisar a
viabilidade em distribuição primária ou tensão
de subtransmissão (69kV, 130kV ou 34,5kV).
FORNECIMENTO DE ENERGIA ELÉTRICA EM TENSÃO
PRIMÁRIA
 Restrições:
Não é permitido paralelismo de geradores
particulares com a rede da Concessionária;
Não é permitida alteração da potência instalada,
sem análise da Concessionária;
 Suspensão:
Fraude de consumo,interligação clandestina,
falta de segurança das instalações e violação dos
FORNECIMENTO DE ENERGIA ELÉTRICA EM TENSÃO
PRIMÁRIA
 Pedido de estudo:
O interessado deve enviar regime de trabalho,
potência instalada, cargas de luz, de aparelhos e
motores, equipamentos de maior potência,etc.
 Tipos de fornecimento:
Permanente;
Provisório (canteiro de obras, circos, parques de
diversão, comerciais, industrias,etc).
FORNECIMENTO DE ENERGIA ELÉTRICA EM TENSÃO
SECUNDÁRIA
 Carga INSTALADA inferior a 75kW.
 Aplicam-se a consumidores individuais
residenciais, comércio, indústrias e unidades
consumidoras em loteamentos particulares e em
condomínios fechados.
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.
TIPOS DE ATENDIMENTO AO CONSUMIDOR
SECUNDÁRIO (NTU.01)
•
•
•
•
•
TIPO A – Fase/Neutro
TIPO B - 2 Fases e Neutro
TIPO C - 3 Fases e Neutro
TIPO D - 2 Fases
TIPO E - 3 Fases
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
DETERMINAÇÃO DA CARGA INSTALADA => define o tipo
de fornecimento e o no. de fases
Na determinação da carga instalada são
considerados:
• Cargas de tomadas;
• Pontos de Luz;
• Aparelhos com potencia média determinada pela concessionária
(chuveiro, máquina de lavar louça, forno de microondas, forno
elétrico, ferro elétrico);
• Aparelhos com potência definidos pelo fabricante (condicionador
de ar, aquecedor elétrico central fogão elétrico, outros com potência
superior a 1000W);
• Motores e equipamentos especiais;
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.
Resolução utilizando NTU.01 da Concessionária do
estado de São Paulo
• CÁLCULO DA CARGA TOTAL INSTALADA: TOMADAS PARA 180m²
Resolução utilizando NTU.01 da Concessionária do
estado de São Paulo
• CÁLCULO DA CARGA TOTAL INSTALADA: ILUMINAÇÃO
RESIDENCIAL: 1 PONTO DE LUZ DE 100W POR CÔMODO.
PORTANTO, SE NA RESIDÊNCIA TEM 12 CÔMODOS=>
12 X 100 = 1200W
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
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
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
AR CONDIC.
4,2kVA
= 3800W ou
3,8kVA
= 14000W ou
14kVA
FERRO ELÉTRICO = 1000W ou
1kVA
CHUVEIROS
MOTORES
= 3080W ou
2,17kVA
_____________________
26080W
ou
25,17kVA
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.
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
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
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
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
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