Produção, Transporte e Distribuição de Energia Eléctrica

PRODUÇÃO
TRANSPORTE
DISTRIBUIÇÃO
DE ENERGIA ELÉCTRICA
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Em Portugal, a energia eléctrica é
essencialmente produzida em centrais
hidroeléctricas e em centrais termoeléctricas.
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Nas centrais hidroeléctricas, aproveita-se a força
da água para produzir movimento em turbinas que
estão acopladas a alternadores, os quais
transformam esse movimento em energia eléctrica.
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R Classificação das centrais hidroeléctricas
O
Queda aproveitada
D
Alta queda
h > 250 m
U
Média queda 50 ≤ h ≤ 250 m
Ç
Baixa queda
h < 50 m
Ã
Caudal
O
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Grande caudal
Q > 100 m /s
Médio caudal
10 ≤ Q ≤ 100
m3/s
Pequeno caudal Q < 10 m3/s
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Classificação das centrais hidroeléctricas
Tipo de aproveitamento
Centrais de fio de
água (*)
Duração de esvaziamento < 100 horas
Centrais de
albufeira
Duração de esvaziamento ≥ 100 horas
(*) Central hidroeléctrica, alimentada por um curso de água permanente, concebida para produzir energia eléctrica a
partir da energia cinética dos cursos de água. Uma central a fio de água localiza-se num rio perene (com caudal
constante durante o ano). Localizam-se onde existem quedas, cascatas ou cachoeiras.
Serviço desempenhado
Centrais de
ponta
Quando funcionam para cobrir as
necessidades energéticas de certas pontas
de consumo.
Centrais de
base
Quando funcionam em modo continuo.
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Nas centrais termoeléctricas, queimam-se os
combustíveis (como o carvão, o fuel ou o gás natural)
e assim produz-se o calor que aquece a água a altas
temperaturas, obtendo-se vapor de água. É a força
do vapor de água que, neste tipo de centrais, faz
movimentar as turbinas que estão acopladas aos
alternadores.
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Classificação das centrais termoeléctricas
Quanto ao produto
Centrais força
Limitam-se a produzir energia eléctrica.
Centrais força - calor
Produzem energia eléctrica e aproveitam o
vapor ainda quente, à saída das turbinas, para a
distribuição de calor, quer a unidades
industriais, quer a cidades, para aquecimento
doméstico.
Quanto ao motor térmico e ao combustível
Centrais clássicas (a carvão, fuel, gás, etc.)
Centrais nucleares (a urânio, plutónio, etc.)
Quanto ao serviço desempenhado
Centrais de ponta Quando funcionam para cobrir as necessidades
energéticas de certas pontas de consumo.
Centrais de base
Quando funcionam em modo continuo.
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Em Portugal existem experiências para obter
electricidade a partir de outras fontes renováveis
de energia (vento, sol, biomassa e ondas).
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Porque é que se faz o transporte de
energia eléctrica em alta tensão?
Se quisermos transportar uma potência eléctrica S=U.I, com o
mínimo de perdas por efeito de Joule, a melhor forma de o
fazer é, sem dúvida, aumentar o valor da tensão U. Senão,
vejamos com o seguinte exemplo: para transportar 1000 VA
podemos fazê-lo com U=1000 V e I=1 A ou com U=100 V e
I=10 A, entre outras soluções.
Sendo a potência de perdas por efeito de Joule, p=R.I2, no
segundo caso as perdas seriam 100 vezes superiores às
verificadas no primeiro. Note-se também que, ao reduzir I,
reduz-se também a secção do condutor.
BT - Baixa Tensão (tensão entre fases cujo valor
eficaz é igual ou inferior a 1kV);
MT - Média Tensão (tensão entre fases cujo valor
eficaz é superior a 1 kV e igual ou inferior a 45 kV);
AT - Alta Tensão (tensão entre fases cujo valor
eficaz é superior a 45 kV e igual ou inferior a 110 kV);
MAT - Muito Alta Tensão (tensão entre fases cujo
valor eficaz é superior a 110 kV).
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Transporte e Distribuição
M
20/25 KV
M.T/.
150, 220, 400 KV
10, 15, 30 / 60 KV
230 / 400 V
Nas centrais os alternadores fornecem energia a tensões não
superiores a 20/25 KV. Para reduzir as perdas nas linhas há
necessidade de aumentar a tensão eléctrica para Muito Alta Tensão
(M.A.T.) à saída da central, por meio de subestações elevadoras.
Visto que o consumidor, por motivos económicos e de segurança, não
utiliza a energia a tensões tão elevadas, torna-se necessário, junto
aos centros de consumo, reduzir a tensão para níveis mais adequados:
em Alta e Média Tensão para consumidores industriais e em Baixa
Tensão para a generalidade dos consumidores domésticos.
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Isolador
Postes de alinhamento Suportar os condutores em linha recta.
Postes de derivação
Quando a partir deles há derivação de linha.
Postes de ângulo
Suportam a linha nos pontos em que ela muda de
direcção.
Postes de amarração
São postes de fim de linha.
Postes de cruzamento
São utilizados para efectuar cruzamentos com
outras linhas.
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Linhas eléctricas de Alta Tensão
São normalmente aéreas podendo,
no entanto, ser subterrâneas.
As redes aéreas são de instalação e
conservação mais económicas que
as redes subterrâneas, por outro
lado, são mais susceptíveis de
avarias.
As linhas aéreas são suportadas
por postes, normalmente metálicos,
sendo os condutores nus, de cobre
ou alumínio, suspensos ou apoiados
por isoladores.
Poste reticulado
usado em A.T.
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Linhas eléctricas de Média Tensão
Podem ser aéreas ou subterrâneas.
As aéreas são normalmente em cabo
nu, apoiadas em postes de betão
(mais comum) ou metálicos, sendo os
condutores suspensos ou apoiados
por isoladores.
Linha eléctricas de Baixa tensão
Podem ser de dois tipos: aéreas ou
subterrâneas.
As linhas aéreas podem ser em
condutores nus ou isolados em feixe
(cabo torçada). As linhas em
condutor nu estão fixas sobre
isoladores e apoiados em postes de
betão, ou sobre suportes metálicos
(postaletes) fixos na fachada.
Poste de betão armado
usado em B.T. e M.T.
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I Classificação das linhas quanto à sua
N configuração
H Quanto à configuração podem as linhas de transporte e de
A distribuição ser classificadas em linhas abertas e linhas fechadas.
linhas são abertas quando têm apenas um ponto de alimentação,
S As
isto é, as linhas radiam desse ponto e não se podem fechar sobre si
próprias.
As linhas são fechadas quando podem ser alimentadas por vários
centros de alimentação ou por um único centro mas em que há mais
que uma via de alimentação, fechando-se, portanto, sobre si próprias.
As linhas abertas, embora sejam mais económicas, estão sujeitas a
grandes interrupções em caso de avaria.
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As linhas abertas de transporte podem ser simples e radiais.
Rede
simples
Rede
radial
Subestação de elevação – Os transformadores elevam o valor da tensão
para efectuar o transporte.
Subestação redutora – Os transformadores baixam a tensão para efectuar a
distribuição.
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As linhas fechadas de transporte podem ser em anel e malhadas.
Subestação de seccionamento
Rede em anel
Central Subestação
Em Portugal, o grande
transporte de energia
é feito essencialmente
através de redes em
anel.
Rede malhada
As subestações de seccionamento equipadas de seccionadores e órgão de protecção e corte,
cujas funções são as de ligar ou isolar determinados troços e linha, seja por motivos de
detecção e reparação de avarias ou apenas por conveniência de exploração.
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As linhas abertas de distribuição em A.T. e M.T podem ser simples e
radiais.
Rede simples
S
P.T.
A rede simples é pouco
usada devido à fraca
qualidade de serviço.
A rede radial é muito
usada nos meios rurais.
S – Subestação
P.T. – Posto de transformação
As linhas que ligam PTs entre si ou eventualmente uma subestação a PTs
designam-se por linhas de pequena e média distribuição.
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As linhas fechadas de distribuição em A.T. e M.T. podem ser em anel e
malhadas.
P.T.
A rede em anel é o tipo
de rede mais frequente.
S
P.T.
S
A rede malhada é pouco
usada devido ao alto
custo de exploração.
S – Subestação
P.T. – Posto de transformação
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Posto de transformação (P.T.)
Aos postos de transformação chegam as linhas em M.T. que
constituem a rede secundária de distribuição.
A partir dos P.T.s faz-se a distribuição final em B.T. que vai alimentar
directamente o consumidor.
Num P.T. existem, além dos órgãos de protecção, de seccionamento e
medida, transformadores que fazem a redução de M.T. para B.T.
O primário do transformador é alimentado pelo cabo trifásico em M.T.
e pelo secundário sai um cabo (ou uma linha aérea) com três fases e
neutro em B.T., o qual vai alimentar um conjunto de habitações.
P.T.
230/400 V
M.T.
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Rede de distribuição em B.T.
Os cabos de distribuição de baixa tensão são
normalmente constituídos por cinco condutores um dos
quais se destina à iluminação pública.
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Iluminação pública
A corrente no condutor
destinado à iluminação pública é
ligado a uma das três fases por
intermédio de um interruptor
horário, que se regula de forma a
apagar e a acender a horas
determinadas.
Normalmente os postes de iluminação pública estão equipados
com lâmpadas de vapor de mercúrio (brancas/levemente
azuladas) ou vapor de sódio (amarelas). O seu acendimento é
automático, podendo ser controlado através de uma célula
fotoeléctrico que liga a corrente para as lâmpadas no
momento em que a luminosidade ambiente diminui para baixo
de um nível pré-estabelecido (por exemplo, 4 lux).
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Instalação colectiva
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Apresentação electrónica criada e executada por:
Lucínio Preza de Araújo
Email: [email protected]
URL: www.prof2000.pt/users/lpa
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