Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica

 

SISTEMAS ELÉTRICOS:

Temos os seguintes tipos de usinas com a classificação segundo a fonte primária:

• Hidrelétricas;
• Termelétricas (Nuclear, Gás, Óleo diesel, combustível, Carvão e Biomassa);
• Eólicas;
• Solar;

Ciclo da Energia:

Sistema Elétrico de Potência (onde atuam os Engenheiros Eletricistas)

Sistema Elétrico Convencional:

Sistema com Geração Distribuída

A produção de energia elétrica:

A energia Elétrica tem que ser produzida instantaneamente e só pode ser armazenada na forma primária. Não existem ainda recursos técnicos em escola industrial para armazenar grandes quantidades de energia (“pilhas”).

Fontes renováveis de energia (a força das águas e dos ventos, o sol e a biomassa).

Fontes não renováveis de energia (carvão, gás, óleo diesel e óleo combustível, nuclear).

 

A produção de energia elétrica – UHE Sayano-Shushenskaya:

A maior usina hidrelétrica da Rússia – Sayano-Shushenskaya, esta perto de Sayanogorsk em Khakassia, sua barragem de gravidade chega nos 242 metros de altura, já sua crista possui 1.066 metros de altura e 25 metros de largura. Sua construção foi decidida em 1960, mas apenas em 1978 foi que sua primeira turbina entrou em funcionamento, já em 1985 seu sistema de produção de energia iniciou a produção de energia elétrica completa.

Apesar de ter sofrido alguns grandes acidentes entre 1979, 1985, 1988 e 2009, essa usina retomou suas atividades em 2010, seus reparos duraram até 2014, o que custou bilhões de dólares em todo processo. Atualmente, sua capacidade é de 6.400 MW em produção de energia com apenas 10 turbinas em funcionamento.

A produção de energia elétrica – Eólica:

Energia eólica é a transformação da energia do vento em energia útil, tal como na utilização de aerogeradores para produzir eletricidade, moinhos de vento para produzir energia mecânica ou velas para impulsionar veleiros.

Assim como a energia hidráulica, a energia eólica é utilizada há milhares de anos com as mesmas finalidades, a saber: bombeamento de água, moagem de grãos e outras aplicações que envolvem energia mecânica.

Para que a energia eólica seja considerada tecnicamente aproveitável, é necessário que sua densidade seja maior ou igual a 500 W/m², a uma altura de 50 m, o que requer uma velocidade mínima do vento de 7 a 8 m/s.

Interligação de Bacias Hidrográficas:

Os sistemas regionais têm regimes hidrológicos distintos. Isso se deve ao tamanho continental do nosso país. Sistemas com essas características ganham energia a partir de interconexões. Aproveitamos essa diversidade entre as Regiões Sul, Sudeste, Norte e Nordeste. Quanto mais interligado for o sistema, mais transferências de energia entre bacias, mais energia para o conjunto de usinas visto como um todo.

Função da Transmissão de Energia:

Transportar a energia produzida nas usinas até os centros de consumo e interligar os subsistemas do SIN. É vetor da otimização econômica, pois permite:

• Uso ótimo dos recursos hidrológicos, explorando complementaridades de regime hidrológico das bacias:
• Leva à postergação de parcela de investimentos de geração;
• É vista como usina virtual;
• Melhoria da segurança elétrica e energética;

Características Físicas:

A maior parte das redes de transmissão operam em corrente alternada trifásica, que se mostrou adequada para transmitir e distribuir energia elétrica, mas existem também linhas de transmissão em corrente contínua.

Visão geral da distribuição

A transição da transmissão para a distribuição acontece em uma subestação de energia, que tem as seguintes funções:

•  Os disjuntores e interruptores permitem que a subestação seja desconectada da rede de transmissão ou que as linhas de distribuição sejam desconectadas.
•  Os transformadores diminuem as tensões de transmissão até as tensões de distribuição primária.
•  Estes são circuitos de média tensão, geralmente 1000-35kV.
•  A partir do transformador, a energia vai para o barramento.
•  O barramento distribui a energia às linhas de distribuição.

Distribuição primária:

As tensões de distribuição primária variam de 13,8 a 34,5 kV. Apenas os grandes consumidores são alimentados diretamente a partir de tensões de distribuição. A maioria dos clientes de serviços públicos está conectada a um transformador, o que reduz a tensão de distribuição para a baixa tensão usada pelos consumidores finais.

 

Configurações de rede:

• As redes de distribuição são divididas em dois tipos, radiais e malhas.
• Um sistema radial é organizado como uma árvore onde cada cliente tem uma fonte de suprimento.
• Um sistema em malha tem múltiplas fontes de suprimento operando em paralelo.
• As malhas são usadas para cargas concentradas.
• Os sistemas radiais são comumente usados ​em áreas rurais ou suburbanas.
• Os sistemas radiais geralmente incluem conexões de emergência onde o sistema pode ser reconfigurado em caso de problemas, como uma falha ou substituição necessária. Isto pode ser feito abrindo e fechando interruptores.

Distribuição Secundária:

A distribuição secundária é constituída por:

• Parte da média tensão: onde fazem parte as barras de redistribuição e os respectivos

dispositivos de comando, proteção e controle;

• Linhas de média tensão.

• Cabines de transformação média/baixa tensão, com os transformadores, dispositivos de comando e proteção;

• Linhas de baixa tensão (cabos aéreos isolados ou não)

As redes de distribuição de baixa tensão atendem consumidores residenciais, pequenos estabelecimentos comerciais e iluminação pública.

Redes Subterrâneas:

O crescimento das nossas cidades impõe mudanças do tipo de rede de distribuição de energia.

Critérios Técnicos:

• Adensamento da carga: MVA/km2

• Confiabilidade: indicadores DEC, FEC, AV.

• Configurações do Sistema: Radiais, Network

• Segurança terceiros: Contato partes energizadas

• Interferências externas:

• Descargas elétricas,

• Abalroamentos,

• Objetos na rede,

• Outros.

 

Universidade Federal de Itajubá,

Itajubá - MG