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A estrutura do sistema elétrico de potência compreende os sistemas de geração, transmissão, distribuição e subestações de energia elétrica.
Sistemas de Potencia
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Estrutura tradicional de uma rede de energia elétrica. [Fonte: Aneel].
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Rede de Transmissão
Normalmente o nível de tensão estabelecido está entre 220 kV e 765 kV.
Rede de Sub-TransmissãoO nível de tensão está entre 35 kV e 160 kV.
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Redes de DistribuiçãoAlimentam consumidores industriais de médio e pequeno porte, consumidores comerciais e de serviços e consumidores residenciais.
Os níveis de tensão de distribuição são assim classificados
− Alta tensão de distribuição (AT): tensão entre fases cujo valor eficaz é igual ou superior a 69kV e inferior a 230kV.
− Média tensão de distribuição (MT): tensão entre fases cujo valor eficaz é superior a 1kV e inferior a 69kV.
− Baixa tensão de distribuição (BT): tensão entre fases cujo valor eficaz é igual ou inferior a 1kV.
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− Tensão secundária de distribuição inferior a 2,3kV: quando a carga instalada na unidade consumidora for igual ou inferior a 75 kW;
-Tensão primária de distribuição inferior a 69 kV: quando a carga instalada na unidade consumidora for superior a 75 kW e a demanda contratada ou estimada pelo interessado, para o fornecimento, for igual ou inferior a 2.500 kW;
− Tensão primária de distribuição igual ou superior a 69 kV: quando a demanda contratada ou estimada pelo interessado, para o fornecimento, for superior a 2.500 kW.
De acordo com a Resolução No456/2000 da ANEEL, a tensão de fornecimento para a unidade consumidora se dará de acordo com a potência instalada:
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O setor terciário, tais como hospitais, edifícios administrativos, pequenas indústrias, etc, são os principais usuários da rede MT.
A rede BT representa o nível final na estrutura de um sistema de potência e atende, alem do setor residencial, outros consumidores
Tensões Nominais Padronizadas de Baixa Tensão
As tensões de conexão padronizadas para AT e MT são: 138 kV (AT), 69 kV (AT), 34,5 kV (MT) e 13,8 kV (MT).
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O sistema de distribuição de energia elétrica no Brasil é operado por67 empresas dentre as quais 9 estão na região norte, 11 na região nordeste, 5 na região centro-oeste, 22 na região sudeste e 17 na região sul do país.
SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO
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O sistema de distribuição brasileiro é regulado por um conjunto de regras dispostas em Resoluções da Aneel e no documento intitulado Procedimentos de Distribuição – PRODIST
O PRODIST é composto por oito módulos:Módulo 1 IntroduçãoMódulo 2 Planejamento da Expansão do Sistema de DistribuiçãoMódulo 3 Acesso aos Sistemas de DistribuiçãoMódulo 4 Procedimentos Operativos do Sistema de DistribuiçãoMódulo 5 Sistemas de MediçãoMódulo 6 Informações Requeridas e ObrigaçõesMódulo 7 Perdas Técnicas RegulatóriasMódulo 8 Qualidade da Energia Elétrica
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Topologias utilizadas na subtransmissão (69 a 138 kV).
Radial Radial com recurso
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Subtransmissão em Anel
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Subtransmissão em Reticulado
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Em uma subestação cada equipamento é identificado por um código que identifica o tipo de equipamento, faixa de tensão, e a posição dentro da subestação.A nomenclatura mais usual utilizada nos diagramas unifilares, em geral é constituída de quatro dígitos XYZW. O primeiro dígito X indica o tipo de equipamento como descrito na Tabela a seguir
O primeiro dígito X
O segundo dígito Y
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O terceiro dígito ZAs letras (C, F, I, J, L, M, N, P, S, V e Y) são utilizadas para nomear linhas de transmissão ou de distribuição, guardando, quando possível associação ao nome da instalação.O quinto caractere é um traço de união (-). Quando existirem dois equipamentos similares na mesma tensão de operação conectados a um terceiro equipamento estes serão identificados através do 6° caractere.
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Parte do diagrama unifilar.SE Luiz Gonzaga, pertencente à Chesf. Exemplificação do uso de códigos de equipamentos
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Exemplo de diagrama de uma Subestação
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Laboratório de Eficiência Energéticaem Sistemas de Iluminação PúblicaBarramentos
Os barramentos são condutores reforçados, geralmente sólidos e de impedância desprezível, que servem como centros comuns de coleta e redistribuição de corrente.A denominação arranjo ou topologia é usada para as formas de se conectarem entre si as linhas, transformadores e cargas de uma subestação.
– Barramento simples– Duplo barramento simples– Barramento simples seccionado– Barramento principal e de transferência– Barramento duplo com um disjuntor– Barramento duplo com disjuntor duplo– Barramento duplo de disjuntor e meio– Barramento em
Topologias de SE
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Barramento simples ou singelo
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Duplo Barramento simples
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Duplo Barramento simples
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Configuração Barra Principal (P) e de Transferência (T)
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Barramento Duplo com um Disjuntor
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Configuração de Barramento Duplo – Dupla Proteção
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Barramento de Disjuntor e Meio
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Configuração de Barramento em Anel
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Quando a corrente de linha excede um valor pré-ajustado os contatos do relé são fechados. Neste instante a bobina de abertura do disjuntor (tripping coil), alimentada por uma fonte auxiliar,é energizada abrindo os contatos principais do disjuntor.
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Se ajustado para quatro operações, com seqüência típica de quatro disparos e três religamentos, a seqüência de operação pode ser:− Uma rápida ou instantânea (1I) e três retardadas ou temporizadas (3T);− Duas rápidas (2I) e duas retardadas (2T);− Três rápidas (3I) e uma retardada (1T);− Todas rápidas (4I);− Todas retardadas (4T);
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Profa Ruth Leão Email: [email protected] Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao
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O intervalo típico de ajuste para o tempo de religamento (R) está entre 0,1s e 300 s1. O tempo de religamento permite a regeneração do meio dielétrico para extinção do arco elétrico no decorrer do ciclo de operação do religador. A Figura 4.28 apresenta um ciclo de operação com 4 tentativas e intervalos de 5s, 15s e 30s entre religamentos.
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O principal objetivo de fusíveis limitadores de corrente é prevenir danos devido ao excesso de corrente de falta.Os fusíveis de sistemas de potência são montados em chaves com contatos fixos e móveis além do elo fusível que protege o circuito contra correntes de faltas.dos fusíveis são:
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Os fusíveis de sistemas de potência são montados em chaves com contatos fixos e móveis além do elo fusível que protege o circuito contra correntes de faltas.
A curva característica inversa de tempo x corrente de um fusível define o tempo para o fusível operar para diferentes níveis de corrente de falta.
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A curva característica tempo x corrente de um fusível é normalmente dada como uma banda entre duas curvas como mostra a Figura.A curva mais a esquerda o tempo de fusão mínimo, enquanto que a curva mais a direita representa o tempo de eliminação máximo para diferentes níveis de corrente.Os fusíveis apresentam vantagem sobre os disjuntores quanto ao custo. Outra vantagem é que os fusíveis podem interromper com segurança correntes de curto-circuitos mais altas que os disjuntores e em menor tempo. Uma desvantagem é a necessidade de reposição do fusível após isolação da falta.
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É importante observar que na abertura do seccionalizador (após a terceira contagem), o circuito está desenergizado pelo religador dispensando dotar o seccionalizador de capacidade de interrupção decorrente de curto-circuito, o que o torna mais barato do que um religador ou disjuntor.
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Pára-raios de Estação Polimérico e de Porcelana.
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Curva de potência versus tempo de atuação da proteção.
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Em uma subestação de distribuição as proteções normalmente encontradas em vãos são:
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Os dez agentes de maior capacidade instalada no país
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Laboratório de Eficiência Energéticaem Sistemas de Iluminação PúblicaSímbolos de componentes elétricos.
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Proteção de um alimentador de subestação.
Diagrama Multifilar
Diagrama Unifilar
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Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no
Sistema Elétrico Nacional – PRODIST
Módulo 8 – Qualidade da Energia Elétrica
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Laboratório de Eficiência Energéticaem Sistemas de Iluminação PúblicaHARMÔNICOS
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VARIAÇÃO DE TENSÃO DE CURTA DURAÇÃO
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INDICADORES DE CONTINUIDADE DO SERVIÇO DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
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Indicadores de continuidade individuais.
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Configuração de Barramento Duplo – Dupla Proteção
Características:
Vantagens:
Desvantagens:
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Profa Ruth Leão Email: [email protected] Homepage: www.dee.ufc.br/~rleao