DISCIPLINA: ELE – ELETRICIDADE PARA ENGa. CIVIL SEM: 2008/2 TURMA A

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1 DISCIPLINA: ELE – ELETRICIDADE PARA ENGa. CIVIL SEM: 2008/2 TURMA A
GERAÇÃO, TRANSMISSÃO, DISTRIBUIÇÃO E CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA CIRCUITOS DE CORRENTE ALTERNADA 1ª AVALIAÇÃO P1-PROVA TEÓRICA

2 DISCIPLINA: ELE – ELETRICIDADE PARA ENGa. CIVIL SEM: 2008/2 TURMA A
GERAÇÃO, TRANSMISSÃO, DISTRIBUIÇÃO E CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA CIRCUITOS DE CORRENTE ALTERNADA 1ª AVALIAÇÃO P1-PROVA TEÓRICA 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

3 DISCIPLINAELE – ELETRICIDADE PARA ENGa. CIVIL SEM: 2008/2 TURMA A
GERAÇÃO, TRANSMISSÃO, DISTRIBUIÇÃO E CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA CIRCUITOS DE CORRENTE ALTERNADA 1ª AVALIAÇÃO P1-PROVA TEÓRICA LUMINOTÉCNICA (UNIDADES FOTOMÉTRICAS, LÂMPADAS, LUMINÁRIAS) 2ª AVALIAÇÃO T1 - TRABALHO EM GRUPO DE 4 ALUNOS INSTALAÇÕES ELÉTRICAS DE BAIXA TENSÃO (RESIDENCIAL) 3ª AVALIAÇÃO P2 -PROVA TEÓRICA 4ª AVALIAÇÃO T2 -TRABALHO EM DUPLA – PROJETO PREDIAL SEGURANÇA NAS INSTALAÇÕES ELÉTRICAS CONCEITOS DE AUTOMAÇÃO PREDIAL 5ª AVALIAÇÃO P3-PROVA TEÓRICA 6ª AVALIAÇÃO T3 - TRABALHO EM GRUPO DE 4 COM APRESENT. INDIVIDUAL

4 DISCIPLINA: ELE – ELETRICIDADE PARA ENGa. CIVIL SEM: 2008/2 TURMA A
1ª. AVALIAÇÃO 2ª. 3ª. 4ª. 5ª. 6ª. P1 – PROVA TEÓRICA T1 – TRABALHO EM GRUPO P2 – PROVA TEÓRICA T2 – TRABALHO EM DUPLA P3 – PROVA TEÓRICA T3 – GRUPO+ DEFESA INDIVIDUAL 20% 10% 30%

5 DISCIPLINA: ELE – ELETRICIDADE PARA ENGa
DISCIPLINA: ELE – ELETRICIDADE PARA ENGa. CIVIL SEM: 2008/2 TURMA A GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO E CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA

6 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

7 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. O Brasil apresenta um potencial hidráulico muito grande, sendo uma parte em funcionamento e outra parte pode ser explorada principalmente na Amazônia, exigindo para sua transmissão aos centros de carga, longos circuitos, que poderão ser de corrente contínua ou corrente alternada. Os níveis de tensão possivelmente superiores aos de Itaipu (765kV em CA e 600kV em CC).

8 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. O Brasil apresenta um potencial hidráulico muito grande, sendo uma parte em funcionamento e outra parte pode ser explorada principalmente na Amazônia, exigindo para sua transmissão aos centros de carga, longos circuitos, que poderão ser de corrente contínua ou corrente alternada. Os níveis de tensão possivelmente superiores aos de Itaipu (765kV em CA e 600kV em CC).

9 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

10 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.

11 Baixo custo operação e manutenção;
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; No caso das usinas hidrelétricas onde o sistema já razoavelmente aproveitado, a tendência é serem cada vez mais afastado dos centros consumidores, ligados pelos sistemas de transmissão. Há uma grande expectativa de aproveitamento hidrelétricos na Amazônia junto aos rios Tocantins, Araguaia, Xingu, Tapajós e rios formadores do Madeira totalizando cerca de MW, segundo inventários e estimativas levantadas. No caso das usinas térmicas nucleares sào normalmente construídas o mais próximo possível dos locais de consumo a fim de minimizar os custos de transmissão, mas há contestações devido aos aspectos de segurança e conservação ambiental). As usinas térmicas a carvão ou gás podem ser situados junto a mina de carvão ou locais de reservas de gás com transmissão da energia gerada até os centros de consumo ou situados próximos a carga necessitando transportar somente o combustível, mas este caso tende a ser menos atrativo devido a problemas de poluição ambiental e da remoção do resíduo da queima do carvão.

12 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.

13 USINA DE ILHA SOLTEIRA:............3444MW
GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Potência de algumas usinas hidrelétricas brasileiras USINA DE ITAIPU: MW USINA DE TUCURUÍ: MW USINA DE ILHA SOLTEIRA: MW USINA DE P. AFONSO I-II-III-IV: MW USINA DE JUPIÁ: MW USINA DE SERRA DA MESA: MW USINA DE FURNAS: MW

14 TRANSMISSÃO: redes que interligam a geração ao centros de carga;
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.

15 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)

16 TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA CC ou 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.

17 TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA CC ou 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)

18 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; Um exemplo de interligação dos sistemas Sudeste centro oeste e Sul do Brasil são predominantemente hidrelétricos, caracterizados por sensíveis diferenças de vazões fluviais de cada região. Através da interligação destas regiões pode-se fazer uma adequada troca de energia, sendo o superávit de uma exportado para a outra e vice-versa.

19 SUBTRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
Tensões usuais de subtransmissão adotados no Brasil em corrente alternada: 34,5kV 69kV 88kV 138kV

20 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 Um exemplo de interligação dos sistemas Sudeste centro oeste e Sul do Brasil são predominantemente hidrelétricos, caracterizados por sensíveis diferenças de vazões fluviais de cada região. Através da interligação destas regiões pode-se fazer uma adequada troca de energia, sendo o superávit de uma exportado para a outra e vice-versa.

21 DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
Níveis de tensões secundárias: 127/220V 115/230V 120/208V 220V

22 TENSÕES PARA GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO

23 TENSÕES PARA GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO

24 Portaria 043/73 – Níveis de tensão;
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.

25 REGULAMENTAÇÃO/FISCALIZAÇÃO GERAÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA NO BRASIL
-> Normas Técnicas: E (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.

26 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).

27 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 lacres.

28 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).

29 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.

30 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.

31 TIPOS DE ATENDIMENTO AO CONSUMIDOR SECUNDÁRIO (NTU.01)
TIPO A – Fase/Neutro TIPO B - 2 Fases e Neutro TIPO C Fases e Neutro TIPO D - 2 Fases TIPO E Fases

32 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

33 Na determinação da carga instalada são considerados:
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;

34 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 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.

35 Resolução utilizando NTU.01 da Concessionária do estado de São Paulo
CÁLCULO DA CARGA TOTAL INSTALADA: TOMADAS PARA 180m²

36 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

37 Resolução utilizando NTU.01 da Concessionária do estado de São Paulo
CÁLCULO DA CARGA TOTAL INSTALADA: APARELHOS FIXOS: 2 APARELHOS DE AR CONDIC. = Btu => 2 x 1900W = 3800W 4 CHUVEIROS ELÉTRICOS = 4 x 3500W = 14000W 1 FERRO ELÉTRICO = 1 x 1000W = 1000W

38 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

39 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 ,2kVA AR CONDIC = 3800W ou ,8kVA CHUVEIROS = W ou kVA FERRO ELÉTRICO = 1000W ou kVA MOTORES = 3080W ou 2,17kVA _____________________ 26080W ou ,17kVA

40 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.

41 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

42 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

43 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

44 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

45 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