TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO
DE ENERGIA ELÉTRICA
Apresentação da Disciplina
18/09/2017
Prof.: Igor Prado –
Prof. Igor F. Prado
E-mail:
[email protected]
EMENTA
Constituição dos sistemas elétricos de potência;
Teoria da transmissão de energia elétrica
◦
relações entre tensões e correntes
◦
linhas de transmissão como quadripolos
◦
Relações de Potência
Operação das linhas de transmissão em regime
permanente.
◦
modos de operação
◦
meios de controle de tensões e ângulos
◦
operação das linhas de transmissão em regime
permanente.
Indutância de LT
Capacitância de LT
EMENTA
Modelagem de LT
◦
LT curtas.
◦
LT médias;
◦
LT longas.
Modelo π
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Informações Gerais
Horário da Aula:
◦
Segundas: 7:30 – 9:10 –
Prática
◦
Teraças: 10:50 – 12:30 –
Teórica
◦
Sextas: 7:30 – 10:00 –
Prática
Presença Obrigatória
Provas
◦
P1 – 06/10
◦
P2 – 27/10
◦
P3 – 10/11
◦
P4 – 05/12
SET
SEG.
25
TER.
19, 26
SEX.
22, 29
SAB.
OUT
SEG.
02, 09, 16, 23, 30
TER.
03, 10, 17, 24, 31
SEX.
06,
13, 20,
27
SAB.
A combinar
NOV
SEG.
06, 13, 20, 27
TER.
07, 14, 21, 28
SEX.
03,
10
, 17, 24
SAB.
A combinar
DEZ
SEG.
04, 11, 18
TER.
05
, 12, 19
SEX.
01, 08, 15, 22
SAB.
OBJETIVO GERAL
Este componente curricular objetiva desenvolver
as habilidades profissionais necessárias na área de
sistemas elétricos de potência.
Pretende-se também treinar o aluno na resolução
de exercícios e casos reais relacionados com a
ementa.
Busca-se ainda a apresentação de diversos tipos
de
modelagem de linhas de transmissão
e
ensinamento dos fundamentos de sistemas
elétricos de potência voltados principalmente
para
transmissão e
distribuição de energia
elétrica.
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AVALIAÇÕES
5 Créditos Teoria – 1 Crédito Prática
◦
04 (três) avaliações sem consulta ao longo do
semestre no valor de 1 (um) crédito cada;
◦
Seminário e avaliação sobre assuntos diversos
no valor total de 1 (um) crédito;
◦
Atividades nas aulas práticas no valor total de
1 (um) crédito.
2ª Chamada só através de protocolo
REFERÊNCIAS
BIBLIOGRAFIA BÁSICA
◦
STEVENSON, W. D.. Elementos de
Análise de Sistemas de Potência. 2ª
Edição. Ed. McGraw-Hill. São Paulo. 1986.
◦
MONTICELLI,
A..
Introdução
a
Sistemas de Energia Elétrica. Ed.
UNICAMP. Campinas. 2003.
◦
KAGAN, N.; ROBBA, E. J.. Introdução a
Sistemas Elétricos de Potência –
Componentes Simétricas. 2ª Edição
.
Editora Blucher. São Paulo. 2000.
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REFERÊNCIAS
BIBLIOGRAFIA
BÁSICA
◦
ZANETTA, L. C.. Fundamentos de
Sistemas Elétricos de Potência. São
Paulo: Editora Livraria da Física, 2005.
BIBLIOGRAFIA
COMPLEMENTAR
◦
CAMARGO, C. C. B. Transmissão de
Energia
Elétrica
–
Aspectos
Fundamentais. 4ª Edição. Editora da UFSC.
Florianópolis. 2009.
◦
MONTICELLI, A. J.. Fluxo de Carga em
Redes de Energia Elétrica. São Paulo: E.
Blücher. Rio de Janeiro: Centro de Pesquisas
de Energia Elétrica (Brasil), 1983.
VISÃO GERAL
18/09/2017
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Vamos
acompanhar passo
a passo quando
uma
carga
adicional é ligada a
uma
rede
de
energia elétrica.
Instante de tempo 10-³ s
TRANSITÓRIO ELETROMAGNÁTICO
◦
A energia elétrica vem do próprio circuito
elétrico próximo à carga.
Um motor elétrico com potência relativamente
elevada pode provocar queda de tensão observável
em outros equipamentos ligados nas proximidades.
Nessa faixa de tempo, pode-se dizer que a nova
carga toma parte da energia armazenada no circuito
Instante de tempo 10-¹ s
TRANSITÓRIO ELETROMECÂNICO
◦
Resposta mecânica do sistema.
A energia adicional passa a ser provida pelos
rotores dos geradores Perda de energia cinética
nas partes girantes Queda de frequência da rede
elétrica.
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Esta queda de frequência é sentida por toda rede interligada. SIN (Sistema
Interligado Nacional).
Instante de Tempo 1s
Atuação do regulador de velocidade
P gerada
Frequência
As “GERADORAS” controlam o fluxo de água pela turbina após
detectarem uma redução na frequência.
Instante de tempo 10¹s a 10²s
Controle
Carga-frequência-intercâmbio
◦
Os intercâmbios são afetados
pelo acréscimo de carga em
uma das áreas.
Geração e carga em uma mesma
área de controle devem ser
balanceadas;
◦
Solução é realizada de maneira
coordenada.
Uma empresa se responsabiliza pelo
controle da frequência do sistema
como um todo;
Enquanto as demais empresas
tomam conta de seus intercâmbios
com as empresas adjacentes.
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Intercâmbios
Instante de tempo 10¹s a 10²s
◦
Isto equivale alterar a posição da curva
característica potência-frequência, conforme
ilustrado.
Redespacho econômico/seguro
◦
O procedimento anterior nem sempre leva o
sistema a operar no ponto ótimo.
◦
Realiza-se então o despacho econômico de
potência levando em conta as restrições de
segurança operativa (minimização de riscos
de blackouts).
Otimizar o uso da água e reduzir a necessidade de
complementação térmica.
Problemas de otimização extremamente complexos.
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Instante de tempo 1 semana ou 1
mês
Planejamento da operação do sistema
◦
Definição dos níveis mais econômicos de
geração;
◦
Definição de quais geradores estão operando
Instante de tempo de 5 a 20 anos
Planejamento da expansão do sistema.
◦
Acréscimos sucessivos dos níveis de carga
acabam levando à necessidade de se
adicionarem novas unidades geradoras e
novas linhas de transmissão. A longo prazo,
essa é a única maneira de se atender à
demanda crescente.
18/09/2017
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Estrutura do setor elétrico
brasileiro
Fonte: nos.org.br
Leitura 1
SITE
Estrutura do setor elétrico
brasileiro
Conselho Nacional de Política Energética – CNPE
◦
órgão de assessoramento do Presidente da República
para formulação de políticas nacionais e diretrizes de
energia, visando, dentre outros, o aproveitamento
natural dos recursos energéticos do país, a revisão
periódica da matriz energética e a definição de
diretrizes
para
programas
específicos.
(CONCURSO/INDICAÇÃO)
Ministério de Minas e Energia – MME
◦
encarregado de formulação, do planejamento e da
implementação de ações do Governo Federal no
âmbito da política energética nacional. O MME detém
o poder concedente. (CONCURSO/INDICAÇÃO)
18/09/2017
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Estrutura do setor elétrico
brasileiro
Comitê de Monitoramento do Setor
Elétrico – CMSE
◦
constituído no âmbito do MME e sob sua
coordenação direta. Sua função principal é
monitorar e avaliar permanentemente as
condições de segurança e continuidade do
suprimento de energia no país.
Empresa de Pesquisa Energética – EPE
◦
empresa pública federal vinculada ao MME tem
por finalidade prestar serviços na área de estudos
e pesquisas destinados a subsidiar o planejamento
do setor energético. (CONCURSO)
Estrutura do setor elétrico
brasileiro
Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL
◦
autarquia vinculada ao MME, com finalidade de regular
a fiscalização, a produção, transmissão, distribuição e
comercialização de energia, em conformidade com as
políticas e diretrizes do Governo Federal. A ANEEL
detém os poderes regulador e fiscalizador.
(CONCURSO)
Operador Nacional do Sistema Elétrico – ONS
◦
pessoa jurídica de direito privado, sem fins lucrativos,
sob regulação e fiscalização da ANEEL, tem por
objetivo executar as atividades de coordenação e
controle da operação de geração e transmissão, no
âmbito do SIN (Sistema Interligado Nacional). O ONS
é responsável pela operação física do sistema e pelo
despacho
energético
centralizado.
(SELEÇÃO/INDICAÇÃO)
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Estrutura do setor elétrico
brasileiro
Câmara de Comercialização de Energia
Elétrica – CCEE
◦
pessoa jurídica de direito privado, sem fins
lucrativos, sob regulação e fiscalização da
ANEEL, com finalidade de viabilizar a
comercialização de energia elétrica no SIN.
Administra os contratos de compra e venda
de energia elétrica, sua contabilização e
liquidação. A CCEE é responsável pela
operação
comercial
do
sistema.
Sistemas Elétrico de Potência (SEP)
Conjunto de equipamentos que operam em
conjunto e de maneira coordenada de forma
a gerar, transmitir e fornecer energia elétrica
aos consumidores, mantendo o melhor
padrão de qualidade possível.
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Sistemas Elétrico de Potência (SEP)
Equipamentos - geradores, transformadores,
linhas de transmissão, disjuntores, para-raios,
relés, medidores etc.
Sistemas Elétrico de Potência (SEP)
Padrão de qualidade
- existem alguns
requisitos básicos a serem satisfeitos pelas
empresas concessionárias de energia elétrica
com
relação
ao
fornecimento
aos
consumidores:
◦
os níveis de tensão e frequência devem estar
dentro de uma faixa especificada;
◦
o serviço deve sofrer o mínimo número de
interrupções, e estas devem durar o menor
tempo possível;
◦
a forma de onda da tensão deve ser a mais
próxima possível de uma senóide;
◦
a energia deve ser entregue ao consumidor com
o mínimo custo;
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Exemplo de um SEP moderno
SEP é:
•
Circuito
elétrico
– leis
de Kirchhoff
•
Sistema de
controle
dinâmico
–
operação
otimizada
SEP – Sistema Elétrico de Potência
Representação unifilar de um SEP
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SEP – Sistema Elétrico de Potência
SEP – Sistema Elétrico de Potência
Sistema de proteção e manobras
◦
Relés, disjuntores, para-raios, religadores,
fusíveis, chaves seccionadoras etc.
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SEP – Sistema Elétrico de Potência
Área de SEP
Vários problemas relacionados com SEE
devem ser enfrentados pelos profissionais da
área, que vão desde a operação diária da
rede até estudos de planejamento da sua
expansão, como por exemplo:
◦
operação em tempo real – garantir que geração
atenda à demanda;
◦
análise de segurança em tempo real;
◦
operação econômica;
◦
proteção de sistemas;
◦
planejamento
dos
sistema
de
geração,
transmissão e distribuição;
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Prof.: Igor Prado –
Área de SEP
Solução
– utilizar o computador como
ferramenta para:
◦
obter modelos precisos e confiáveis dos
componentes da rede MODELAGEM
◦
desenvolver
métodos
apropriados
de
resolução de circuitos SOLUÇÃO
◦
simular
cenários
de
operação
SIMULAÇÃO
SIN
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