Sistemas Elétricos de Potência (SEP)

Prof. Antônio José Betel Ribeiro Gomes

antonio.gomes@newtonpaiva.br

2º semestre de 2015

SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA (72h)

Finalidade: Capacitar o aluno a compreender um sistema elétrico de potência, estudando os fluxos de carga em redes. Ementa:

• Sistemas trifásicos • Modelagem de elementos da rede elétrica • Fluxo de carga em sistemas elétricos • Métodos de resolução de fluxo de carga • Análise em regime permanente • Representação em por unidade • Componentes simétricas • Análise de faltas em SEE • Sistema elétrico brasileiro • Planejamento e operação

Bibliografia Básica • ROBBA, E. J. et al. - Introdução aos Sistemas Elétricos de Potência. 2ª Edição. São Paulo: Editora Edgard

Blucher, 2001. • ZANETTA Jr. L. C. - Fundamentos de Sistemas Elétricos de Potência. 1ª Edição. São Paulo: Editora Livraria

da Física, 2006. • OLIVEIRA. Celso C. Brasil. - Introdução aos Sistemas Elétricos de Potência. 2ª Edição. São Paulo: Editora

Edgard Blucher. 1996.

Complementar (1) • BERGEN, A. R. Power systems analysis. 2ª Edição. São Paulo: Editora Prentice Hall, 2000. • KAGAN, N. et al. Métodos de Otimização Aplicados a Sistemas Elétricos de Potência. 1ª Edição. São Paulo:

Editora Edgard Blucher, 2009. • NASAR, S. A.; TRUT, F.C. Electric Power Systems. 1st Edition. Boca Raton: CRC Press, 1998. • ELGERD, Olle I, PUIJE, Patrick V.der. Electric power engineering. 2nd Edition. Springer. 1997. • WEEDY, Jenkins, Strbac et al. Electric Power Systems. 5th Edition. Wiley. 2012

Complementar (2)

• MONTICELLI, Alcir e GARCIA, Ariovaldo - Introdução a Sistema de Energia Elétrica • STEVENSON, Willian - Análise de Sistema de Potência

Sistema Elétrico de Potência

O que foi estudado até agora?

– Teoria eletromagnética

• Linha de transmissão

• Propagação de ondas

– Conversão eletromecânica

• Transformador

• Gerador/motor

Nesta disciplina: • Vamos rever os conceitos básicos e analisar os diversos

equipamentos que compõem um sistema elétrico de potência (SEP)

• Vamos aprender a montar e analisar um SEP • Vamos aprender a mensurar faltas em equipamentos

do SEP • Vamos discutir sobre o Sistema Elétrico Brasileiro • Vamos abordar sobre Planejamento e Operação de um

SEP

Um SEP está sujeito a mudanças em função de: • Aumento da Carga -> Expansão do sistema • Manutenção programada • Redespacho de geração, reconfiguração sistema • Ocorrência de defeitos e faltas -> manutenção

corretiva de equipamentos/linhas e a reconfiguração temporária do sistema

• Energização e desligamento de equipamentos de compensação reativa para manter o nível de tensão dentro de limites seguros

Questões pertinentes

• Como avaliar o impacto das mudanças previstas ou não previstas no SEP?

• Como planejar a expansão do SEP?

• Como operar um SEP em contingência?

GERAÇÃO TRANSMISSÃO DISTRIBUIÇÃO

COMERCIALIZAÇÃO

SISTEMA ELÉTRICO DE POTÊNCIA NO BRASIL

CONSUMIDORES

SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA (SEP)

1. Fontes

2. Carga

3. Estrutura de Atendimento

4. Análise e Regimes

SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA (SEP)

2. CARGA

3. ESTRUTURA DE ATENDIMENTO

4.

SÃO COMPONENTES DE UM SEP:

Geradores – fontes de energia elétrica (no SEP brasileiro cerca de 70 % são usinas hidrelétricas);

Subestações – instalações compostas de diversos equipamentos cuja a finalidade é conectar os sistemas de geração, transmissão e distribuição;

Linhas de transmissão e de distribuição - interligam as usinas e as subestações aos centros de cargas;

Transformadores elevadores - a energia é gerada em baixa tensão (11 kV) e elevada nas subestações das usinas para as tensões de transmissão (345 kV ou 500 kV );

Transformadores abaixadores - permitem o intercambio de potência elétrica entre os sistemas de transmissão e distribuição;

Cargas elétricas – grandes consumidores (indústrias), residências, comércio, etc.;

Disjuntores - isolam os diversos equipamentos elétricos e as linhas de transmissão (eles podem ser manobrados sob carga);

Chaves seccionadoras - isolam os diversos equipamentos elétricos (elas somente operam sem carga, encontram-se em ramais próximos aos disjuntores. Depois dos disjuntores abrirem o circuito elas são acionadas e separam os elementos);

Reatores / Capacitores – equipamentos utilizados para compensar o fluxo de reativo do sistema e controlar a tensão;

Pára-raios – equipamentos utilizados para proteger os equipamentos e linhas de perturbações rápidas (geradas por descargas atmosféricas ou defeitos elétricos).

DIAGRAMA UNIFILAR

SUBESTAÇÃO EXEMPLO

DISJUNTOR

CHAVE SECCIONADORA COM LÂMINA DE TERRA

CHAVE SECCIONADORA

PÁRA-RAIOS

AUTOTRANSFOR- MADOR COM LTC

PÁRA-RAIOS

SAÍDA DE LINHA DE

TRANSMISSÃO

SEÇÃO DE INTERLIGAÇÃO

DE BARRAS

BARRAMENTO

EQUIPAMENTOS DE TELECOMUNICAÇÃO

SUBESTAÇÃO EXEMPLO – FOTOGRAFIA AÉREA

PÁTIO 345 kV

PÁTIO 138 kV

AUTOTRAFOS

SAÍDA DE LT 345 KV

90 metros

300 metros

IMAGEM GEOREFERENCIADA DE UM SISTEMA ELÉTRICO

IMAGEM GEOREFERENCIADA DE UM SISTEMA ELÉTRICO