Cap. 1- Conceitos Básicos

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDECENTRO DE ENGENHARIA ELÉTRICA E INFORMÁTICAUNIDADE ACADÊMICA DE ENGENHARIA ELÉTRICAINSTALAÇÕES ELÉTRICASPlano de Curso – 2010.2Informações Preliminares Professor Genoilton J. C. Almeida ([email protected]) Tels: 2101 1401 / 9906 0514 Período 2012.1 Horário S08/10 – Q10/12 Sala RE 005 Horário de Atendimento X10/12 – 14/16 Local de Atendimento Laboratório de Alta Tensão Carga Horária 60 (sessenta) horas Número de Créditos 04 (quatro)• Pré-requisitos:•Materiais Elétricos;•Laboratório de Materiais Elétricos;•Sistemas Elétricos;•Laboratório de Sistemas Elétricos.• Co-requisito :• Laboratório de Instalações Elétricas

Cap. 2- Conceitos Básicoselétricas

InstalaçõesProf. Genoilton C. Almeida – M.Sc. / LAT-UAEE-CEEI-UFCG.

mailto:[email protected]

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Objetivos do Curso

• Objetivos Gerais

Fazer com que os alunos adquiram conhecimentos técnicos para planejar, elaborar e executar projetos elétricos de edificações.

• Objetivos Específicos

Propiciar aos alunos conhecimentos que os capacitem a PLANEJAR, DEFINIR E DIMENSIONAR:•sistemas de iluminação•circuitos de alimentação e de distribuição,•dispositivos de seccionamento e de proteção•subestações•quadros de medição •quadros de distribuição e proteção•aterramento



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Ementa

• Introdução às instalações e normas técnicas. Luminotécnica. Projeto de instalações elétricas prediais. Aterramento. Partida, alimentação e proteção . Quadros de proteção. Projeto de instalações elétricas industriais. Tarifação de energia elétrica.

Avaliações:

•Projetos – 01•Seminários -03•Provas – 03 Parciais +01 Reposição+01 FinalComposição das Notas Parciais= (NP*3+NS*2+NP*5)/10



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Cap I- CONCEITOS BÁSICOS 1.1- Energia

1.2- Sistema de Energia Elétrica 1.2.1 Geração1.2.2 Subestação Elevadora1.2.3 Linha de Transmissão1.2.4 Subestação Abaixadora1.2.5 Transformador e Rede de Distribuição

1.3-Esquema unifilar da Geração, Transmissão edistribuição de Energia Elétrica

1.4- Consumidor Final



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Cap I- CONCEITOS BÁSICOS 1.1- Energia

1.2- Sistema de Energia Elétrica 1.2.1 Geração1.2.2 Subestação Elevadora1.2.3 Linha de Transmissão1.2.4 Subestação Abaixadora1.2.5 Transformador e Rede de Distribuição

1.3-Esquema unifilar da Geração, Transmissão edistribuição de Energia Elétrica

1.4- Consumidor Final



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1.1- INTRODUÇÃO

ENERGIA Pode ser defenida como tudo aquilo capaz de realizar trabalho

A Energia apresenta-se nas formas:

Mecânica Elétrica Atômica

Térmica Luminosa Química

Eólica Sonora



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1.2- Sistema de Energia Elétrica

A energia transmitida desde a USINA ELÉTRICA de GERAÇÃO até os consumidores através de um sistema chamado Sistemas de Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica.

Sistema de Energia Elétrica

(da geração ao consumidor)



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Sistema de Energia Elétrica (da geração ao consumidor)

Fig.1.1 – Diagrama Esquemático de um Sistema Elétrico



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1.2.1-GERAÇÃO

Para movimentar o eixo de uma turbina podem ser utilizadas vários tipos de fontes:

• Hidráulica Vapor Fissão nuclear

• A forma mais econômica de geração de energia elétrica é a hidráulica

• Quando da construção de uma usina, primeiramente, tem-se que levantar vários indicadores (econômicos, técnicos, ecológicos e sociais) para fazer-se a opção do tipo de usina a ser construída no local.



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GERAÇÃO (Usina Elétrica)

•Uma usina elétrica consiste de um gerador elétrico rotativo. Algo tem que acionar esse gerador - pode ser uma turbina hidráulica em uma represa hidrelétrica ,(fig. abaixo), um grande motor a diesel ou uma turbina a gás. No Brasil, na maioria dos casos o gerador é acionado por uma turbina hidráulica.

•Nas turbinas a vapor, este pode ser obtido pela queima de carvão, óleo ou gás natural. O vapor pode vir também de um reator nuclear como nas usinas elétricas nucleares de Angra dos Reis, no Rio de Janeiro

Fonte: www.guiafloripa.com.br/energia

•Por motivos técnico-econômicos os geradores de energia elétrica, por maiores que sejam, são projetados para gerar tensões de até no máximo 25 kV.



http://www.hsw.com.br/usinas-hidreletricas.htm

http://www.hsw.com.br/diesel.htm

http://www.hsw.com.br/turbina-a-gas.htm

http://www.hsw.com.br/radiacao-nuclear.htm

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GERAÇÃO : USINA DE XINGÓ (CHESF)

Obs.: Potência Total do Sistema Elétrico da CHESF : 10.615.131Kw

Fonte: www.chesf.gov.br Fonte: www.chesf.gov.br



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GERAÇÃO : USINA DE FUNIL (FURNAS)

Usina Hidrelétrica de Funil (Fonte: www.furnas.com.br)



http://www.furnas.com.br/

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GERAÇÃO : Curiosidade

Fonte: www.chesf.gov.br



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Usina Hidrelétrica de Angiquinho

Angiquinho é o nome dado à primeira usina hidrelétrica do nordeste, localizada na margem alagoana da cachoeira de Paulo Afonso, no Rio São Francisco.Inaugurada em 26 de Janeiro de 1913 pelo então empresário Delmiro Gouveia, 1ª Hidrelétrica da Cachoeira de Paulo Afonso e a 1.ª do Nordeste tinha como objetivo fornecer energia elétrica a uma grande indústria têxtil chamada de Companhia Agro Fabril Mercantil localizada na cidade de Pedra (hoje Delmiro Gouveia). Sua energia era bastante também para alimentar uma bomba d'água que abastecia a mesma cidade, distante aproximadamente 24 km da cachoeira. A usina de Angiquinho fica a poucos quilômetros de Paulo Afonso, na Bahia.HistóriaPara construir Angiquinho, Delmiro foi à Europa adquirir o maquinário necessário, e acabou por contratar um engenheiro italiano, Luigi Borella, para projetar a empreitada. Também foram contratos engenheiros e técnicos franceses para montar a Usina. Conta a história que ao verem a localização da casa de máquinas da Usina (que era encravada no paredão do cânios do rio) não hesitaram em tentar recuar sendo barrados por Delmiro que os obrigou a descer em um elevador improvisado por cordas trançadas de couro, debaixo da mira de uma arma. Como a casa de máquinas da usina ficaria no paredão do cânion do São Francisco — local de difícil acesso —, houve quem duvidasse do sucesso da obra.

Fonte: Wikipédia, a enciclopédia livre.



http://pt.wikipedia.org/wiki/Usina_hidrel%C3%A9trica

http://pt.wikipedia.org/wiki/Nordeste

http://pt.wikipedia.org/wiki/Alagoas

http://pt.wikipedia.org/wiki/Cachoeira_de_Paulo_Afonso

http://pt.wikipedia.org/wiki/Rio_S%C3%A3o_Francisco

http://pt.wikipedia.org/wiki/1913

http://pt.wikipedia.org/wiki/Delmiro_Augusto_da_Cruz_Gouveia

http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_el%C3%A9trica

http://pt.wikipedia.org/wiki/Tecelagem

http://pt.wikipedia.org/wiki/Delmiro_Gouveia

http://pt.wikipedia.org/wiki/Bomba_de_v%C3%A1cuo

http://pt.wikipedia.org/wiki/Paulo_Afonso

http://pt.wikipedia.org/wiki/Bahia

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1.2.2- SUBESTAÇÃO DE TRANSMISSÃO OU ELEVADORA

A energia trifásica (sinais de tensão e corrente CA) sai do gerador e segue para a subestação de transmissão na usina elétrica. Essa subestação utiliza grandes transformadores para elevar a tensão de geração para a tensão de transmissão, objetivando a transmissão de longa distância, através das redes de transmissão

•As subestações elevadores são construídas o mais próximo possível das usinas.•Nestas os tranformadores recebem dos Geradores as tensões de 6,9 kV, 13,8 kV, 18,0 ou 25 kV e a elevam para valores típicas para a transmissão de longa distância variam de 69 kV a 765 kV.• Esse nível de tensão visa reduzir as perdas nas linhas. A distância máxima de uma transmissão típica é de aproximadamente 483 km. As linhas de transmissão de alta tensão são inconfundíveis, pois têm como suporte enormes torres de aço.



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SUBESTAÇÃO DE TRANSMISSÃO




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1.2.3- LINHA DE TRANSMISSÃO




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SISTEMA DE TRANSMISSÃO CHESF




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Para a energia ser útil em uma residência, comércio ou industria, deverá a partir da rede de transmissão ter seu nível de tensão abaixado para o nível de consumo. Isso pode acontecer em várias etapas. A redução do “tensão de transmissão" para a “tensão de subtransmissão” (34, 69 ou 138 kV) ou para " tensão de distribuição” (34, 13,8 ou 6,9 kV) é feita nas “subestações abaixadoras”.

Numa subestação elevadora ou abaixadora tem-se inúmeros equipamentos, sendo os principais:

•Transformadores: que elevam ou reduzem a tensão;

• “Barramento" que pode direcionar a energia para várias cargas;

• Disjuntores e Chaves, visando desconectar a subestação da rede de transmissão ou desligar linhas que saem da subestação de distribuição, quando necessário;

•TC’s e TP’s que suprem os dispositivos de medição e proteção

1.2.4- SUBESTAÇÃO ABAIXADORA (DE SUBTRANSMISSÃO OU DE DISTRIBUIÇÃO)



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Subestação de abaixadora subtransmissão

• O equipamento (caixa cinza) em primeiro plano é um grande transformador; • Oberva-se, também, um barramento de distribuição e três reguladores de

tensão;• O rebaixamento para nível de tensão de distribuição, dependendo do

sistema, pode ser feito em mais de um estágio.

SUBESTAÇÃO ABAIXADORA (ou de Distribuição)



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Da última subestação abaixadora (subestação de distribuição) saem os condutores para a distribuição urbana (Rede de Distribuição em AT), normalmente, na tensão de 13,8 kV.

Nas ruas, de trechos em trechos, são instalados transformadores nos postes das concessionárias que, alimentados na tensão de 13,8 kV a reduzem para o nível de tensão de consumo 220/127 V ou 380/220 Volts.;

Dos transformadores saem as Redes de Distribuição de BT para alimentar os consumidores;

O conjunto formado pelo transformador de distribuição e demais equipamentos e materiais a este acoplados (chaves fusíveis, pára-raios, condutor de terra, etc.) é, também, comumente, denominado de SUBSTAÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO.

Os condutores que saem das Subestação de Distribuição em BT, e que percorrem as ruas, suportados por postes ou em dutos subterrâneos formam a REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE BAIXA TENSÃO ( Rede de 220/127 Volts ou 380/220 Volts)

1.2.5- TRANSFORMADOR E REDE DE DISTRIBUIÇÃO: Primária (AT) e secundária (BT)



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TRANSFORMADOR DE DISTRIBUIÇÃO E REDES DE DISTRIBUIÇÃO (AT e BT)

Rede AT

Rede BT

Rede BT

Rede AT



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TRANSFORMADOR DE DISTRIBUIÇÃO E REDES DE DISTRIBUIÇÃO (AT e BT)



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1.3- ESQUEMA UNIFILAR DA GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA .

13,8 kV

Fonte: http://m.albernaz.sites.uol.com.br/gera_transmissao.htm

Fig.1.2 – Transformador abaixador e rede primária



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1.4 - CONSUMIDOR FINAL

Consumidor: Pessoa física ou jurídica ou comunhão de fato ou de direito, legalmente representada, que solicitar à Concessionária o fornecimento de energia elétrica e assumir a responsabilidade pelo pagamento das faturas e pelas demais obrigações fixadas em normas e regulamentos da ANEEL, assim vinculando-se aos contratos de fornecimento. (NDU-001 / ENERGISA)

O atendimento aos consumidores pelas empresas concessionárias de energia elétrica é feito em alta tensão(AT) ou em baixa tensão (BT)*, de acordo com Normas próprias da concessionária. Assim tem-se os consumidores em AT ou em BT, sendo a instalação a partir do chamado PONTO DE ENTREGA denominada INSTALAÇÃO DO CONSUMIDOR.

A distribuição da energia elétrica para os consumidores atendidos em BT (casas, apartamentos, casas comerciais e pequenas indústrias) é feita pela rede secundária (por exemplo: 220 V e/ou 127 V). A redução de tensão da rede primária para a tensão da rede secundária é feita pelo TRANSFORMADOR de distribuição (instalado no poste)



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Fig.1.3 – Localização do consumidor em um sistema de distribuição de energia elétrica

No caso da ENERGISA, são atendidos em tensão secundária de distribuição, as instalações com carga instalada igual ou inferior a 75 kW, ressalvados os casos previstos na legislação vigente. (NDU-001 / ENERGISA)



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a) Consumidor em AT: Ramal de entrada (AT), Subestação, Medição Primária, Alimentadores, Medição Secundária, Circuitos de distribuição e Circuitos terminais.

Do quadro de medição saem os alimentadores para os QDF e QDL e destes os Circuitos terminais que alimentam as CARGAS.

Fonte: MAMEDE, J. F., Instalações Elétricas Industriais, LTC – 5ª Edição, 1997

Principais seguimentos de uma instalação do consumidor são:



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b) Consumidor atendido em BT: Ramal de Entrada, Quadros de Medição (QM), Circuito de Distribuição, Quadros (QDTL, QDT e QDL), Circuitos Terminais.



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1.5 – CIRCUITO DE DISTRIBUIÇÃO E CIRCUITO TERMINAL

1.5.1 Circuito Elétrico É o conjunto de equipamentos e condutores, ligados ao mesmo dispositivo de proteção É o conjunto de equipamentos e condutores, ligados ao mesmo dispositivo de proteção



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1.5.2- Circuito Elétrico de Distribuição

Circui que partindo do Quadro de Medição ou de um Quadro Geral alimenta um Quadro de Distribuição. Circui que partindo do Quadro de Medição ou de um Quadro Geral alimenta um Quadro de Distribuição.



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1.5.3- Circuito Elétrico Terminal São circuitos que partem do Quadro de Distribuição e alimentam diretamente lâmpadas, pontos de tomadas de uso geral e pontos de tomadas de uso específico.

•As instalações elétricas devem ser divididas em vários circuitos terminais. Isso facilita a manutenção, reduz custos e aumenta a confiabilidade.



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Exemplos de Circuitos Terminais:

a)



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b) Circuito de Pontos de Tomadas de Uso Geral (FN)



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c) Digrama Unifilar (Circuito de Alimentação e Circuitos Terminais)

Circuitos Terminais

Circuitos Terminais

Circuitos de Distribuição

Circuitos de Distribuição



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FIM do 1º Capítulo

Grato pela atenção

Cap. 1- Conceitos Básicos

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