Sistemas De Energia

Sistemas elétricos de potência.

Sistemas elétricos de potência são grandes sistemas de energia que constitui a geração, transmissão distribuição e proteção de todo o sistema de energia elétrica.

O sistema elétrico de potência engloba todas as formas de geração de energia elétrica e sua transmissão até os consumidores.

A geração de energia elétrica se faz em usinas localizadas em função de suas características próprias e por seu tipo de matéria prima ou energia potencial como forma de obtenção da energia elétrica que pode ser: energia solar, Hidráulica, Gás Natural, Petróleo, Carvão, Nuclear, Biomassa, Eólica, Solar, Geotérmica, Marítima, Biogás.

Usinas hidrelétricas, por exemplo, que usam represamento de rios e lagos, são aproveitado o fluxo das águas que é o combustível da geração de eletricidade a partir da fonte hidráulica. Para aproveitar a queda d’água de um rio, por exemplo, estuda-se o melhor local para a construção de uma usina, levando-se em conta o projeto de engenharia, os impactos ambientais, sociais e econômicos na região, além da viabilidade econômica do empreendimento. O rotor de uma turbina hidráulica é projetado em função de sua operação máxima e mínima da energia que será aplicada, então são dimensionadas as curvas de capabilidade de geradores que têm a função de determinar a área segura na qual o gerador poderá trabalhar, sem que ocorram falhas, e mantendo-se em condições de operação para que não hajam falhas, e este trabalhe da melhor forma possível. A curva de capabilidade de um gerador mostra os limites de operação indicando como pode ser operado um gerador ligado a um sistema elétrico, com fornecimento de potência ativa e reativa, dentro dos limites da máquina.

No setor de transmissão de energia as linhas de transmissão é um circuito elétrico que interliga diferentes tipos de subestações (elevadora, abaixadora, de transmissão), como objetivo o transporte da energia elétrica. Para se caracterizar esse transporte de energia elétrica como linha de transmissão, a tensão da linha deve ser superior a 138KV. Abaixo desses valores, temos linhas de subtransmissão e distribuição. Para obtermos essa tensão elevada, são utilizadas subestações elevadoras, que, próximas às usinas, elevam a tensão gerada, e subestações abaixadoras, que, próximas aos centros consumidores, abaixam a tensão transportada para ela ser utilizada. Além dessas existem outros tipos de subestações no caminho da linha de transmissão.

Existem quatro tipos de redes de distribuição:

• Rede de Distribuição Aérea Convencional: É o tipo de rede elétrica mais encontrado no Brasil, na qual os condutores são nus (sem isolamento). Exatamente por isso, essas redes são mais susceptíveis à ocorrência de defeitos (curto-circuitos), principalmente quando há contato de galhos de árvores com os condutores elétricos.

• Rede de Distribuição Aérea Compacta: Surgidas no Brasil na década de 1990, as redes compactas são muito mais protegidas que as redes convencionais, não somente porque os condutores tem uma camada de isolação, mas porque a rede em si ocupa bem menos espaço, resultando em menor número de perturbações.

• Rede de Distribuição Aérea Isolada: Esse tipo de rede é bastante protegida, pois os condutores são encapados com isolação suficiente para serem trançados. Geralmente mais cara, essa rede é utilizada em condições especiais.

• Rede de Distribuição Subterrânea: A rede subterrânea é aquela que proporciona o maior nível de confiabilidade e também o melhor resultado estético, dado que as redes ficam enterradas. No entanto, as redes subterrâneas são bem mais caras que as demais soluções, sendo comuns apenas em regiões muito densas ou onde há restrições para a instalação das redes aéreas.

As linhas de transmissão, por gerar um campo elétrico muito elevado estão também sujeitas ao efeito corona que se define efeito decorrente do rompimento do dielétrico do ar ao redor dos condutores, que cria pequenas descargas ao redor do condutor, com forma similar de uma coroa. Ele provoca perdas eléctricas no sistema e interferência em rádio e TV em localidades próximas. Já na ocorrência de sobre tensões na linha, o efeito corona é um meio importante de amortecer tais falhas, agindo como um "escape" desta energia excedente. As linhas de EAT são projetada de forma a terem seu campo elétrico próximo desse valor limite. Utiliza-se múltiplos condutores por fase para evitar esse efeito.

A tensão das linhas de transmissão varia de acordo com a potência a ser transportada. Mas a tensão da linha não pode ser escolhida ao acaso. Normas estabelecem os níveis de tensão a serem transmitidos. No Brasil, por exemplo, alguns níveis de tensão praticados, para linhas de transmissão, são765 kV, 500 kV, 440 kV, 345 kV e 230 kV e ± 600kVcc. Para sub transmissão temos 138kV e 69kV

As torres de transmissão normalmente são estruturas metálicas, normalmente de aço galvanizado, que sustentamos cabos condutores nas linhas de transmissão. São classificadas em autoportante, que são sustentadas pela própria estrutura, e estaiadas, que são sustentadas por cabos tensionados no solo.

A geração de tensão, no atual sistema elétrico, se dá por meio decorrente alternada. Por essa razão, a grande maioria dos equipamentos trabalha com esse tipo de tensão. A transmissão da energia elétrica pode ocorrer com dois tipos de corrente:

Corrente alternada e a forma mais usual para transporte de energia por linhas de transmissão, já que não necessita alterações em sua forma para ser transmitida.

Corrente continua é o tipo de transmissão mais atual ,e se mostra mais viável para linhas, de tensões elevadas, com comprimento bastante grande. A sua utilização gera uma série de vantagens, tais como o desacoplamento entre sistemas e a economia de cabos, usando de estruturas mais leves.

Uma linha de transmissão de energia elétrica possui quatro parâmetros: Resistência, Indutância, Capacitância e Condutância onde depende de seu comprimento, material usado ,distancias entre as fazes e quanto a sua carga sendo transportada. A capacitância da linha em longos comprimentos pode causar o denominado efeito Ferranti que faz com que a tensão aumente ao longo da linha de transmissão. Na ausência de compensação reativa, a tensão de regime no final da linha de transmissão é sempre maior do que no início.

As subestações de distribuição são as unidades responsáveis pela recepção da energia elétrica proveniente