Apresentação GTDE

8/16/2019 Apresentação GTDE

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G.T.D.

Geração, Transmissão e

Distribuição


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Introdução

• Os portugueses trouxeram consigo as formas de iluminaçãoutilizadas na Europa, como a lamparina à base de leos!egetais ou animal.

• "o ano de #$%&, 'ão (aulo foi a primeira cidade brasileira aimplantar a iluminação a g)s * esse ser!iço ficou na cidade at+

meados de #-.• / cidade de 0ampos, no 1io de 2aneiro, foi a primeira cidade a

ter luz el+trica nas ruas, em !irtude da presença de uma usinatermoel+trica, desde #$$-.E 1io 0laro, em 'ão (aulo, foi asegunda cidade a ter luz el+trica nas ruas, tamb+m em razãoda presença de uma termoel+trica. / cidade do 1io de 2aneirosomente implantou o ser!iço de luz el+trica nas ruas no ano de#3&4 e 'ão (aulo, no ano posterior, em #3%.


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Iluminação Pública à Gás


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Iluminação à Óleo


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Primeira Usina Hidrelétrica da

América Latina

• Em 5inas Gerais, graças às )guas do 1io (araibuna,6ue atra!essa a 7ona da 5ata mineira e des)gua nolitoral fluminense, ocorreu a inauguração em % desetembro de #$$ da 8sina de 5armelos, em 2uiz de9ora, ocorreu de forma in+dita no pa:s a transformaçãoda energia mec;nica em el+trica.


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Usina de Marmelos


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Sistema létrico de Pot!ncia


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"#$eis de %ensão do Sistema létrico


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Geração de ner&ia


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Tipos de 8sinas Geradoras deEletricidade

• ?T1=0/'• TE15OE>?T1=0/'@ O>?O

0/1ABO GC'

"80>E/1E' uebra de

ur;nio enri6uecidoF• EO>=0/'• 'O>/1E'


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Usina Hidrelétrica

"as usinas geradoras, con!ertesse a energia mec;nica em

energia el+trica.

E mec E potencial H E cin+tica

E mec mgI H m!J K L


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Princi'ais (om'onentes da UsinaHidrelétrica

M T81N="/'

M />TE1"/DO1E' E GE1/DO1E' '"01O"O'F


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%urbina

• Turbina Iidr)ulica

/s turbinas Iidr)ulicas são proPetadas paratransformar a energia mec;nica a energia de pressão

e a energia cin+ticaF de um fluxo de )gua, empotQncia de eixo. /tualmente são mais encontradasem usinas Iidrel+tricas, onde são acopladas a umgerador el+trico, o 6ual + conectado à rede de

energia. /s turbinas Iidr)ulicas di!idemMse entre 6uatro tiposprincipais@ (elton, 9rancis, Raplan, Nulbo.


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%i'os de %urbina

• Turbina (elton'ão ade6uadas para operar entre 6uedas de -%3 m at+##33 m, sendo por isto muito mais comuns em pa:sesmontanIosos. / 8sina


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%i'os de %urbina• %urbina Pelton


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%i'os de %urbina• Turbina 9rancis

'ão ade6uadas para operar entre 6uedas de &3 m at+ &33m. / 8sina Iidrel+trica de =taipu assim como a 8sinaIidrel+trica de Tucuru:, 9urnas e outras no Nrasilfuncionam com turbinas tipo 9rancis com cerca de #33 m

de 6ueda d )gua.


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%i'os de %urbina• Raplan

'ão ade6uadas para operar entre 6uedas de L3 m at+ %3 m. /Unica diferença entre as turbinas Raplan e a 9rancis + o rotor.Este assemelIaMse a um propulsor de na!io similar a umaI+liceF com duas a seis as p)s m!eis. 8m sistema de embolo emani!elas montado dentro do cubo do rotor, + respons)!el pela

!ariação do angulo de inclinação das p)s.


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%i'os de %urbinas

• NulboOperam em 6uedas abaixo de L3 m. 9oram in!entadasinicialmente, na d+cada de #3, na 9rança para a usinamaremotriz de >a 1ance e depois desen!ol!idas para

outras finalidades


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Partes da %urbina

8ma turbina + constitu:da basicamente por cinco partes@caixa espiral, pr+Mdistribuidor, distribuidor, rotor e eixo, tubode sucção


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Partes de %urbina


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Partes da %urbina

• Caixa espiral

? uma tubulação de forma toroidal 6ue en!ol!e aregião do rotor. O obPeti!o + distribuir a )gua

igualmente na entrada da turbina.• Pré distribuidor

/ finalidade do pr+Mdistribuidor + direcionar a )guapara a entrada do distribuidor. ? composta de dois

an+is superiores, entre os 6uais são montados umconPunto de #$ a L& palIetas fixas.


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Partes da %urbina• Distribuidor

O distribuidor + composto de uma s+rie de #$ a L& palIetasm!eis, acionadas por um mecanismo Iidr)ulico montado natampa da turbina sem contato com a )guaF. O acionamento +feito por pistVes Iidr)ulicos. O distribuidor controla a potQncia

da turbina pois regula !azão da )gua.• Rotor e eixo

O rotor da turbina + onde ocorre a con!ersão de energia I:dricaem potQncia de eixo.• Tubo de sucção

Duto de sa:da da )gua, geralmente com di;metro final maior6ue o inicial, desacelera o fluxo da )gua aps esta ter passadopela turbina, de!ol!endoMa ao rio parte Pusante da casa deforça.


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Usina Hidrelétrica


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Má)uinas S#ncrona

Os motores s:ncronos são muito utilizados, tanto pelacaracter:stica de possu:rem uma !elocidade garantida emfunção da fre6WQncia, como pela caracter:stica, de restocomum aos dois modos de funcionamento, do seu fator de

potQncia ser regul)!el. / sua !elocidade de rotação + por esse moti!o designadaa !elocidade de sincronismo e + dada por@

n #L3.fKp rpmF,

onde@ f + a fre6uQncia e p o nUmero de plos.


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Má)uina S#ncrona


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*etal+es (onstruti$os• O induzido da m)6uina s:ncrona, normalmente no

estator, + idQntico ao da m)6uina ass:ncrona.0onstitu:do por um enrolamento distribu:do,normalmente trif)sico e com um ou mais pares de plos.


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*etal+es (onstruti$os

• O indutor, normalmente no rotor, + constitu:do por um

enrolamento monof)sico alimentado por correntecont:nua, tamb+m designado enrolamento de campo oude excitação.


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Má)uina de ,otor (il#ndrico

• Essas m)6uinas rodam com !elocidades ele!adas e nãose ultrapassa com este tipo de enrolamento os L ou &plos. 'ão compostas de peças com grande resistQncia

mec;nica, normalmente rotores maciços em aço.• /s unidades de potQncia superior a #L% 5A/ rodam emIidrogQnio para reduzir perdas por !entilação eaumentar a potQncia espec:fica.

• /s potQncias m)ximas ultrapassam os #L33 5A/ a -333rpm e os #%3 5A/ a #%33 rpm.


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Má)uina com ,otor(il#ndrico


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5)6uinas de (olos 'alientes• Este tipo de construção + poss:!el para todas as !elocidades

de rotação s:ncrona e toda a gama de potQncias. O nX deplos m:nimo +, no entanto, fixado em &. 'ão m)6uinas commuitos plos o 6ue as le!a a serem maiores em di;metro do6ue em profundidade. ? a forma mais comum para motores,sobretudo para os 6ue rodam a !elocidades inferiores a #$33rpm 3


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'istema de Excitação

• Excitratiz Rotativa

• O enrolamento de excitação ou indutorF est) no rotor e +alimentado por corrente cont:nua atra!+s de an+is de coletorcolocados no !eio, sobre os 6uais deslizam esco!as. /potQncia D0 re6uerida para a excitação + fornecida a partirda rede atra!+s de retificadores controlados, ou atra!+s de

uma YexcitatrizZ, gerador mais pe6ueno auto excitado ou não,D0 ou /0 com retificadores, montado sobre o mesmo !eio.


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%i'os de -citação

• Excitação Brushless / excitação brusIless elimina a necessidade de esco!as,comutadores e an+is coletores. (ara tal, um campoest)tico cont:nuo induz tensão trif)sica alternada na

armadura rotati!a da excitatriz. / armadura est) instaladano eixo do gerador e conectada a uma ponte retificadoratrif)sica rotati!a. Deste modo, a tensão cont:nua de sa:dada ponte + aplicada ao campo do gerador s:ncrono.


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Excitatriz

• NrusIless


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Tipos de Excitatriz

• Excitatriz Estática

/ excitatriz !erifica a tensão de sa:da do gerador e alimenta ocampo com c.c., necess)ria para manter constante a tensãonos terminais para 6ual6uer carga e fator de potQncia. "o iniciodo processo, ou escor!amento, o gerador + acionado na

rotação nominal. /s partes de ferro do gerador ret+m certo n:!elde indução remanente, mesmo 6uando a corrente de excitação+ nula. / tensão gerada, apenas por indução remanente,normalmente + superior a %A e suficiente para sensibilizar aexcitatriz est)tica. 'e a excitatriz !erificar 6ue a tensão de sa:da

+ baixa, ela aPusta a corrente de excitação necess)ria para 6uea tensão decorrente da colocação ou retirada de cargas +corrigida automaticamente pela excitatriz, atra!+s dofornecimento de maior ou menor potQncia de excitação.


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Tipos de Excitatriz


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1egulador de Aelocidade

O 1egulador de !elocidade + um e6uipamento 6ueconsegue regular a !elocidade da unidade geradora,mantendo assim a fre6uQncia constante de 3 Iz nogerador.


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1egulador de Tensão

O 1egulador de tensão + um e6uipamento 6ue consegueregular a tensão de sa:da do gerador, aumentando oudiminuindo a tensão de excitação, mantendo assim atensão de sa:da do gerador constante, !ariando sua

potencia reati!a.


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1egulador de Tensão

•Regulador de Tensão Automático /s principais funçVes de um regulador autom)tico de tensão são@

0ontrolar a tensão terminal da m)6uina, dentro dos limites prescritos41egular a di!isão de potQncia reati!a entre m)6uinas 6ue operam emparalelo, particularmente 6uando estas estão em barra comum, gerandoa mesma tensão terminal, isto +, sem transformador4

0ontrolar de perto a corrente de campo, para manter a m)6uina emsincronismo com o sistema, 6uando esta opera a fator de potQnciaunit)rio ou adiantado4

/umentar a excitação sob condiçVes de curtoMcircuito no sistema, paramanter a m)6uina em sincronismo com os demais geradores do sistema4

/mortecer oscilaçVes de baixa fre6WQncia 6ue podem trazer problemasde estabilidade din;mica.


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1egulador de Aelocidade /utom)tico


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'incronismo de Gerador

• /s unidades geradoras do sistema el+trico sãoconectadas em paralelo. Todas elas são ligadas, atra!+sde transformadores trif)sicos, ao sistema detransmissão. O sistema de transmissão faz a conexão

às cargas. "ormalmente, consideraMse 6ue a m)6uinaestePa ligada a um sistema muito grande onde tensão efre6WQncia permanecem constantes independentementedo 6ue ocorre na m)6uina. Este sistema + cIamado de

Ybarramento infinitoZ. (ara se conectar um no!o geradorà rede ou a um barramento infinitoF + preciso,inicialmente, sincronizar o no!o gerador.


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'incronismo de Gerador (ara sincronizar o gerador, são necess)rios alguns

aPustes@ tensão terminal, fre6uQncia, se6uQncia de fase,fase.8saMse um aparelIo, cIamado YsincroscopeZ, paraaPustar a tensão terminal à tensão da rede. ? poss:!eltamb+m fazer o aPuste atra!+s de um conPunto de trQsl;mpadas.


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Usina Hidrelétrica


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Usinas %ermelétricas"as usinas termel+tricas, o fluido de trabalIo + o !apor d[ )gua

6ue + captada e tratada numa E.T./.F, produzido pelocombust:!el das caldeiras ciclo 1an\ineF e depois YpilotadoZ naturbina a !apor * ou * + o fluxo de gases 6uentes produzidopela 6ueima no motor a pistão e na turbina ciclo NraStonF.0ompVem a ar6uitetura das termel+tricas@M

0ombust:!eis@combust:!el l:6uido, combust:!el slido e g)s natural

Existem 0Iamin+s para a descarga dos produtos de combustão

Torres de resfriamento de fluidos 6uentes e de condensação de

!apor são alimentadas por um circuito de )gua bruta, de ar tmosf+rico e de outros fluidos refrigerantes, M onde + dissipada

a outra parte de energia t+rmica.


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Usina %ermoelétrica


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Usina "uclear8m reator nuclear + um e6uipamento onde se processa uma

reação de fissão nuclear em cadeia. 2) uma usina nuclear +uma instalação =ndustrial empregada para produzir eletricidadea partir da energia gerada pelo reator, uma central nuclear podeabrigar um ou mais reatores. Existem !)rios tipos de reatores,mas o comumente encontrado nas centrais nucleares + o (]1

(ressurized ]ater 1eactor 1eator a )gua pressurizada F. 8mausina nuclear possui basicamente@ o elemento combust:!el,barras de controle, !aso de pressão, pressurizador, gerador de!apor, gerador el+trico, condensador, !aso de contenção,bombas e o edif:cio do reator. (ara entendermos um reatornuclear e conse6uentemente uma usina, defineMse abaixo cadae6uipamento.

Elemento combust:!el utilizado são estruturas 6ue cont+m!aretas carregadas de ur;nio.


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Usina "uclear


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ner&ia .lica

"o in:cio da utilização da energia elica, surgiram turbinasde !)rios tipos@ eixo Iorizontal, eixo !ertical, com apenasuma p), com duas e trQs p)s, gerador de indução, gerador

s:ncrono etc. 0om o passar do tempo, consolidouMse oproPeto de turbinas elicas com as seguintescaracter:sticas@

eixo de rotação Iorizontal, trQs p)s, alinIamento ati!o,gerador de indução e estrutura nãoMflex:!ell


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ner&ia .lica


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Elica#M Aentos faz I+lices girarem4

LM Eixo mo!imenta gerador para produzir eletricidade4-M 8m transformador con!erte a energia em alta !oltagem4

&M Eletricidade transmitida pela rede el+trica.


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ner&ia .lica


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ner&ia Solar

O efeito foto!oltaico decorre da excitação dos el+trons dealguns materiais na presença da luz solar ou outrasformas apropriadas de energiaF. Entre os materiais maisade6uados para a con!ersão da radiação solar em energia

el+trica, os 6uais são usualmente cIamados de c+lulassolares ou foto!oltaicas, destacaMse o sil:cio. / eficiQnciade con!ersão das c+lulas solares + medida pela proporçãoda radiação solar incidente sobre a superf:cie da c+lula 6ue

+ con!ertida em energia el+trica. /tualmente, as melIoresc+lulas apresentam um :ndice de eficiQncia de

L% ^


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(élulas /oto$oltaicas


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1/7_E' D/' />T/' TE"'_E' "/T1/"'5=''BO E '8N*T1/"'5=''BO

A corrente el+trica + in!ersamente proporcional à tensãoem se considerando potQncia constante, portanto 6uantomaior for a tensão menor ser) corrente el+trica

transportada pelos condutores para alimentar a mesmacarga.

0omo a expressão das perdas 2O8>E + função do

6uadrado da corrente ( 1.=JF, 6uando menor a corrente,muito menor serão as perdas na linIa de transmissão.


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1/7_E' D/' 5?D=/' TE"'_E' DEGE1/`BO

TensVes menores d.d.p. inferioresF resultam em m)6uinasgeradoras menos robustas, portanto, economia na isolação.

(or+m, com tensVes muito baixas + necess)rio gerar altascorrentes, portanto, utilizar condutores e circuitosmagn+ticos da m)6uina maiores gasto com cobre e ferroF,somando maior desgaste.

%IP0S * SIS%MAS * %,A"SMISS10 *


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%IP0S * SIS%MAS * %,A"SMISS10 *",GIA

istema Radial

!tilização@ Em regiVes aonde existem sistemas isolados.Exemplo região norte.

"anta#em@ ":!el de corrente de curto circuito baixa.

Desvanta#em@ Naixo n:!el de confiabilidade do sistema, emcaso de contingQncia a carga + cortada, não tendo como

socorrer por outra fonte.


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SIS%MA ,A*IAL

SIS%MA M A"L 0U SIS%MA


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SIS%MA M A"L 0U SIS%MAI"%,LIGA*0

Utilização: m re&i2es do sistema elétrico brasileiro3 e-cetona re&ião norte do 'a#s4

Vantagem5 Aumenta a con6abilidade do sistema3 em caso decontin&!ncia a car&a 'ode ser alimentada 'or outra 7onte8

Permite 9e-ibilidade na o'eração e manutençãodo sistema

Desvantagem5 Alto n#$el de corrente de curto circuito4

SIS%MA M A"L 0U SIS%MA


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SIS%MA M A"L 0U SIS%MAI"%,LIGA*0


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(ar&as no Sistema

Car#a de istema

/ carga do sistema tem comportamento conforme o gr)ficoabaixo, sendo poss:!el distinguir trQs per:odos@

Car#a $eve M das L-@33Is às 3@33Is, per:odo 6ue as cargaspredominantes são@ iluminação pUblica e os refrigeradores. 0argascom baixo fator de potQncia.

Car#a %édia M das 3@33Is às #@33Is, per:odo 6ue as cargaspredominantes são da indUstria, com+rcio e residQncia.

Car#a Pesada M das #@33Is às L-@33Is, per:odo de maior cargapara o sistema. /s cargas predominantes são@ =ndustria4 com+rcio4aumento significati!o das cargas residenciais iluminação, TA ecIu!eiroF e iluminação pUblica.


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Subestação

• =nstalaçVes el+tricas 6ue compreendem m)6uinas eaparelIos instalados em /mbientes fecIados ou ao ar

li!re, destinadas a transformação de tensão, distribuiçãode energia, seccionamento de linIas de transmissão e,em alguns casos, à con!ersão de fre6uQncia, oucon!ersão de corrente alternada em cont:nua.


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Subestação


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%i'os de Subestaç2es

• ET! & Estação Trans'ormadora de !sinas@Tem a função de transformar as tensVes de sa:da do gerador- a L3 \AF em tensVes mais ele!adas para geralmente de $$a %33 \AF.

/ entrada da 'ubestação est) conectada na sa:da do geradore sua sa:da est) conectada nas linIas de transmissão.

• ETT & Estação Trans'ormadora de Transmissão@Tem a função de transformar as altas tensVes de transmissão

-&% e %33 \AF em tensVes menores #-$ e $$ \AF,alimentando as 'ubestaçVes de Distribuição ETD 6ue ficamno centro das grandes cidades, Punto às cargas.


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%i'os de Subestação

• ETD & Estação Trans'ormadora de Distribuição(

Tem a função de transformar as altas tensVes detransmissão #-$ e $$ \AF em tensVes menores #-,$ e L-\AF, alimentando os circuitos de Distribuição a+reos ousubterr;neos 6ue por sua !ez alimenta as cargasresidenciais, comerciais e industriais. 9icam prximas aosconsumidores.

)ui'amentos de


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)ui'amentos deSubestação

• P)R) & R)*+ )T-(E6uipamentos 6ue eliminam as sobretensVes de origematmosf+rica ou de origem de manobras cIa!eamento delongas linIas ou de bancos de capacitoresF.

'ão ligados em paralelo com as linIas de entrada e osistema de aterramento, fazendo com 6ue as sobretensVessePam escoadas para a terra.

Estão sempre localizados na entrada das subestaçVes,

pois os demais e6uipamentos não suportariam assobretensVes.


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Para:raios

)ui'amentos de


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• ECC*+.)D+R) )T-(

E6uipamento 6ue abre o circuito em tensão, sem corrente,pois não possuem dispositi!os de extinção de arco!oltaico.Tem a função de isolar eletricamente um determinadoe6uipamento para manutenção, por exemplo@ DisPuntor,Transformador.


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Seccionadora A%

)ui'amentos de


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• D!"U#T$R %AT&:

E6uipamento 6ue abre o circuito em carga, com corrente, poispossuem dispositi!os de extinção de arco !oltaico.

Tem a função de apenas manobrar o circuito. "ão podem isolareletricamente um determinado e6uipamento para manutenção porpossuir tra!amento mec;nico.

Tipos@ Grande !olume de leo, pe6ueno !olume de leo, !)cuo,'9, 'opro magn+tico.

ON'@ para e!itar manobras erradas de seccionadoras e disPuntoresexiste o intertra!amento el+trico entre os dois, e!itando asmanobras das seccionadoras caso disPuntor estePa ligado.

*i ; t A%


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*is;untor A%

)ui'amentos de


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• TR)./+R%)D+RE DE P+TE.C*)$ TP-(

E6uipamentos 6ue transformam tensVes ele!adas em!alores baixos para ser poss:!el realizar as mediçVes.

(odem possuir mais de um secund)rio. exemplo@ um paraa medição e outro para proteçãoF.

"o seu secund)rio + colocado !olt:metro para medição ourel+s de tensão para proteção.


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%rans7ormador de Potencial


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)ui'amento de Subestação• TRA#!'$R(AD$RE! DE )$RRE#TE %T)&:

E6uipamentos 6ue transformam correntes ele!adas em !aloresbaixos para ser poss:!el realizar as mediçVes.

(odem possuir mais de um secund)rio. exemplo@ um para a

medição e outro para proteçãoF."o seu secund)rio + colocado um amper:metro para medição ourel+s de corrente para proteção.

'ão monof)sicos e são colocados em s+rie com a linIa oubarramento de /T.

ON'@ o secund)rio de um T0 não pode ficar aberto, pois a correnteda linIa corrente prim)rioF seria transformada em corrente demagnetização induzindo uma tensão ele!ada no secund)rio,6ueimando o transformador.


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%rans7ormador de (orrente


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)ui'amento de Subestação

• TR)./0 P+TE.C*) 1 TR)./0 /+R2)

E6uipamentos 6ue realizam a transformação das tensVese correntes. (odem ser monof)sico ou trif)sico. (ossuem

radiadores e normalmente possuem tamb+m !entilaçãoforçada para aumentar a potencia transformada.


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%rans7ormador de /orça

ã


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)ui'amento de Subestação

• 3)RR)%E.T+(

Os barramentos da subestação podem ser r:gidos tubo de

alum:nioF ou flex:!eis cabos de alum:nioF. Tem a função derealizar a conecção el+trica entre os e6uipamentos.

(odem ser simples ou duplo, normalmente por 6uestão deconfiabilidade optamos pelo barramento duplo.


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(on6&uraç2es deSubestação

/s subestaçVes tQm configuraçVes conforme proPeto enecessidade, cada configuração tem sua aplicaçãoespec:fica.

? determinada pela import;ncia da subestação e filosofiade proPeto

(on6&uraç2es de


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(on6&uraç2es de


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(on6&uraç2es deSubestaç2es

(on6&uraç2es de


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(on6&uraç2es de


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(o &u aç2es deSubestaç2es

(on6&uraç2es de


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(on6&uraç2es de Subestação


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• Arran;o


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Documents

Apresentação GTDE