2 - Sistema Elétrico de Potência - SEP

SISTEMA ELÉTRICO DE POTÊNCIA SEP

Consideramos a prevenção de acidentes como parte integrante do trabalho e dela não pode ser dissociada. O pessoal envolvido na execução deve estar ciente do serviço a ser realizado e obedecer às normas de segurança nos em eletricidade. Deve ainda estar equipado com os EPI e EPC (Equipamentos de Proteção Individual e Coletiva) necessários ao tipo de serviço, bem como ter ciência das INSTRUÇÕES GERAIS DE SEGURANÇA.

Revisado em julho de 2012

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SISTEMA ELÉTRICO DE POTÊNCIA (SEP)

INTRODUÇÃO O objetivo deste curso é capacitar, através de metodologia exclusiva, os participantes para a análise e prevenção de acidentes em ambientes de riscos, em atendimento às exigências da nova NR 10, credenciando-os à Autorização para trabalhos em instalações elétricas.

O curso atende às exigências do novo texto da Norma Regulamentadora NR 10 – Segurança em Instalações e Serviços em Eletricidade, publicada pela Portaria 598, do Ministério do Trabalho e Emprego, de 07 de dezembro de 2004, que estabelece os requisitos e as diretrizes básicas para a implantação de medidas de controle e sistemas preventivos, de forma a garantir a segurança e a saúde dos trabalhadores que direta ou indiretamente interagem, e supervisionam equipes de profissionais, em instalações elétricas e serviços com eletricidade.

Aplica-se a atuação dos profissionais de todas as áreas elétrica, desde a geração, transmissão e distribuição de energia elétrica até o ponto de entrega (medição), dando subsídios a elaboração de projetos, para adequá-los as novas necessidades e a execução, com posterior trabalho de operação e manutenção.

Uma vez que, a análise de risco seja estabelecida para a avaliação das condições de trabalho é fundamental a conscientização dos trabalhadores das ferramentas da comunicação e da mudança de conduta necessária para o trabalho em segurança.


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1 – ORGANIZAÇÃO DO SISTEMA ELÉTRICO DE POTÊNCIA - SEP Mapa Simplificado da Integração entre os Sistemas de Produção e Transmissão para Suprimento do Mercado Consumidor


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Geração ou Produção de Energia Elétrica Por geração ou produção entende-se a “Conversão de uma forma qualquer de energia em energia elétrica”.

De acordo com os dados apresentados pela ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica, o Brasil possui o total 1.528 empreendimentos em operação, gerando 94.194.710 kW de potência e sua atual Matriz de Energia Elétrica é a seguinte:


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Fonte ANEEL

Um Sistema Elétrico é o conjunto das instalações elétricas sob a administração de uma empresa. Compreende, em geral: a) Usinas geradoras; b) Linhas de transmissão; c) Subestações. Usinas Geradoras

A USINA GERADORA é o ponto inicial de um circuito de potência. É o local onde um certo tipo de energia primária (hidráulica, calorífica, etc.), é transformada em energia elétrica. Esta transformação é feita através do grupo turbina-alternador, comumente chamado de alternador ou de gerador. A turbina fornece a energia mecânica que aciona o alternador; o alternador transforma esta energia mecânica em energia elétrica. As usinas são classificadas conforme o tipo de agente primário que se emprega, (queda d’água, óleo combustível, etc.), em:  HIDROELÉTRICAS; TERMOELÉTRICAS;  NUCLEARES;  EÓLICAS 

Normalmente as fontes de energias elétricas ditas convencionais são as usinas hidrelétricas de grande porte (com potência acima de 30 MW) e as usinas termelétricas. A geração de energia por usinas hidrelétricas representa mais de 70% de nossa produção, concentrando-se nas Regiões Sul e Sudeste do país. Podemos definir os seguintes termos, de acordo com a NBR 5460 - Sistemas Elétricos de Potência:

Usina Hidrelétrica – É a usina elétrica na qual a energia elétrica é obtida por conversão da energia gravitacional da água.


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A água dos rios é acumulada nas represas e a certa altura da barragem, faz-se a tomada d’água. Em virtude do desnível entre a represa e a usina, a água desce pelas

canalizações (canal e conduto forçado), com certa velocidade, até atingir as turbinas. A força d’água move as pás da turbina, o que faz com que o grupo turbina -alternador entre em movimento, girando em torno do seu eixo. DEFINIÇÕES: 

Barragem: Grande estrutura de concreto ou terra compacta feita para formar o reservatório;



Reservatório: Grande área de terras inundadas pelas águas acumuladas do rio e que são representadas pela barragem;



Sangradouro ou Vertedouro: É o local de saída da água acumulada em excesso no interior do reservatório. A saída de água é regulada pelas comportas;



Comportas: Podem se do tipo guilhotina ou em arco;



Tomada de água: É o local onde se desvia a água por meio de condutos para a usina;



Conduto forçado: É a canalização para alta pressão e que leva a água para as turbinas;



Chaminé de equilíbrio: É um tubo vertical ligado aos condutos forçados, cuja função é diminuir os efeitos do golpe de aríete;



Golpe de aríete: São as oscilações da massa de água. Quando se fecha ou se reduz a vazão em um conjunto;



Casa de válvulas: É o local onde se manobram as válvulas das tubulações para controlar a vazão.

Um sistema de válvulas e reguladores procura manter não só a velocidade da turbina constante e consequentemente a freqüência do alternador, mas também o equilíbrio entre a potência elétrica entregue pelo alternador ao sistema e a potência mecânica que a água desenvolve na turbina.


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RESERVATÓRIO / BARRAGEM

VERTEDOURO / COMPORTA

TOMADA DE ÁGUA


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CASA DE MÁQUINAS – SERVO MOTOR

USINA DE ITAIPU A tensão de saída de um alternador é de 6,6kV ou 13,2kV. Logo após os alternadores, temse os transformadores que elevam a tensão para 138, 230 ou 500kV. No caso das Usinas da LIGHT, a tensão é de 138kV, com uma única exceção, de uma linha de 230kV, que interliga a Usina Geradora Nilo Peçanha com Aparecida da Eletropaulo.

RPM

Rotor do gerador de Itaipu – 1760 ton. 90

Turbina Francis de Itaipu - 743 MW - 1 milhão de HP - 295 toneladas - 90 RPM


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O prédio de Itaipu fica acima da grande sala dos geradores, que tem 1 km de comprimento.

SUBESTAÇÃO DE ITAIPU SUBESTAÇÃO DE FOZ DE IGUAÇU A TENSÃO É ELEVADA DE 500kV PARA 765kV.


DISJUNTOR DE 765kV

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SUBESTAÇÃO DE ± 600kV

TRANSFORMADOR TRIFÁSICO DE 225 MVA E 275 kV


TRANSFORMADOR MONOF SICO DE 500kV E 275kV

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SALA DE OPERAÇÕES


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Usina Termoelétrica – Usina elétrica na qual a energia elétrica é obtida por conversão da energia térmica. A fonte primária de energia é o óleo combustível ou carvão, que é transformado em calor. O calor gerado pela queima desses combustíveis vaporiza a água. A força do vapor d’água movimenta as turbinas.

A energia mecânica do movimento das turbinas é transformada em energia elétrica, através do alternador (gerador).

Os tipos de usinas térmicas mais utilizadas no Brasil são: Unidade (Termoelétrica) a gás – Unidade termoelétrica cujo motor primário é uma turbina a gás.

Usina Nuclear – Usina termoelétrica que utiliza a reação nuclear como fonte térmica. As usinas nucleares têm como fonte primária de energia, a energia proveniente da fissura do átomo. Esta energia surge na forma de calor; este calor gerado pela fissura do átomo vaporiza a água. A força do vap or d’água movimenta as turbinas. A energia mecânica do movimento das turbinas é transformada em energia elétrica, através do alternador. Revisado em julho de 2012

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É interessante notar, que a diferença entre a termoelétrica e a nuclear está somente na fonte primária de energia, isto é, a termoelétrica, a fonte primária é a queima de combustível, e a nuclear, a fonte é a fissura do átomo.

REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DE UMA USINA NUCLEAR


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Descrição: No circuito primário, a água é aquecida em função do calor da fissão nuclear, do urânio, no reator. Podendo chegar até 300 C. Em seguida segue por tubulação, até o gerador de vapor, vaporizando a água do circuito secundário, sem entrar em contato com ela. O vapor então aciona a turbina e esta movimenta o eixo do gerador, produzindo eletricidade. 

Para que a água não entre em ebulição, ao ultrapassar 100 C, a pressão é mantida elevada, daí o sistema denomina-se água leve pressurizada. O terceiro circuito, o de água de circulação, consiste em um sistema de captação de água do mar para esfriar, no condensador, o vapor que se expande na turbina. 

No caso de geração nuclear, as usinas normalmente são situadas o mais próximo possível dos locais de consumo com o objetivo de minimizar os custos.


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Descrição: Como fontes alternativas de energia elétrica existem uma gama de possibilidades, incluindo energia solar fotovoltaica, usinas eólicas, usinas utilizando-se da queima de biomassa (madeira, cana-de-açúcar, por exemplo) e outras fontes menos usuais como as que utilizam a força das marés.

Usina Eólica – Usina elétrica na qual a energia elétrica é obtida por conversão da energia eólica.

Transmissão Baseados na função que exerce, podemos definir transmissão como o transporte de energia elétrica caracterizado pelo valor nominal de tensão entre a subestação elevadora de uma usina elétrica e a subestação abaixadora que alimenta um sistema de distribuição ou que fornece energia elétrica a um grande consumidor; As tensões usuais de transmissão adotadas no Brasil em corrente alternada podem variar de 230 kV até 765 kV, incluindo neste intervalo as tensões de 230 kV, 345 kV, 440 kV, 500 kV, 600 kV e 765 kV. Revisado em julho de 2012

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Linha de transmissão da concessionária

Linha de transmissão cliente

No Brasil existe um sistema que opera em corrente contínua, o Sistema de Itaipu, com nível de tensão de ± 600 kV DC . No caso de transmissão em corrente alternada, o sistema elétrico de potência é constituído basicamente pelos geradores, estações de elevação de tensão, linhas de transmissão, estações seccionadoras e estações transformadoras abaixadoras. Na transmissão em corrente contínua a estrutura é essencialmente a mesma, diferindo apenas pela presença das estações conversoras junto á subestação elevadora (para retificação da corrente) e junto à subestação abaixadora (para inversão da corrente) e ainda pela ausência de subestações intermediárias abaixadoras ou de seccionamento. As linhas de transmissão em corrente contínua apresentam custo inferior ao de linhas em corrente alternada enquanto que as estações conversoras apresentam custo elevado. Portanto, a transmissão em corrente contínua apresenta-se vantajosa na interligação de sistemas com frequências diferentes ou para transmissão de energia a grandes distâncias.


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SISTEMA DE LINHAS DE TRANSMISSÃO


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Subestação – Parte de um sistema de potência concentrada em um dado local, compreendendo primordialmente as extremidades de linhas de transmissão e/ou de distribuição, com os respectivos dispositivos de manobra, controle e proteção, incluindo as manobras civis e estruturas de montagem, podendo incluir também, transformadores, equipamentos conversores e outros equipamentos.

Linhas de Distribuição – Conjunto de condutores, isoladores e acessórios, destinado a transportar energia elétrica entre dois pontos de um sistema elétrico. REDE AÉREA Rede Space Cable


Rede (cruzetas de ferro) Convencional

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Rede MBN

Rede (MBN) projetada com o objetivo de inibir o furto de energia. Caracteriza-se por ter a BT no mesmo nível da AT, tem na sua estrutura a BT em cabo pré-reunido na extremidade da cruzeta e na extremidade da cruzeta fixada no poste a rede de AT em 13.8kV.

REDE DE DISTRIBUIÇÃO SUBTERRÂNEA CAIXAS DE PASSAGEM


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REDE RADIAL EM ANEL

REDE NET WORK

RESIDENCIAL SUBTERRÂNEO

1.10.4 - Consumidores Consumidor, denominado pela ANEEL, na Resolução Nº 456, de 29/11/2000 como “Pessoa física ou jurídica, ou comunhão de fato ou de direito, legalmente representada,

que solicitar a 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, de uso e de conexão ou de adesão, conforme cada caso”.


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