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1
Prof. Eduardo N. Asada [email protected]
Instruções para monografia O documento deverá seguir a estrutura da monografia do TCC
Folha A4, espaçamento 1,5 , fonte única times new roman tamanho 11.
Tamanho da monografia: entre 15 e 20 páginas
Deverá ter uma capa com os dados do aluno e o título
Deverá ter seções na estrutura:
Introdução
Desenvolvimento (falar sobre o que se propôs na introdução – representa o corpo principal da monografia e pode ter diversas subseções
Conclusões
Referências bibliográficas
Citações: todos os dados numéricos ou estudos realizados que forem encontrados na pesquisa devem ter a fonte citada. Tabelas e gráficos devem ter a fonte citada
Ver o modelo de citação e a estrutura da monografia no modelo do TCC.
Cópia direta seja de qualquer material não será aceito (implicará em exame ou reprovação).
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2
Para começar
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3
Sistemas de Distribuição – média e baixa tensão
Para começar 1880 – Início da Indústria de Energia Elétrica
Uso inicial para Telégrafos e iluminação
Sistemas CA x CC
Criação dos primeiros motores
1895 – Entrada em operação do Niagara Falls
Expansão do sistema CA
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4
Um pouco mais de história Depois da II Guerra mundial grandes empresas de
energia reguladas surgiram
Os sistemas elétricos foram interligados
Até o final da década de 80 as principais mudanças se deram em termos tecnológicos: melhoramento na geração, transmissão e distribuição
Estrutura anterior do sistema elétrico
Geração
Transmissão
Distribuição
Todo o
processo é
controlado por
uma única empresa
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5
Final dos Anos 80 e início de 90 Introdução da competição
Liberdade de escolha
Eficiência
Redução nos custos
Fim do monopólio: Geração – Transmissão – Distribuição
Re-estruturação do sistema – privatização
Desregulamentação do mercado
Estrutura atual do sistema elétrico
Geração Transmissão Distribuição
Agentes de Geração Agentes de Transmissão Agentes de Distribuição
Consumidores livres Agentes Importadores Agentes Exportadores
Agente comercializador da energia de Itaipú
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6
Avanços tecnológicos que beneficiaram a re-estruturação do setor elétrico
Dispositivos de eletrônica de potência
Geração Distribuída
Desenvolvimento de técnicas e métodos baseados em computação e telecomunicações
Aplicação de teoria de controle e otimização
Automação – em subestações, centros de controle, etc
Perfil Ideal para um Engenheiro em Sistemas Elétricos de Potência
Engenharia elétrica
Sistemas computacionais
Dispositivos de eletrônica de potência
Sistemas de comunicação
Noções de mercado (economia)
Interesse em aprender sempre
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7
Áreas de Atuação Empresas de Geração
Empresas de Transmissão
Empresas de Distribuição
Comercialização de Energia
Empresas de dispositivos e componentes
Empresas de consultoria
Automação industrial
Extração de petróleo
Outras empresas de Engenharia Elétrica
Investimentos em Sistemas de Potência Historicamente, os investimentos em infra-estrutura
de sistemas de potência são os maiores de qualquer indústria
Os investimentos são de longo prazo e o retorno é lento (no caso de hidrelétricas)
Representa um setor conservador
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8
Estrutura do consumo por fonte
Brasil - 2006
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9
Estrutura do consumo por fonte
Estados Unidos - 2005
Estrutura do consumo por fonte
Mundo - 2006
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Infra-estrutura Brasileira
Fonte: MME
Integração Eletroenergética
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11
Potencial Remanescente(Dados BEN/MME 2004)
55,6%
8,3%
27,6%
8,1%
0,5%
Norte Nordeste Sudeste Centro-Oeste Sul
Norte
SE
CO
Sul
NE
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Evolução da concentração das usinas hidrelétricas
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Produção de Energia Elétrica em Centrais de Serviço
Publico (Histórico e Projeção)
0
50
100
150
200
250
1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030
GW
médio
Hídrica Térmica Convencional Nuclear Térmica Total Total
Total
Hídrica
Térmica
Convencional
Nuclear
Projeção
Tipos de Geração •Geração Hidráulica
•Geração Térmica
•Geração Nuclear
Clássicas
Geradores Térmicos
•Biomassa
• Gás
Geradores Fotovoltaicos
Eólica
Célula combustível
Mini-hidroelétricas (PCH)
Geração distribuída
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ITAIPU BINACIONAL Representa cerca de 22 %
18 unidades geradoras
Potência instalada 12600 MW
9 unidades em 60 Hz - 737 MVA
9 unidades em 50 Hz – 823,6 MVA
Tensão nominal 18 kV
Sistemas de Transmissão Função básica – Transporte de energia do centro de
produção ao consumo
Integração do sistema – aumenta a confiabilidade
Intercâmbio entre áreas
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Sistema de Transmissão Brasileiro
O setor é regulado
Transmissão CC e CA
138 kV, 230 kV, 345 kV, 440 kV, 500 kV, 750 kV
Em CC +600kV e – 600 kV
Integra regiões com ciclos hidrológicos diferentes
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Novas linhas
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Algumas empresas de distribuição de energia elétrica
ES - SUL Distribuidora Gaúcha de Energia S/A
AMPLA Energia e Serviços S/A
BANDEIRANTE Energia S/A
CEAL - Companhia de Energia Elétrica do Alagoas
CEB - Companhia Energética de Brasília
CEEE-D - Companhia Estadual de Distribuição de Energia Elétrica
CELB - Companhia Energética da Borborema
CELESC - Centrais Elétricas de Santa Catarina S/A
CELG Distribuição S/A
CELPA - Centrais Elétricas do Pará S/A
CELPE - Companhia Energética de Pernambuco
CELTINS - Companhia de Energia Elétrica do Estado do Tocantins
CEMAR - Companhia Energética do Maranhão
CEMAT - Centrais Elétrica Matogrossenses S/A
CEMIG Distribuição
CEPISA - Companhia Energética do Piauí
CFLCL - Companhia Força e Luz Cataguazes-Leopoldina
CJE - Companhia Jaguari de Energia
COELBA - Companhia de Eletricidade do Estado da Bahia
COELCE - Companhia Energética do Ceará
COPEL Distribuição S.A.
COSERN - Companhia Energética do Rio Grande do Norte
CPFL - Companhia Paulista de Força e Luz
CPFL PIRATININGA - Companhia Piratininga de Forca e Luz
ELEKTRO Eletricidade e Serviços S/A
ELETROPAULO Metropolitana Eletricidade de São Paulo S/A O sistema de distribuição urbano no Brasil.
A rede primária é constituída por alimentadores primários formados por linhas
trifásicas a três fios
Utilizam tensões de 11,9 kV, 13,8 kV ou 23 kV como tensão de linha e opera de forma radial (no caso de redes
aéreas) ou malhada (no caso de redes subterrâneas)
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Características
Subestações de Distribuição
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19
Subestação com problemas?
Faltas em sistemas de distribuição
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20
Rede de distribuição urbano de energia elétrica
Redes Primária e Secundária
Rede Primária
Rede Secundária
telefonia
Trafo D-Y
TV cabo
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Redes Compactas
Redes Secundárias Níveis de 380 V e 220 V (tensões de linha)
Conexão de trafo geralmente em D-Y
Cerca de 52 % - 127 V
Cerca de 39 % - 220
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22
Redes Secundárias
Trafo
Rede primária
Circuito
Barramento
Bitola 4/0 ou 1/0
Circuito
Lateral (bitola 4/0,
ou 1/0 ou 02)
Medidor
Ramal de
serviço
Cabos Nus CA
Quatro fios (três fases e
neutro)
Apoiada em postes que
distam entre si cerca de 30
metros.
O comprimento total de um
circuito, envolvendo
barramento e laterais, varia
de 360 a 720 metros, em
geral.
Cada consumidor é
conectado à rede secundária
através de um ramal de
serviço, que deve ter menos
de 30 metros.
Componentes de Sistemas de Distribuição Poste
Alimentadores
Ramais de serviço
Transformadores
Reguladores de Tensão
Banco de capacitores
Chaves Manobráveis sob carga
Religadores
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23
Transformadores
Chaves
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Religadores
Religadores
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25
Chaves
Banco de Capacitores
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26
Condutores
Condutores
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Monitoramento e controle de sistemas de distribuição
Monitoramento e controle de sistemas de distribuição
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Rede Completa
Classificação de cargas Residenciais;
Comerciais;
Industriais;
Poderes públicos;
Serviços públicos;
Iluminação pública;
Rural.
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Sistemas de Distribuição do Futuro – “Smart-Grids”
Sistemas de distribuição do futuro “Smart-Grid” Redes com comunicação entre diversos componentes
da rede
Gerenciamento da geração
Gerenciamento da carga
Definição de preços em tempo-real
Livre escolha dos consumidores
Carros elétricos como dispositivos armazenadores de energia
Smart-metering
Atuação de equipes multi-disciplinares (engenharia, computação, engenharia social)
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30
Atuação do profissional em sistemas de distribuição Planejamento da expansão do sistema de distribuição
Operação de sistemas de distribuição
Manutenção do sistema
Investigação de novas tecnologias
Implantação de co-geração