LAB_307

Prof. Dr. Cesar da Costa

1.a Aula: Ensaios com Circuitos Trifásicos

II. Sistema de Geração, Distribuição e Transmissão de Energia Trifásica

Nas usinas hidrelétricas a energia mecânica de uma queda d'água é transformada em energia elétrica a partir de turbinas, que acionam geradores elétricos.

2.1 Geracao de Energia Elétrica Trifásica

2.2 Sistema Elétrico Trifásico

Muito embora os geradores de eletricidade possam produzir tanto energia em corrente contínua (CC) ou corrente alternada (CA), a maior parte da energia elétrica gerada não só no Brasil, mas em todo o mundo é em corrente alternada no sistema trifásico, na frequência de 60 Hz.

Isto ocorre, pois a corrente alternada, permite elevar ou diminuir os valores de tensão de uma forma muito mais simples e barata, se comparado com os sistemas disponíveis para Corrente Contínua.

Nesse sistema, utiliza-se um gerador de CA que funciona pelo princípio de indução eletromagnética, conforme ilustrado a seguir.

2.3 Gerador Elétrico Trifásico

SR

T

Três bobinas (R, S, T) são fixadas na periferia de giro do rotor e dispostas a 120º uma da outra.

Cada uma das três bobinas, estão sob efeito de um campo magnético girante do rotor, e produzem uma FCEM induzida.

A FCEM (Força Contra Eletromotriz) é proporcional a intensidade do fluxo magnético.

Em um dado momento, cada uma das bobinas fixas ao estator está sob efeito de uma intensidade de fluxo magnético, diferente em 120º uma em relação às outras.

Então tem-se a geração de três FCEM, ou seja, três correntes alternadas distintas, defasadas em 120º uma das outras.

Por que transmitir e distribuir a energia elétrica em corrente alternada é mais eficiente?

a) A transmissão em corrente contínua origina maiores perdas por cabos.

b) Somente em corrente alternada podemos elevar os níveis da tensão por meio de transformadores trifásicos, que não funcionam em corrente contínua, para então transmitir e distribuir a energia.

2. 4 Transmissão e Distribuicão de Energia Trifásica

Como funciona um sistema de transmissão e distribuição de energia elétrica?

a) Primeiramente a tensão é gerada e chega até a subestação elevatória.

b) A energia é transmitida por torres em três fases chamadas R, S e T em 230 kV.

c) Ao se aproximar do perímetro urbano consumidor, ela é rebaixada para níveis próximos a 34,5 kV.

d) Segue até a subestação de distribuição em que é novamente rebaixada para 13,8 kV. É com esse valor que a tensão chega aos postes dentro das cidades.

e) Até esse ponto a linha se chama primária. No poste um transformador reduz a tensão para 220V (ou 380V e 440V ) e através de um tap do transformador ganha o terminal neutro.

Como são classificados os níveis de tensão elétrica?

Segundo a portaria n.o 505 da agencia Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) temos:

a) Baixa tensão < 1000 V;

b) Média tensão 1000 V até 69 kV;

c) Alta tensão acima de 69 kV.

A corrente alternada ou CA (em inglês AC) é uma corrente elétrica cuja magnitude e direção da corrente varia ciclicamente, ao contrário da corrente contínua cuja direção permanece constante.

No Brasil a variação (freqüência) da rede elétrica é de 60 Hz. Na América do Sul, além do Brasil, também usam 60 Hz o Equador e a Colômbia.

A Argentina, Bolívia, Chile, Paraguai e Peru usam a freqüência de 50 Hz.

2.5 Valor Eficaz da Senóide

Valores da Tensão Senoidal

Quatro são os valores da tensão elétrica de uma senóide:

1. Valor de pico (Vp): é o valor máximo alcançado pelo semi ciclo positivo, ou o mínimo pelo semi ciclo negativo. Mede-se com o osciloscópio.

2. Valor pico a pico (Vpp): geralmente é duas vezes a tensão de pico. Mede-se com o osciloscópio).

3. Valor médio: corresponde à média aritmética da senóide, ou seja,

Vm = 0,637.Vp.

4. Valor eficaz ou RMS: corresponde ao valor de tensão alternada que dissiparia a mesma potência em uma carga se fosse contínua. O valor eficaz pode ser calculado como Vef ou Vrms= 0,707.Vp. Mede-se com o voltímetro.

Circuito Trifásico com Carga Equilibrada

Ligação Triângulo:

Circuito Trifásico com Carga Equilibrada

Ligação Estrela: