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Produção
Transporte e
Distribuição de
Energia Elétrica
Lucínio Preza de Araújo

PRODUÇÃO
Em Portugal, a energia eléctrica é essencialmente produzida em centrais
hidroeléctricas
e em centrais termoeléctricas.
Nas centrais hidroeléctricas, aproveita-se a força da água para produzir movimento
em turbinas que estão acopladas a alternadores, os quais transformam esse
movimento em energia eléctrica.
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Classificação das centrais hidroeléctricas
Queda aproveitada
Alta queda
h > 250 m
Média queda
50 ≤ h ≤ 250 m
Baixa queda
h < 50 m
Caudal
Grande caudal
Q > 100 m 3 /s
Médio caudal
10 ≤ Q ≤ 100 m 3 /s
Pequeno caudal
Q < 10 m 3 /s
Centrais de fio de
água (*)
Centrais de
albufeira
Tipo de aproveitamento
Duração de esvaziamento < 100 horas
Duração de esvaziamento ≥ 100 horas
(*) Central hidroeléctrica, alimentada por um curso de água permanente, concebida
para produzir energia eléctrica a partir da energia cinética dos cursos de água. Uma
central a fio de água localiza-se num rio perene (com caudal constante durante o ano).
Localizam-se onde existem quedas, cascatas ou cachoeiras.
Centrais de
ponta
Centrais de
base
Serviço desempenhado
Quando funcionam para cobrir as
necessidades energéticas de certas pontas
de consumo.
Quando funcionam em modo continuo.
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Nas centrais termoeléctricas, queimam-se os combustíveis (como o carvão, o fuel ou
o gás natural) e assim produz-se o calor que aquece a água a altas temperaturas,
obtendo-se vapor de água. É a força do vapor de água que, neste tipo de centrais, faz
movimentar as turbinas que estão acopladas aos alternadores.
Classificação das centrais termoeléctricas
Centrais força
Centrais força - calor
Quanto ao produto
Limitam-se a produzir energia eléctrica.
Produzem energia eléctrica e aproveitam o
vapor ainda quente, à saída das turbinas, para a
distribuição de calor, quer a unidades
industriais, quer a cidades, para aquecimento
doméstico.
Quanto ao motor térmico e ao combustível
Centrais clássicas (a carvão, fuel, gás, etc.)
Centrais nucleares (a urânio, plutónio, etc.)
Centrais de ponta
Centrais de base
Quanto ao serviço desempenhado
Quando funcionam para cobrir as necessidades
energéticas de certas pontas de consumo.
Quando funcionam em modo continuo.
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Outras fontes renováveis de energia.utilizadas na produção de energia elétrica
Energia eólica
Energia fotovoltaica
Luz solar
Painéis
fotovoltaicos
Rede
elétrica
Ondulador
Recetore
s
Bateria
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Transporte
Porque é que se faz o transporte de energia eléctrica em alta tensão?
Se quisermos transportar uma potência eléctrica S=U.I, com o mínimo de perdas por
efeito de Joule, a melhor forma de o fazer é, sem dúvida, aumentar o valor da tensão
U. Senão, vejamos com o seguinte exemplo: para transportar 1000 VA podemos fazêlo
com U=1000 V e I=1 A ou com U=100 V e I=10 A, entre outras soluções.
Sendo a potência de perdas por efeito de Joule, p=R.I 2 , no segundo caso as perdas
seriam 100 vezes superiores às verificadas no primeiro. Note-se também que, ao
reduzir I, reduz-se também a secção do condutor.
NOTA:
BT - Baixa Tensão (tensão entre fases cujo valor eficaz é igual ou inferior a 1kV);
MT - Média Tensão (tensão entre fases cujo valor eficaz é superior a 1 kV e igual ou inferior a 45 kV);
AT - Alta Tensão (tensão entre fases cujo valor eficaz é superior a 45 kV e igual ou inferior a 110 kV);
MAT - Muito Alta Tensão (tensão entre fases cujo valor eficaz é superior a 110 kV).
Transporte e Distribuição
20/25 KV
M
150, 220, 400 KV
M.T/.
10, 15, 30 / 60 KV
230 / 400 V
Nas centrais os alternadores fornecem energia a tensões não superiores a 20/25 KV.
Para reduzir as perdas nas linhas há necessidade de aumentar a tensão eléctrica para
Muito Alta Tensão (M.A.T.) à saída da central, por meio de subestações elevadoras.
Visto que o consumidor, por motivos económicos e de segurança, não utiliza a energia
a tensões tão elevadas, torna-se necessário, junto aos centros de consumo, reduzir a
tensão para níveis mais adequados: em Alta e Média Tensão para consumidores
industriais e em Baixa Tensão para a generalidade dos consumidores domésticos.
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Postes
Isolador
Postes de alinhamento
Postes de derivação
Postes de ângulo
Postes de amarração
Postes de cruzamento
Suportar os condutores em linha recta.
Quando a partir deles há derivação de linha.
Suportam a linha nos pontos em que ela muda de
direcção.
São postes de fim de linha.
São utilizados para efectuar cruzamentos com
outras linhas.
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Linhas
Linhas eléctricas de Alta Tensão
São normalmente aéreas podendo, no entanto,
ser subterrâneas.
As redes aéreas são de instalação e
conservação mais económicas que as redes
subterrâneas, por outro lado, são mais
susceptíveis de avarias.
As linhas aéreas são suportadas por postes,
normalmente metálicos, sendo os condutores
nus, de cobre ou alumínio, suspensos ou
apoiados por isoladores.
Poste reticulado
usado em A.T.
Linhas eléctricas de Média Tensão
Podem ser aéreas ou subterrâneas. As
aéreas são normalmente em cabo nu,
apoiadas em postes de betão (mais
comum) ou metálicos, sendo os
condutores suspensos ou apoiados por
isoladores.
Linha eléctricas de Baixa tensão
Podem ser de dois tipos: aéreas ou
subterrâneas.
As linhas aéreas podem ser em
condutores nus ou isolados em feixe
(cabo torçada). As linhas em condutor nu
estão fixas sobre isoladores e apoiados
em postes de betão, ou sobre suportes
metálicos (postaletes) fixos na fachada.
Poste de betão armado
usado em B.T. e M.T.
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Classificação das linhas quanto à sua configuração
Quanto à configuração podem as linhas de transporte e de distribuição ser
classificadas em linhas abertas e linhas fechadas.
As linhas são abertas quando têm apenas um ponto de alimentação, isto é, as linhas
radiam desse ponto e não se podem fechar sobre si próprias.
As linhas são fechadas quando podem ser alimentadas por vários centros de
alimentação ou por um único centro mas em que há mais que uma via de alimentação,
fechando-se, portanto, sobre si próprias.
As linhas abertas, embora sejam mais económicas, estão sujeitas a grandes
interrupções em caso de avaria.
As linhas abertas de transporte podem ser simples e radiais.
Rede
simples
Rede
radial
Subestações de elevação – Os transformadores elevam o valor da tensão para
efectuar o transporte.
Subestação redutora – Os transformadores baixam a tensão para efectuar a
distribuição.
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As linhas fechadas de transporte podem ser em anel e malhadas.
Central
Subestação
Subestação de seccionamento
Rede em anel
Em Portugal, o
grande transporte
de energia é feito
essencialmente
através de redes em
anel.
Rede malhada
As subestações de seccionamento equipadas de seccionadores e órgão de
protecção e corte, cujas funções são as de ligar ou isolar determinados troços e linha,
seja por motivos de detecção e reparação de avarias ou apenas por conveniência de
exploração.
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As linhas abertas de distribuição em A.T. e M.T podem ser simples e radiais.
Rede simples
S
P.T.
A rede simples é pouco
usada devido à fraca
qualidade de serviço.
A rede radial é muito
usada nos meios rurais.
S – Subestação
P.T. – Posto de transformação
As linhas fechadas de distribuição em A.T. e M.T. podem ser em anel e malhadas
S
P.T.
A rede em anel é o tipo
de rede mais frequente.
S
P.T.
A rede malhada é pouco
usada devido ao alto
custo de exploração.
S – Subestação
P.T. – Posto de transformação
As linhas que ligam PTs entre si ou eventualmente uma subestação a PTs designamse
por linhas de pequena e média distribuição.
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Posto de transformação (P.T.)
Têm a função de reduzir a Média Tensão para a Baixa Tensão utilizável pelo
consumidor final doméstico, comercial ou pequeno industrial.
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Constituição de um PT
Isoladores de apoio
Para a fixação dos condutores
São geralmente de porcelana.
Podem ter a superfície lateral lisa ou
com filetes, Estes últimos são usados
em regiões muito húmidas ou sujeitas
a poeiras.
Para a fixação dos isoladores
à parede ou suporte de ferro.
Isoladores de passagem
Isolador de
passagem para
interior
Isolador de
passagem para
entrada aérea nos PT
São geralmente de porcelana.
São furados em todo o seu comprimento para permitirem a colocação do condutor que
os atravessa de topo a topo.
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Condutores para barramentos
Os condutores para barramentos são geralmente de
cobre, de secção circular ou rectangular.
Nos postos de transformação os barramentos e os
circuitos de terra devem ser pintados com as
seguintes cores:
Corrente trifásica: Fases – Vermelho, verde e
amarelo
Terra de protecção – Preto
Terra de serviço e neutro – Branco
Isolador
de apoio
Órgãos de protecção
Corta-circuitos fusíveis
Os corta-circuitos fusíveis para protecção
contra sobreintensidades dos circuitos
de média tensão e dos transformadores
são tubulares e o fio calibrado é instalado
no interior do tubo.
Disjuntores
São interruptores em que a abertura do circuito
se pode fazer automaticamente protegendo os
circuitos de sobreintensidades.
Disjuntor tripolar que utiliza o principio
auto pneumático de duplo corte em SF6.
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Órgãos de seccionamento
Interruptores
São aparelhos destinados a ligar ou a desligar um circuito em carga, dotados de poder
de corte garantindo e tendo duas posições, uma de abertura e outra de fecho, nas
quais se mantêm sem a interferência de acções exteriores.
Seccionadores
São aparelhos destinados a interromper ou a estabelecer a continuidade de um
condutor ou a isolá-lo de outros condutores e que, por não terem poder de corte
garantido, não devem ser manobrados em carga.
Só depois da corrente ter sido desligada por um interruptor, os seccionadores devem
ser manobrados.
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Transformador
Num P.T. existem, além dos órgãos de protecção, de seccionamento e medida,
transformadores que fazem a redução de M.T. (tensão nominal inferior a 45 kV. As
tensões mais comuns são 10,15 e 30 kV) para B.T.
O primário do transformador é alimentado pelo cabo trifásico em M.T. e pelo
secundário sai um cabo (ou uma linha aérea) com três fases e neutro em B.T., o qual
vai alimentar um conjunto de habitações.
P.T.
M.T.
230/400 V
Regime de neutro em BT tipo TT.
Neutro do transformador ligado directamente à terra de serviço. Massas de utilização
interligadas à terra de protecção, que deve ser única.
Transformador
Os postos de transformação e, sobretudo,
o compartimento onde estão instalados os
transformadores, devem ser
convenientemente ventilados. Deve, por
isso, haver uma entrada de ar frio, perto
do transformador e junto ao solo, e uma
saída de ar aquecido, junto à cobertura.
Fossa para
recolha do
óleo
derramado
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Tipos de Postos de Transformação
Existem dois tipos diferentes: PT de distribuição urbana, encerrado numa construção
de alvenaria, eventualmente numa caixa metálica (compacto), ou PT de distribuição
rural, aéreo suspenso em poste.
PT aéreo
PT urbano compacto
Manutenção do Posto de Transformação
Consideraram-se dois tipos de Postos de Transformação:
Estabelecimento da frequência com que devem ser executadas as acções de
Manutenção sobre os Postos de Transformação, podendo ser consideradas como
referencial as periodicidades abaixo indicadas.
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Rede de distribuição em B.T.
Os cabos de distribuição de baixa tensão são normalmente constituídos por cinco
condutores, um dos quais se destina à iluminação pública.
Iluminação pública
A corrente no condutor destinado à iluminação pública é ligado a uma das três fases
por intermédio de um interruptor horário, que se regula de forma a apagar e a
acender a horas determinadas.
Normalmente os postes de iluminação pública estão equipados com lâmpadas de
vapor de mercúrio (brancas/levemente azuladas) ou vapor de sódio (amarelas). O seu
acendimento é automático, podendo ser controlado através de uma célula
fotoeléctrico que liga a corrente para as lâmpadas no momento em que a
luminosidade ambiente diminui para baixo de um nível pré-estabelecido (por exemplo,
4 lux).
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Instalação colectiva
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