Aula 1 - Parte 1 - Conceitos básicos de geração, transmissão e Distribuição

o Olá pessoal espero que estejam todos bem Hoje vamos iniciar a primeira aula do curso de instalações elétricas para o curso técnico de eletromecânica nosso objetivo hoje é discutir os conceitos básicos de geração transmissão e distribuição de energia elétrica essa aula vai ser dividida em duas partes e essa é a parte um onde discutiremos os fundamentos suas características do sistema elétrico e um pouco sobre o cenário atual no sistema elétrico brasileiro na parte dois a nossa aula vamos discutir um pouquinho sobre algumas tecnologias de geração de eletricidade que estão presentes no nosso sistema elétrico sem mais delongas vamos nessa é bem pessoal primeira coisa que a gente precisa compreender a criança iniciar nosso curso instalações né é perceber né que a eletricidade ela está disponível para gente em duas formas pode ser em corrente contínua ou em corrente alternada quando nós trabalhamos em corrente contínua nós temos uma tensão elétrica né uma tensão continua aqui né que ela é caracterizada pela sua amplitude então uma tensão contínua seria uma atenção que não muda a sua polaridade né então quando a gente olha por exemplo para uma bateria uma pilha a gente tem muito bem o positivo e O negativo muito bem definido é é uma coisa que não deve se confundir é que atenção contínua ela não precisa ser constante Então se estivesse uma atenção que tivesse essa característica e ela ainda seria uma atenção contínua visto que ela sempre é positiva a gente não tem uma troca de polaridade com tudo ela não é constante quando a gente pensa numa bateria por exemplo a gente tem uma bateria de 12 volts a gente espera ter uma atenção em torno de 12 volts na prática né gente pega uma bateria por exemplo automotivo a gente vai perceber que essa tensão vai variar por exemplo de 11,5 Até 14 volts dependendo se a bateria está completamente carregada ou completamente carregada tá quantas formas né de se obter né a corrente contínua atenção contínua ela pode ser obtida por meio de processos químicos então nós temos as pilhas e baterias que fazem uso desses processos a gente pode utilizar o efeito fotovoltaico então módulo fotovoltaico ele gera uma tensão em seus terminais que é continuou seja tem muito bem definido no positivo ou negativo e é isso também pode utilizar uma máquina elétrica tá para poder gerar corrente contínua basta você tem um gerador de corrente contínua a gente vai até estudar lá na disciplina de máquinas elétricas e já corrente alternada ela é caracterizada pelo seu valor e ficasse e pela frequência tá bom no sistema de corrente alternada comumente a gente entrega tensões senoidais ok então ela é descrita por uma função seno ou cosseno né então é uma onda né E nós temos aqui algumas alguns parâmetros importantes né primeiro né e o tempo em que está forma de onda começa a se repetir esse tempo é denominado período é a frequência da nossa onda ela é da área exatamente pelo inverso do período então sem falar que a frequência da atenção que chega na nossa casa é 60 Hertz quer dizer a gente tem um período né que é o inverso de 60 reta idade um período de aproximadamente 16. 000 e segundos de tempo em tempo essa forma de onda se repete Tá além do ela tem essa característica da frequência ela também tem uma amplitude Ah tá essa amplitude geralmente a gente não utiliza ela diretamente né esse valor de pico como uma grandeza né que caracteriza a corrente EA tensão alternada a gente geralmente utiliza a tensão eficaz o RMS e seria esse valor de pico dividido por raiz de 2 Ah tá é o significado físico desse valor eficaz é o seguinte tá e Imagine que você coloca é uma benção né com essa característica lá em cima de uma residência E aí depois a gente tem uma atenção contigo o que alimenta essa mesma resistência só preciso entender qual é o significado físico do valor eficaz a campanha que é um aplica aqui essa atenção na que tem um valor de pico VP né E se repete Alien 16. 050 em cima dessa resistência E aí vai ter uma dissipação de energia em cima dessa resistência e a gente espera que essa residência aqueça e vamos supor que essa resistência ela tem uma variação de temperatura né para esse problema aqui é de 40 graus e vamos o valor eficaz ou seja o que que esse valor ficar significado físico dele imagine que eu coloco agora essa mesma resistência com uma atenção com íntima qualquer deixe isso a questão é qual é o valor dessa tensão continua que gera a mesma variação de temperatura nesse texto e você vai chegar à conclusão que esse valor.

É exatamente o valor eficaz então se você pegar uma atenção que tem 180 volts de pico e você vai precisar de 180 dividido por raiz de 2 se vai dar 127 volts em continuar para transmitir essa mesma potência e consequentemente gerar o mesmo aquecimento do seu registo bom então valores caso ele tem esse significado físico né e é e por isso tipicamente a gente específico o sistema de corrente alternada em termos o valor eficaz então quando a gente fala com atenção é de 127 volts ou 220 volts a gente está se referindo a o valor eficaz Então esse é o valor eficaz da tensão que a gente tem na tomada da nossa casa ou instalação qualquer que você esteja trabalhando E para gerar essa tensão corrente alternada vai perceber que a gente consegue gerar isso com máquinas elétricas tá tá então existem diversas máquinas elétricas elas podem ser usadas em Sistemas hidroelétricos como por exemplo essa fotografia que em Itaipu ou então em turbinas eólicas a gente consegue fazer uma conversão eletromecânica a gente transforma o movimento de rotação em eletricidade potência mecânica vira potência elétrica essa saída A grande questão é qual o de sistemas né corrente contínua ou corrente alternada que é utilizado até hoje nós sabemos que nas instalações residenciais prediais e industriais utilizados em sua grande maioria maioria esmagadora das vezes corrente alternada Ah tá mas há muito tempo atrás né existe um dois camaradas né dois inventores aqui brilhantes Cada um com as suas aptidões né Esse é um deles são mais Edson defendia né a corrente contínua enquanto Me Cola Teresa defendia a transmissão em corrente alternada EA pergunta né de um milhão de dólares né era Qual o sistema era mais interessante para transmissão de energia em longas distâncias bom então seria transmitir em corrente contínua ou transmitir em corrente alternada É bem a gente vai entender que que o transformador né esse equipamento muito interessante né ele teve um papel fundamental na decisão de qual de sistema seria utilizado então presente entender esse ideia considere esse problema que com problema bastante interessante tá se considera que estão uma carga né que a gente tem uma unidade geradora e elas estão a 50 km de distância o sistema número um e eu vou trabalhar em Corrente continua Ah tá então vou trabalhar com 480 volts a potência que eu estou gerando vai corresponder a senha pele e isso vai ser entregue para casa sem festa e nesse caso a corrente que passa na linha de transmissão ela é 100 amperes né basicamente a corrente vem por aqui e chega até a nossa cara e qual que é a grande questão disso né a gente tenta estimar as perdas na nossa linha de transmissão Ela seria a resistência vezes essa corrente ao quadrado = 10. 000 Às vezes a resistência do cabo Essa é Pedro de energia energia aqui vai ser jogado fora vai virar calor ninguém vou aproveitar gente vai aquecer a linha 1 e agora quando a gente tem um sistema em corrente alternada ou seja 480 eficaz e a gente tem a possibilidade de utilizar um transformador que é um dispositivo que ele consegue elevar ou abaixar a tensão só que ele só funciona o único e exclusivamente para corrente alternada não tem que consegue elevar e abaixar a tensão quantas vezes quiser só que é só para contar nada então vamos supor que a gente eleva a tensão 10 meses é a potência que entra nesse aqui para mim é igual a potência que sai se a gente de se considerar as perdas nesse equipamento bom então se eu me atenção subiu 10 vezes para que a potência seja mesmo né potência atenção vez correto você me atenção subiu 10 vezes isso aqui é uma constante a corrente nossa tem que cair dez vezes então a gente espera que quando a gente utilizar um transformador de 480 para 4. 800 a gente vai ter uma corrente de 10 amperes na linha ah ah mas aí eu vou jogar 4800 na casa do meu meu cliente não se utiliza um outro transformador está próximo da casa do seu cliente e se transformado ele pega o 4800 e passa para 480 Oi e aí você volta até a corrente de 100 amperes e 480p e Então qual que é a dor do sistema de corrente alternada você precisa de dois transformadores Esse é um custo adicional é mas qualquer um bônus o bônus é que se essa corrente é 10 amperes a gente como calcular as perdas considerando a mesma resistência a gente teria e sem vezes a resistência e perceba que a diferença daqui para cá e ela é de serviços da apenas em vez não E olha que negócio interessante só pelo fato de você utilizar o passado a conclusão esses em corrente alternada ele não ligou uma pessoa mas ninguém conseguiu fazer é um transformador para corrente contínua conseguiram pessoal mas veio tarde tá isso só foi possível quando eletrônica de potência se desenvolveu então equipamento que são capazes de elevar ou abaixar a atenção continuar que são os conhecidos as fontes chaveadas né o ou choppers esses equipamentos né eles foram desenvolvidos em toda a década de 70 é isso aqui quem está falando batalha das correntes é antes dos 1.

900 bom então por esse motivo a gente consegue perceber né porque não é o sistema de corrente alternada ele vingou vamos dias e outra coisa interessante aqui quando a gente viaja pelo mundo tá a gente vai observar que dependendo do país são utilizados diferentes níveis de tensão e diferentes níveis de frequência tá então por exemplo né em grande parte da Europa aqui ó todos esses camaradas que estão em azul tá e eles utilizam 50hertz de frequência enquanto o 60 Hertz ele é utilizado por exemplo na América né tem que ver alguns países da América que utilizam sistema em 60 Hertz outros utilizam 50 por exemplo Paraguai Nosso vizinho utilizo 50hertz enquanto o sistema do Brasil um sistema de 60 era quanto à amplitude também varia tá então por exemplo nos Estados Unidos eles utilizam tensões menores esta eles trabalham com tensões na faixa de 100 127 volts e já na Europa eles trabalham com níveis de tensão maiores eles trabalham com 220 ou 240 volts isso eu estou falando de tensão de fase neutro tá e é no Brasil a gente trabalha com os dois níveis então no Brasil nós temos níveis tensão 127 127 dessa a gente vai ver isso daqui a pouco mas também nós temos o 220 Então depende do Estado a gente vai ter um nível de tensão diferente tem que tomar cuidado com equipamento por exemplo o equipamento e queima muito e secador de cabelo né porque é um aparelho que é um motor projetado para um determinado nível de tensão ou ele é 127 ou ele de mim e quando a pessoa viaje leva o secador de cabelo no Brasil mesmo pode acontecer essa pessoa que é mau você acabou de cabelo se ela tiver um secador por exemplo 127 aquele galo dos mesmos é bem muito interessante É bem interessante perceber né que aqui no Brasil a gente acabou adotando 60 Hertz do sistema americano tá tem uma razão outra pessoal 50 e 60 essa na verdade quando se aplica a tensão alternada de uma lâmpada ou representar uma lâmpada aqui para uma resistência vocês têm que perceber que toda vez que atenção passa por 0 e a lâmpada meio que apaga bom então ela deixa de brilhar né porque não tem potência assim me entregue para ela nesse pequeno instante muita atenção passa por dentro quando você utiliza uma daquelas câmeras mais antigas de celulares mais antigos aquelas câmeras VGA você consegue perceber algum batimento A iluminação com aquelas lâmpadas com aquelas câmeras exatamente por essa questão aí do 60 Hertz em torno de cinquenta 60 Hertz são frequências que o nosso olho não consegue perceber que a luz tá piscando o que está no ambiente em que a Luz está piscando uma frequência relativamente alta é muito estressante para o ser humano gera uma irritabilidade Então por esse motivo Ele escolheram frequências né gente o nossa visão não consegue perceber né galán para tá pagando e com isso a gente fica na situação mais confortável né agora Entre 50 e 60 né tem algumas vantagens e desvantagens a gente vai perceber que os transformadores de E aí eles são mais leves Mas eles têm mais perdas já os transformadores de 50 essa eles são mais pesados Mas eles são mais eficientes Esse é o último. Nesse 50 o número bacana porque uma cinco vezes uma potência de 10 né então para o sistema métrico é muito interessante e os 60 reta ele tá bem ligado com as unidades de tempo né Uma hora tem 60 minutos né um minuto tem 60 segundos e assim por diante então a gente teria 60 batimentos de um segundo isso que é 60 Então por esse motivo foram escolhidos esses dois números mais tá isso vai para instalações elétricas e se a gente for para sistemas embarcados por exemplo aviões têm sistema que trabalham 400 resto por exemplo porque os transformadores e outros equipamentos ficam mais leves com frequências mais precisar o primeiro e vamos agora algumas características do sistema elétrico a corrente dividido em geração transmissão e Distribuição que até o título da aula o que quem está se referindo né nosso sistema elétrico nós temos unidade geradores peças unidades geradoras elas vão gerar a tensão e corrente alternada e a gente tem que transmitir isso bom e depois distribuir para essa aqui é a ideia tá quais são alguns níveis de tensão típico geralmente na geração de energia tá as maiores gerações ela geralmente são na faixa aí de até 18 21 km Então por questões de isolação aqui nas máquinas elétricas e tudo mais a gente não tem muitos sistemas que trabalham intenções maior isso eu está limitada ali em torno ali dos 21 anos eu vou tá é típico esse número é assim que a gente saiu do nosso gerador a gente tem um transformador que leva essa atenção para mim e aí a gente tem os níveis de trânsito e só é o nível de tensão bem levados para reduzir as perdas 230 kv 345 500kv Então depende um pouco sente olhar o mapa do Brasil depois você eles vão perceber que tem linhas de diversos níveis de tensão quanto maior a distância a ideia é ter uma atenção maior né para minimizar as perdas e quando a gente vai chegando perto das cidades né e tudo mais a gente tem algumas subestações né que elas vão fazer a redução desse nível de transmissão para um nível que que poderia ser chamado de subtransmissão som e não tem tensões de 138 pra ver e também tem 69 kv são bem antigo quando a gente chega na cidade existe uma subestação novamente que tem transformadores e proteções tudo mais e nessa subestação a gente gera um ali que vai ser que 13. 8 caseiro pode ser 11kv pode ser 15kv depende um pouco da distribuidora tá então a Cemig por exemplo trabalha com 13.

8 é OK esse 13. 8 são aqueles três fios na horizontal lá por cima do poste daqui a pouco eu vou mostrar para vocês uma fotografia né o ok na nossa rua né a gente tem essa média tensão geralmente então chegam esses condutores de média tensão 3. 8 caveira lá no topo do poste tem os transformadores instalados nos postes e logo abaixo tem aqueles quatro fios na horizontal é que são abaixo atenção que de fato é atenção que vão disponibilizar nas nossas casas né Então aí a gente chega no nível de 220 127 a gente vai perceber que tem outros níveis de tensão disponíveis no Brasil Brasil tem vários níveis de tensão Dependendo de qual concessionária de energia Record distribuidor que a gente está linda o ok então essa ideia né a gente faz uma conversão de energia então nós temos uma fonte primária por exemplo uma hidrelétrica nós temos a energia cinética né associada à Queda da água isso vai girar uma turbina teremos uma energia mecânica cinética de associado uma massa girante e a sua acoplado no gerador vai tornar uma isso energia elétrica eletricidade tensão corrente essa tensão e corrente ela é transmitida até chegar a nossa residência e é importante no ataque tem diversas subestações e diversos transformadores e diversos níveis de tensão então uma geração por exemplo 18 mil outros transmissão aí 500 KB 700kv depois a gente chega na distribuição em 13.

8 cá ver e depois tem lá né o nosso transformador que vai gerar o 110 220 para conectar a instalação é perfeito bom Então aqui estão alguns exemplos né a ideia do 13. 8 kv entre cada uma dessas linhas né a gente tem por exemplo na Cemig 13,8 kg isso conecta aqui no transformador percebeu em alguns têm alguns fusíveis de proteção e tudo mais e depois esse transformador a saída dele conecta nesses cabos aqui ó ó tá esses cabos são a nossa linha de baixa tensão então por exemplo né padrão em Belo Horizonte entre fases nós vamos ter 220 e entre fase em outro nós vamos ter 127 tá e muitos lugares esse cara aqui de cima aqui é o meu tá exatamente para evitar um pouco a questão do roubo de eletricidade famoso gato um ok aqui a gente tem um mapa muito interessante tá que a gente consegue acessar online tá pela o INSS né é um sistema muito bacana né que permite a gente vê todas as unidades geradoras as linhas de transmissão os compensadores substações que temos sistema elétrico brasileiro tá eu gostaria de chamar atenção né [Música] primeiramente né a gente tem aqui tracejado as minhas futuras Então são linhas que ainda não foram construídas né E essas em linha preenchida seria as minhas já existentes tá então nós temos linhas de transmissão até 750kv tá que seriam e as linhas em Corrente alternado mas também no Brasil né para distâncias muito grandes tá nós temos linhas de transmissão em corrente contínua então depois de um certo tempo percebeu-se que a corrente alternada é boa para longas distâncias mas existem alguns fenômenos eletromagnéticos que só vão ser evidentes em distâncias muito longas por exemplo 500 km E aí nesse caso as linhas de corrente alternada Elas começam a ser problemáticos e nesse caso em longas distâncias utilize transmissão em corrente contínua a gente tem uma linha por exemplo né que sai de Itaipu em corrente contínua e conecta ali com interior de São Paulo né é uma das razões a extensa transmissão em corrente contínua é porque a gente compra energia do Paraguai bom então das 20 turbinas que tem Itaipu né 10 são do Brasil 10 no Paraguai só que o Brasil compra se não me engano além das dez dele ele ele compra mais 4 ou 6 no Paraguai acho que nós 6 é só que ela só em 50 Hertz então a gente acaba transformando isso para corrente continuar transmitindo em corrente contínua e lá no interior de São Paulo eles transformam novamente essa corrente contínua em corrente alternada em 60 Peças em Ok e quais são os níveis tensão empregado no Brasil e instalações residenciais comerciais tá e nós temos vários níveis de tensão como vocês podem ver então se você já teve a dúvida se é 127 Ou seja é 110 saiba aqui na verdade existem os dois depende da onde você está no Brasil tem cidades no Brasil que tem três níveis de tensão diferente porque é uma cidade que ela é abastecido por três concessionárias diferente Ah tá ok neste caso né existe os níveis de tensão né que a diferença entre a tensão de fase e a tensão de linha ou seja fácil é um fator de raiz de 3 é né como que esse sistema funciona né geralmente um sistema trifásico a gente tem as três fases RST e nós temos um filtro entre a fase Tail neutro entre a fase S o meu e entra a fazer rímel a gente tira ou 127 ou 120 ou 220 Depende do estado tô sem que pegar por exemplo Rio Grande do Sul é 220 pra gente pegar a Minas Gerais é 127 tem que pegar Fortaleza né o Ceará eles vão trabalhar com 220 fase neutro e entre fases né como essas tensões estão defasadas de 120° entre si bom nós teremos esse fator de raiz de três então entre Fases em Minas nós vamos ter 220 volts mas por exemplo do Rio Grande do Sul a gente vai ter 380 Ceará Piauí Vem provar que você vai ter que alguém não tenho certeza mas o Ceará seria 380 volts é bem OK agora existe um outro tipo de sistema que dá atenção de fase para a tensão de linha a gente tem um fator de duas vezes e Ah tá esse é um tipo de sistema tá que ele é bastante utilizado e eletrificação Rural tá então ele é um sistema bifásico né ele basicamente tem duas fases que eu tô dando o nome diferente para que nós não passamos de uma confusão então entre fase e neutro qualquer uma das duas nós vamos ser por exemplo 110 né Mas entre fase faz nós vamos ter o dobro 220 por quê que acontece nesse tipo de sistema a gente tem as tensões é da fase A e da fase ver ou da fase x da fase Y e defasadas de 180° e quando o homem está no pico A outra está no Vale e consequentemente nós teremos essa se passa como que ser obtido na prática no caso dos níveis trifásico a gente utiliza um transformador trifásico né então ele geralmente a ligado em Estrela né E daqui a gente tira a fase R daqui tirar essa aqui em tiroteio esse neutro aqui esse Ponto Central ele é até errado e daqui a gente ir o meu ele é conectado por meio de uma arte o solo né ela ter esse potencial bem definidos é e a gente chegou neutra nesse. eu já nesse cara aqui é um transformador né que gera esse sistema 180 graus ele é carinhosamente conhecido como monobucha porque ele tem apenas essa essa única bucha aqui superior né nesse caso né a saída do nosso transformador né como se ele tivesse e dessa forma esse ponto aqui ele é conectado Terra daqueles teriam neutro bom então essa seria mais ou menos a ideia então a gente consegue tirar atenção ou o dobro da tensão um ok aqui a gente tem um exemplo de um ramal de entrada tá do que com o ramal de entrada hall de entrada é como que nossa instalação coisa para nossa residência ela se conecta com a concessionária né então a gente nota aqui claramente né que nós temos né os nossos a nossa rede de baixa tensão da nossa concessionária né e isso vai ser conectado por meio aqui de um ramal de ligação pode ter um pequeno poste aqui da residência nós vamos ter um medidor e desse medidor para frente né Essa instalação ela já é por conta no caso do cliente né que é feito E aí vai a gente vai ter instalação elétrica da residência e é por exemplo pressa concessionária aqui na Elektro que atua Se não me engano Mato Grosso do Sul e em São Paulo dependendo da potência da sua casa né da instalação a gente vai usar um tipo de fornecimento diferente por exemplo sua casa tiver uma carga instalada até 12 pilotos alimentação vai ser uma fase e um neutro então sua casa vai ser monofásico e por outro lado nesse a sua carga instalada a instalação foi de 12 mil até 25000 você 12kg rota até 25 lotes tem mais carga aqui nesse caso aí nós vamos ter tensão de fornecimento vai ser duas fases e um neutro Então você consegue ter 127 e 220 na sua casa e às vezes as pessoas perguntam tem 220 na casa ou não Então vai depender da demanda né quando foi feita a instalação da sua residência e isso também é possível atualizar lá que tem um preço mas isso poderia ser atualizado né caso você precisa eu aumente muita carga da sua instalação eu preciso ter uma segunda fase ok e por fim se estiver de 25 até 75kg Whats aí a gente faz alimentação trifásica Então vão ser três fases e um neutro Então essa casa vai ser uma casa que vai ter acesso aos três fadas acima de 75 kg lote é uma potência muito grande para você ligar diretamente na rede de baixa tensão E aí nesse caso se for por exemplo um condomínio tem que ter uma subestação lá dentro e aí seu condomínio ele é ligado na rede de 13.