(1,0 ponto) Questão 1: Explique com suas palavras como a energia gerada de grandes usinas hidrelétricas é transmitida até as unidades consumidores residenciais no Sistema Interligado Nacional (SIN) brasileiro. Cite com detalhes quais são as partes do sistema elétrico brasileiro, e quais os equipamentos e estruturas utilizadas da geração ao consumo.
Passo 1
O enunciado pede para descrever todo o caminho que a energia elétrica gerada em grandes usinas hidrelétricas percorre até chegar à tomada de uma casa no Brasil. O conteúdo envolve as quatro grandes partes do Sistema Interligado Nacional (SIN): geração, transmissão, subtransmissão/distribuição e consumidor, além dos principais equipamentos usados em cada etapa.
Passo 2
Na usina hidrelétrica ocorre a geração da energia. A água represada ganha velocidade ao passar pelas turbinas, fazendo-as girar e acionar o rotor do gerador síncrono. O gerador produz tensão em níveis que geralmente variam de 13 kV a 23 kV. Em seguida, essa tensão é elevada por transformadores elevadores (também chamados de UAT – Unidade de Alta Tensão) até valores típicos de 230 kV, 345 kV ou 500 kV, adequados para o transporte em longas distâncias.
Passo 3
A partir da usina, a energia entra no sistema de transmissão de alta tensão do SIN. Aqui usamos:
– Linhas aéreas suportadas por torres metálicas, com múltiplos circuitos, normalmente operando em 500 kV ou 345 kV.
– Condutores de alumínio com alma de aço (AAC/ACSR) ou cabos OPGW para comunicação.
– Subestações de transmissão, que funcionam como nós de interligação, onde se pode direcionar o fluxo de potência entre usinas e diferentes regiões.
– Linhas aéreas suportadas por torres metálicas, com múltiplos circuitos, normalmente operando em 500 kV ou 345 kV.
– Condutores de alumínio com alma de aço (AAC/ACSR) ou cabos OPGW para comunicação.
– Subestações de transmissão, que funcionam como nós de interligação, onde se pode direcionar o fluxo de potência entre usinas e diferentes regiões.
Passo 4
Em subestações regionais ou “EPAR” (Estação de Passagem e Repartição), a tensão de transmissão é reduzida para níveis de subtransmissão ou distribuição em média tensão (por exemplo, 138 kV ou 69 kV). Os transformadores de potência dessas subestações fazem a mudança de nível para alimentar linhas que atendem cidades, indústrias e grandes consumidores.
Passo 5
Na etapa de distribuição propriamente dita, outra redução de tensão leva a níveis de 13,8 kV ou 34,5 kV em alimentadores primários. Esses alimentadores chegam às subestações de distribuição local (posto de transformação urbano) onde transformadores padronizados (por exemplo, do tipo trifásico 13,8 kV/0,22 kV) abaixam a tensão para 380/220 V. A partir daí:
– As linhas secundárias de baixa tensão percorrem ruas e quarteirões.
– Cada ramal predial ou poste de distribuição entrega a energia ao quadro de medição e proteção do consumidor.
– As linhas secundárias de baixa tensão percorrem ruas e quarteirões.
– Cada ramal predial ou poste de distribuição entrega a energia ao quadro de medição e proteção do consumidor.
Passo 6
No consumidor residencial, temos os seguintes equipamentos:
– Medidor de energia instalado pela concessionária, que registra o consumo.
– Disjuntor geral de entrada, que protege contra curto-circuitos e sobrecargas.
– Quadro de distribuição interno, de onde saem os circuitos de iluminação, tomadas e chuveiro.
– Medidor de energia instalado pela concessionária, que registra o consumo.
– Disjuntor geral de entrada, que protege contra curto-circuitos e sobrecargas.
– Quadro de distribuição interno, de onde saem os circuitos de iluminação, tomadas e chuveiro.
Resposta
A energia gerada em turbinas hidrelétricas é elevada de cerca de 13 kV para 230/345/500 kV pelos transformadores de usina, trafega em longas linhas de transmissão até subestações regionais, onde é reduzida para 69/138 kV. Em seguida, vai aos alimentadores de distribuição (13,8/34,5 kV), passa por postos de transformação que abaixam para 380/220 V e finalmente chega ao medidor e ao quadro de luz do consumidor residencial.