GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
ATIVIDADES COMPLEMENTARES
GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ATIVIDADES COMPLEMENTARES
Módulo | 3 Capítulo | Geração, transmissão e distribuição de energia elétrica Autor | Antonio Roberto Grazzia MiniCV |
GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ATIVIDADES COMPLEMENTARES
SUMÁRIO 1 ATIVIDADES COMPLEMENTARES ....................................................... 1 1.1 ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 01 ................................... 1 1.2 ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 02 ................................... 3 1.3 ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 03 ................................... 4 1.4 ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 04 ................................... 6 1.5 ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 05 ................................... 8 2 APÊNDICE ....................................................................................... 9 2.1 GABARITO DAS ATIVIDADES COMPLEMENTARES|AULA 01 ............. 9 2.2 GABARITO DAS ATIVIDADES COMPLEMENTARES|AULA 02 ............ 12 2.3 GABARITO DAS ATIVIDADES COMPLEMENTARES|AULA 03 ............ 15 2.4 GABARITO DAS ATIVIDADES COMPLEMENTARES|AULA 04 ............ 18 2.5 GABARITO DAS ATIVIDADES COMPLEMENTARES|AULA 05 ............ 20
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1.1 ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 1 Realize estas atividades complementares e teste seu conhecimento: 01) Relacione os tipos de fontes de energia elétrica usada no Brasil. Em que percentual médio? 02) Quais são os serviços que a Agência Nacional De Energia Elétrica – ANEEL fiscaliza? 03) Qual é a missão da ABCE – Associação Brasileira de Companhias de Energia Elétricas? 04) Pesquise na internet as principais concessionárias de distribuição de energia elétrica do Brasil. Em quais regiões elas atuam. 05) Explique o Sistema Interligado Nacional (SIN). 06) A coordenação e controle da operação do SIN são realizados pelo ONS. Quais são os principais estudos e ações empreendidos mais operacionais na ONS? 07) Porque o petróleo não é uma fonte adequada para a geração de energia? 08) Cite alguns impactos negativos na utilização de petróleo como fonte de energia. 09) Cite algumas vantagens do uso do gás natural em relação ao petróleo como fonte de energia.
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10) Que país é o maior produtor de petróleo no mundo. E de gás natural? E de carvão? Relacione uma posição de agressividade para o meio ambiente no uso destas fontes de energia.
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1.2 ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 2 Realize estas atividades complementares e teste seu conhecimento: 01) Quais são os 5 maiores países consumidores de energia nuclear do mundo? Em que proporção? Que posição está o Brasil? 02) Pesquise na internet quais são algumas das matérias primas para a produção de biomassa. 03) O que é biogás. Qual sua composição? 04) Quais são os 3 processos de produção do biogás? 05) As células fotovoltaicas é a tecnologia com maior crescimento no mundo para geração de energia. Alguns países desenvolvidos têm investido nessa forma de produção de energia. Quais são as vantagens
da
utilização
da
energia
solar
em
relação
aos
combustíveis fósseis? 06) O que é energia eólica? 07) O que é energia geotérmica? 08) Como o potencial energético do mar pode ser aproveitado? 09) Quais são as 5 maiores hidrelétricas do Brasil em geração de energia? 10) Quais são algumas hidrelétricas?
das vantagens da produção elétrica por
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1.3 ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 3 Realize estas atividades complementares e teste seu conhecimento: 01) Qual é a maior desvantagem da produção elétrica por hidrelétricas? 02) Quais são os componentes que constituem uma usina hidrelétrica? 03) Quais são as etapas do processo de geração de energia nas usinas termelétricas convencionais? 04) O que ocasionou uma maior demanda das usinas termoelétricas atualmente no Brasil? 05) Cite uma vantagem e uma desvantagem da produção de energia pelas usinas termoelétricas. 06) Um GTD possui os seguintes dados sobre falhas: MTBF = 180 dias e MTTTR = 0,5 dias. Qual a disponibilidade deste GTD nestas condições? 07) Quais são os tipos de torres de transmissão de energia de alta tensão? 08) Nas linhas de transmissão os cabos de condução utilizados não possuem isolamento, sãos cabos nus e podem ser basicamente de quais tipos? 09) Espaçadores têm a finalidade de manter o espaçamento, oscilações e atenuar as vibrações dos condutores das linhas de transmissão. Quais são os tipos de espaçadores?
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10) O isolamento de uma linha de transmissão está diretamente relacionado com a qualidade de isolamento. Para garantia de qualidade um bom isolador deve ter as seguintes características:
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1.4 ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 4 Realize estas atividades complementares e teste seu conhecimento: 01) Quais
são
os
fatores
que
influenciam
na
contaminação
dos
isoladores? 02) As distribuidoras operam, além de redes de sub transmissão, as linhas de média e baixa tensão, também chamadas de redes primárias
e
secundárias.
Existem
quatro
tipos
de
redes
de
distribuição de energia elétrica. Quais são elas? 03) O que são transformadores eletromagnéticos? 04) Sendo uma tensão suportável nominal sob impulso atmosférico de 150, qual a distancia mínima em mm de fase/fase e de fase/neutro dos fios? 05) Pesquise na internet a montagem transformadora - Estrutura M1 1° Nível da NBR 5434.
06) O que significa o símbolo
como representação gráfica
dos circuitos elétricos de uma subestação?
07) O que significa o símbolo
como representação gráfica dos
circuitos elétricos de uma subestação? 08) O que é um transformador de tensão?
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09) Como podem ser classificados de acordo com o material de isolamento que é utilizado? 10)
Para
que
serve
o
termômetro
transformador a óleo mineral?
do
líquido
isolante
em
um
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1.5 ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 5 Realize estas atividades complementares e teste seu conhecimento: 01) Para que ser uma vĂĄlvula de segurança em um transformador a Ăłleo mineral? 02) Como ĂŠ o principio de funcionamento de um gerador elĂŠtrico? 03) Quais sĂŁo os tipos de bobinas de gerador auto excitados? 04) Quais sĂŁo os tipos de rotores dos geradores sĂncronos? 05) Seja um circuito com resistĂŞncias em sĂŠrie de 10â„Ś, 23â„Ś, 5â„Ś, 44â„Ś com um fem (U) de 110V. Qual a resistĂŞncia total e a corrente resultante? 06) O que ĂŠ o sistema de smart grids? 07) Defina potencia ativa, potencia aparente e potencia reativa. 08) Seja đ?‘ƒđ?‘Žđ?‘Ž = 3200đ?‘Š đ?‘’ đ?‘ƒđ?‘Žđ?‘Ž = 3500đ?‘‰đ?‘‰ , qual o fator de potencia deste circuito? Qual a potencia reativa?
09) O Brasil passou por grandes mudanças no setor energÊtico a partir da dÊcada de 90. Quais foram elas? 10) Em 2004 foi criado um novo modelo para definir a celebração de contratos de compra e venda de energia. Quais são eles?
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2.1
GABARITO DAS ATIVIDADES COMPLEMENTARES|AULA 1
Respostas das atividades complementares: 01) Matriz Energética Brasileira Tipos de fontes de energia elétrica
Percentual
Hidroelétrica
79,09%
Termoelétrica (carvão, biomassa, etc)
18,51%
Termonuclear
2,37%
Outras (sistemas isolados localizados principalmente na
0,03%
região amazônica) 02) São eles: •
A qualidade do fornecimento de energia elétrica;
•
Os aspectos econômicos e financeiros;
•
O monitoramento das obras de transmissão e geração.
03) A missão da ABCE é defender as concessionárias que atuam na área da geração, transmissão e distribuição de energia elétrica. Promover relações bidirecionais entre as concessionárias para estudos sobre as problemáticas do setor elétrico. 04) http://www.aneel.gov.br/ 05) O SIN integra o sistema de produção e transmissão de energia elétrica do Brasil, formado por subsistemas, compostos por empresas produtoras e transmissoras de energia elétrica das regiões Sul, Sudeste, CentroOeste, Nordeste e parte da região Norte do país. Com tamanho e características que permitem considerá-lo único em âmbito mundial, o sistema de produção e transmissão de energia elétrica do Brasil é um sistema hidrotérmico de grande porte, com forte predominância de
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usinas hidrelĂŠtricas e com mĂşltiplos proprietĂĄrios. O Sistema Interligado Nacional ĂŠ formado pelas empresas das regiĂľes Sul, Sudeste, CentroOeste, Nordeste e parte da regiĂŁo Norte. Apenas 1,7% da energia requerida pelo paĂs encontram-se fora do SIN, em pequenos sistemas isolados localizados principalmente na regiĂŁo amazĂ´nica. 06) SĂŁo eles: •
AnĂĄlise da Carga de Energia e Demanda;
•
Indicadores de Desempenho do SIN;
•
Integração de Novas Instalaçþes ao SIN;
•
Administração dos Serviços de Transmissão.
07) O petróleo e seus derivados são responsåveis por cerca de 30% da energia gerada no Brasil, contudo, se trata de uma fonte não renovåvel, pois Ê finita (irå acabar um dia). Por conta da necessidade muito esforço de extração, refino e transporte, seu uso traz custos mais elevados como opção de geração de energia. 08) No processo de extração: •
Alteração e degradação do solo;
•
Possibilidade de vazamento.
No processo de refino: •
Poluição do ar;
•
Risco de explosĂŁo.
Na utilização: •
EmissĂŁo de đ??śđ??ś2 ;
•
Efeito estufa;
•
Redução da camada de ozônio.
09) São elas: •
Baixa presença de contaminantes;
•
CombustĂŁo mais limpa;
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•
Contribuição para a diminuição da poluição urbana.
10) Combustível
Maior Produtor
Mais Agressivo (*)
Petróleo
Arábia Saudita
2º
Gás Natural
Rússia
3º
Carvão
China
1º
(*) Agressivo ao meio ambiente
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2.2
GABARITO DAS ATIVIDADES COMPLEMENTARES|AULA 2
01) #
PaĂs
% de Utilização da Matriz EnergÊtica Mundial
1Âş
China
30,9%
2Âş
Estados Unidos
16,0%
3Âş
Ă?ndia
10,1%
4Âş
JapĂŁo
5,8%
5Âş
Ă frica do Sul
5,2%
Brasil
0,4%
02) https://apenergiasrenovaveis.wordpress.com •
Madeira (64%);
•
ResĂduos Municipais SĂłlidos (24%);
•
ResĂduos AgrĂcolas (5%);
•
Gases (5%);
•
ResĂduos de produção alimentar, plantas, algas e outros (2%).
O bagaço e a palha da cana-de-açúcar sĂŁo recursos com grande potencial de uso no Brasil. 03) BiogĂĄs ĂŠ o conjunto de gases formado na degradação da matĂŠria orgânica em meio anaerĂłbio. O biogĂĄs ĂŠ composto basicamente de metano (đ??śđ??ś4) e diĂłxido de carbono (đ??śđ??ś2 ). 04) SĂŁo eles: •
CombustĂŁo direta dos resĂduos sĂłlidos;
•
Gaseificação por meio da termoquĂmica;
•
Reprodução artificial do processo natural.
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05) São elas: •
Não consome combustível;
•
Não produz poluição nem contaminação ambiental;
•
É silencioso;
•
Tem uma vida útil superior a 20 anos;
•
É resistente às condições climáticas;
•
Baixa manutenção;
•
Facilmente escalável.
06) Energia eólica é gerada pela energia cinética do vento, que sopra em uma grande hélice que move um gerador. É energia limpa, renovável, perene, de grande disponibilidade, independente de importações e com custo zero para obtenção de suprimento – o ar ainda é de graça! 07) É energia obtida pelo calor existente no interior da Terra, a partir de fontes naturais ou artificiais. Através da captação de água aquecida geologicamente sob pressão, uma turbina aciona um gerador de energia. Ela é considerada uma fonte limpa, por gerar baixos índices de poluição. 08) Através da captação de energia das: •
Ondas;
•
Marés;
•
Correntes marinhas;
•
Gradientes térmicos;
•
Gradientes de salinidade.
Todas elas podem ser fontes de movimentos e estes podem acionar um gerador elétrico. 09)
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1º
Tucuruí I e II
2º
Itaipu Brasileira
3º
Ilha Solteira
4º
Xingu
5º
Paulo Afonso IV
10) São elas: •
Transformação limpa do recurso energético natural, a água, em eletricidade;
•
Não ocorre a emissão de gases poluentes;
•
De baixo custo;
•
A água é um recurso renovável, não se esgota.
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2.3
GABARITO DAS ATIVIDADES COMPLEMENTARES|AULA 3
01) Geralmente o lago formado pela barragem ocupa grandes extensões de florestas e campos cultiváveis, além de submergir cidades inteiras. Pode haver um grande impacto ambiental e social, prejudicando a fauna e flora locais e impactando na vida das pessoas destas cidades. 02) São eles: •
Reservatório ou Lago;
•
Barragem;
•
Vertedouro;
•
Tomada de água;
•
Condutor Forçado;
•
Casa de Força;
•
Canal de Fuga;
•
Subestação;
•
Turbina;
•
Gerador.
03) São eles: •
Queima de um combustível fóssil, transformando a água em vapor com o calor gerado na caldeira;
•
Utilização desse vapor, em alta pressão, a fim de girar a turbina e acionar o gerador elétrico;
•
O vapor é condensado, transferindo o resíduo de sua energia térmica
para
um
circuito
independente
de
refrigeração,
retornando a água à caldeira, completando o ciclo. 04) A maior demanda de eletricidade das termelétricas deveu-se a inesperada estiagem em algumas regiões do Brasil neste verão, que fez
com
que
os
níveis
dos
reservatórios
baixassem
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significativamente. Contudo, hå uma tendência de aumento na produção das termelÊtricas, que não se deve apenas hå fatores climåticos, mas ao aumento da demanda de energia elÊtrica sem a contrapartida de outras formas de geração de energia. 05) •
Vantagem: Podem ser construĂdas exatamente em locais que mais precisam de energia;
•
Desvantagem: Causam grande impacto ambiental.
06) Sabe-se
que
đ??´=
���� , ����+����
entĂŁo
disponibilidade – muito bom.
đ??´=
180 180+0,5
= 99,72%
de
07) São elas: •
Autoportante, circuito simples;
•
Estaiada em V;
•
Autoportante, circuito duplo;
•
Autoportante, concreto;
•
Autoportante, madeira;
•
Autoportante, tubular.
As torres estaiadas são as mais econômicas e de montagem mais fåcil que as autoportantes, porÊm ocupam uma årea dez vezes maior que as torres autoportantes. 08) •
De alumĂnio;
•
De liga alumĂnio-aço;
•
De alumĂnio com nĂşcleo de fios de aço.
09) São eles: •
Duplo;
•
Varetas performadas;
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•
Triplo;
•
Quadruplo;
•
Hexagonal.
10) •
Tensão de descarga estável sobre diversas variáveis climáticas;
•
Baixo Nível de radio interferência;
•
Imune a choque térmico;
•
Alta resistência eletromecânica de ruptura.
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2.4
GABARITO DAS ATIVIDADES COMPLEMENTARES|AULA 4
01) São eles: •
Posição das cadeias dos isoladores;
•
Substâncias depositadas nos isoladores;
•
Torre (tipo, distância da cadeia á torre);
•
Natureza geológica do solo;
•
Localização que emitem muito poluentes.
02) Elas são: •
Rede de distribuição aérea convencional;
•
Rede de distribuição aérea compacta;
•
Rede de distribuição aérea isolada;
•
Rede de distribuição subterrânea.
03) Os transformadores eletromagnéticos localizam-se nos postes de luz. Eles alimentam as redes de baixa tensão, que efetivamente entregam a energia para residências e comércio. 04) Nesta condição seria fase/fase de 230 mm e fase/neutro de 200 mm. 05) http://www.redenergia.com/media/224999/esp300cruzeta%20concreto.pdf 06) Representa um Transformador de Tensão. 07) Representa um Gerador Solidamente Aterrado. 08) O transformador é um equipamento de operação estática, composto por enrolamentos, chamados de circuitos, que por meio de indução magnética, a tensão do primeiro circuito induz os demais circuitos
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criando eletricidade com mesma frequência de oscilação, porém com tensões e correntes elétricas distintas. 09) Podem ser: •
Seco: são também denominados de epóxi, são aplicados para tensões até 69 kV. Não requer manutenção e são destinados para áreas protegidas;
•
Hexafluoreto de Enxofre (SF6): é pouco utilizada no Brasil, é aplicada na subestação de Itaipu. Uma das partes é isolada com papel Kraft (ativa), enquanto a outra parte (tanque principal) é isolada com gás pressurizado de hexafluoreto de enxofre. Esse gás (SF6) é mais isolante que o ar, por isso é utilizado para altas tensões cerca de 500 kV.
•
Óleo isolante mineral mais papel Kraft: são as que normalmente são utilizadas pelas empresas de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica. O isolamento consiste em enrolar a espiral do transformador para isolá-las com papel Kraft e depois ser embebido com óleo mineral para melhor isolamento.
10)
Serve para marcar a temperatura no topo do óleo. Podem estar
equipado com sensores extra, ventiladores e dispositivos de segurança, como alarme em caso de excesso de temperatura.
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2.5
GABARITO DAS ATIVIDADES COMPLEMENTARES|AULA 5
01) Serve para alívio de pressão, que tem a função de proteger o tanque do transformador contra pressão excessiva causada geralmente pelo aumento da temperatura interna (maior demanda) ou externa (climática). 02) A energia elétrica é formada através do movimento de um imã dentro de uma espiral de fio condutor, ou o inverso, o movimento de uma espiral de material condutor próximo de um imã. A variação do campo magnético
induz o
direcionamento
dos
elétrons
no
fio
condutor
produzindo corrente elétrica. 03) São elas: •
Série: é feita com poucas espirais de fio grosso, apresentando baixa resistência ôhmica, e corrente de excitação alta. É ligado em série com o induzido;
•
Shunt: é composta de muitas espirais de fio fino, com alta resistência;
•
Ôhmica e corrente de excitação baixa. É conectado em paralelo com o induzido;
•
Misto: há bobinas excitadoras estão ligadas em série e em paralelo com o induzido. Esse tipo de bobina é utilizado em dínamos.
04) São eles: •
Polos Lisos: são rotores que tem o entreferro constante em toda a periferia do núcleo de ferro;
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•
Polos Salientes: o entreferro nĂŁo estĂĄ distribuĂdo de forma contĂnua na periferia do nĂşcleo de ferro. HĂĄ regiĂľes onde o entreferro ĂŠ muito grande, que torna visĂvel a saliĂŞncia dos polos, esta regiĂŁo ĂŠ chamada de regiĂľes interpolares.
05) Seja đ?‘… = 10 + 23 + 5 + 44 = 82â„Ś, e sabe-se que đ?‘ˆ = đ?‘&#x; Ă— đ?‘–, đ?‘’đ?‘’đ?‘’ĂŁđ?‘œ đ?‘– =
đ?‘ˆ đ?‘&#x;
=
110 82
= 1,34đ??´
06) Smart grids (Redes Inteligentes) trabalha sobre os horĂĄrios de consumo (maior ou menor por regiĂŁo), atravĂŠs de um sistema de TI (tecnologia da informação). Esta tecnologia controla o manejo dos fluxos da eletricidade no sistema nacional, atendendo a demanda com o menor desperdĂcio energĂŠtico possĂvel. 07) •
Potência Ativa: Ê a potência utilizada para a realização efetiva de trabalho em determinado intervalo de tempo. Sua unidade Ê
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watts (W) e a potência ativa tambÊm pode ser chamada de potência real; •
Potência Reativa: Ê parte da potência que Ê utilizada para a produção de campos elÊtricos e magnÊticos e outros processos necessårios para que os equipamentos possam funcionar, como motores e transformadores. E a unidade utilizada Ê Var;
•
PotĂŞncia Aparente: ĂŠ a potĂŞncia total fornecida pelo sistema elĂŠtrico ĂŠ a soma vetorial das potĂŞncias reativa e ativa. A unidade para representar a potĂŞncia aparente ĂŠ VA. đ?‘ƒ
08) đ??šđ??š = đ?‘ƒđ?‘Žđ?‘Ž = đ?‘Žđ?‘Ž
3200 3500
= 0,91
đ?‘ƒđ?‘&#x;đ?‘&#x;đ?‘&#x;đ?‘&#x; = đ?‘ƒđ?‘Žđ?‘Ž − đ?‘ƒđ?‘Žđ?‘Ž = 300đ?‘‰đ?‘‰đ?‘‰
09) Elas foram: •
Privatização das companhias operadoras;
•
Aplicação da Lei nº 9.427 / 96 que instituiu a Agencia Nacional de Energia ElÊtrica (Aneel);
•
Exploração dos potenciais hidråulicos atravÊs da livre concorrência ou leilão, onde o maior valor oferecido pela outorga definia a empresa vencedora.
10) • Ambiente
de
Contratação
Regulada
(ACR):
exclusiva
para
geradoras e distribuidoras; • Ambiente
de
geradoras,
Contratação distribuidoras,
Livre
(ACL):
a
importadoras,
comercializadoras e consumidores livres.
qual
participam
exportadoras