O desenvolvimento dos sistemas Elétricos de Potência e a sua importância para o desenvolvimento sócio econômico – Parte 1

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Por Jorge Paulino

Engenheiro Eletricista e de Produção

O desenvolvimento dos sistemas Elétricos de Potência começou em 1885, quando George Westinghouse comprou as patentes referentes aos sistemas de transmissão em CA, desenvolvidos por L. Gaulard e J.D. Gibbs, de Paris.

As primeiras linhas de transmissão e motores eram monofásicas e a energia era utilizada basicamente para iluminação. Em 1888, Nicola Tesla apresentou um trabalho, descrevendo motores de indução e motores síncronos bifásicos, as vantagens dos motores polifásicos tornaram-se evidentes imediatamente, após esse evento, a transmissão de energia elétrica por corrente alternada (CA), em especial a trifásica, substituiu os sistemas em corrente contínua (CC).

Segundo Willian Stevenson em seu livro Elementos de Análises de Sistemas de Potência, os sistemas elétricos eram inicialmente, eram operados como unidades individuais porque começaram como sistemas isolados e se expandiram gradualmente de modo a cobrir todas as regiões; a demanda de grandes quantidades de potencia e a necessidade de maior confiabilidade conduziu a interligação de sistemas vizinhos. A interligação tornou-se economicamente vantajosa, menos máquinas como reserva ou para operação em picos de carga, e em vazio para atender demandas repentinas.

A interligação provoca um aumento da corrente que circula, quando ocorre um curto circuito no sistema e requer a instalação de disjuntores de maior capacidade; o distúrbio causado no sistema por um curto circuito pode se estender para sistemas a ele interligados, a menos que os pontos de interconexão estejam equipados com relés e disjuntores apropriados; os sistemas deverão não só estar na mesma freqüência, como também em fase.

Um sistema de Potência consiste em três divisões principais: as centrais geradoras, as linhas de transmissão e os sistemas de distribuição; enfim compõe-se de um emaranhado de usinas, linhas e subestações, visando dar aos consumidores confiabilidade e versatilidade de operação à empresa ou empresas que o operam.

O objetivo maior da proteção de sistemas é minimizar todo e qualquer tipo de falta, isolando o trecho onde esta ocorreu e delimitando-o a uma área tão pequena quanto possível, de modo que o efeito causado por essa falta não se propague pelo restante do sistema, mantendo, com isso, sua continuidade em serviço e mantendo-o estável, isto é, sem grandes perturbações.

Uma proteção bem elaborada pode fazer com que o sistema seja atingido o mínimo possível quando da ocorrência de faltas ou anomalias significativas, desde que estejam previstos fatores de limitação da corrente de falta entre as fases a um valor compatível com a salvaguarda do material utilizado na constituição dos condutores das fases, e evitar que, em caso de acidente, haja transferência de carga sobre as linhas ou instalações que permaneçam em serviço por ocasião da falta.

Desta forma, o estudo de proteção leva em conta os fatores elétricos, econômicos, físicos de infra-estruturas - resumindo, os sistemas de proteção podem ser definidos como sistemas aos quais estão associados todos os dispositivos necessários para detectar, localizar e comandar a eliminação de um curto-circuito ou uma condição anormal de operação de um sistema elétrico, diminuindo os danos aos equipamentos defeituosos, com conseqüente redução do tempo de indisponibilidade e menor custo de reparo.

http://www.redeinteligente.com/2009/08/11/rede-inteligente-por-que-como-quem-quando-onde/

A eficácia de um esquema de proteção é tanto maior quanto melhor forem atendidos os seguintes princípios básicos:

·         Velocidade - capacidade de a proteção atuar no tempo pré-estabelecido, atendendo às características especificas do sistema;

·         Seletividade e coordenação - a proteção deve ter a capacidade de restringir a área de interrupção ao mínimo necessário para isolar completamente o elemento defeituoso, ou seja, um curto-circuito em um ponto do sistema não deve afetar outras partes;

·         Segurança - a pronta atuação dos esquemas de proteção diminui os efeitos destrutivos dos curtos-circuitos, aumentando a segurança pessoal.

·         Sensibilidade - capacidade de a proteção atuar em condições anormais do sistema para o qual foi projetada;

·         Confiabilidade - o esquema de proteção deve ter operação correia e precisa somente nas condições para as quais foi projetado, não devendo atuar para quaisquer outras condições.

Uma das principais funções dos sistemas de proteção de geradores distribuídos e conectados em redes de subtransmissão ou de distribuição de energia elétrica são desconectá-los tão logo uma situação de falta seja detectada, avaliar as respostas dos sistemas de proteção aos estados anormais do sistema, relatar em esquemas especiais da proteção e esquemas corretivos das ações, sistemas de monitoração e de controle, além de seu desempenho durante condições de sistema nos estados anormais de fornecimento de energia elétrica. A alocação de dispositivos de proteção em pontos estratégicos dos circuitos de distribuição melhoram a qualidade de fornecimento de energia elétrica e os índices de confiabilidade do sistema, aumentando o faturamento das concessionárias e cumprindo as exigências estabelecidas pela ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica). 

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