Acionamentos Elétricos
ACIJ6
Prof. Dr. Cesar da Costa
2.a Aula: Transmissão e Distribuição de Energia
1. Transmissão e Distribuição da Energia
Elétrica

Por que transmitir e distribuir a energia elétrica em corrente
alternada é mais eficiente?
a) A transmissão em corrente contínua origina maiores perdas por
cabos.
b) Somente em corrente alternada podemos elevar os níveis da tensão
por meio de transformadores, que não funcionam em corrente
contínua, para então transmitir e distribuir a energia.

Como funciona um sistema de transmissão e distribuição de
energia elétrica?
a) Primeiramente a tensão é gerada e chega até a subestação
elevatória.
b) A energia é transmitida por torres em três fases chamadas R, S e T
em 230 kV.
c) Ao se aproximar do perímetro urbano consumidor, ela é rebaixada
para níveis próximos a 34,5 kV.
d) Segue até a subestação de distribuição em que é novamente
rebaixada para 13,8 kV. É com esse valor que a tensão chega aos
postes dentro das cidades.
e) Até esse ponto a linha se chama primária. No poste um
transformador reduz a tensão para 220V (ou 380V e 440V ) e através
de um tap do transformador ganha o terminal neutro.
Sistema de Geração, Distribuição e Transmissão de Energia

Como são classificados os níveis de tensão elétrica?
Segundo a portaria n.o 505 da agencia Nacional de Energia
Elétrica (ANEEL) temos:
a) Baixa tensão < 1000 V;
b) Média tensão 1000 V até 69 kV;
c) Alta tensão acima de 69 kV.
2. Valor Eficaz da Senóide
 A corrente alternada ou CA (em inglês AC) é uma corrente elétrica
cuja magnitude e direção da corrente varia ciclicamente, ao contrário
da corrente contínua cuja direção permanece constante.
 No Brasil a variação (freqüência) da rede elétrica é de 60 Hz. Na
América do Sul, além do Brasil, também usam 60 Hz o Equador e a
Colômbia.
 A Argentina, Bolívia, Chile, Paraguai e Peru usam a freqüência de 50
Hz.
2. Valores da Tensão Senoidal
Valor eficaz
ou RMS
Quatro são os valores da tensão elétrica de uma
senóide:
1. Valor de pico (Vp): é o valor máximo alcançado pelo semi ciclo
positivo, ou o mínimo pelo semi ciclo negativo.
2. Valor pico a pico (Vpp): geralmente é duas vezes a tensão de pico.
3. Valor médio: corresponde à média aritmética da senóide, ou seja,
Vm=0,637.Vp.
4. Valor eficaz ou RMS: corresponde ao valor de tensão alternada que
dissiparia a mesma potência em uma carga se fosse contínua. O
valor eficaz pode ser calculado como:
Vef ou Vrms= 0,707.Vp.
Exercícios:
Dada uma tensão senoidal de 311 Vac de pico. Calcule:
a) Tensão de pico a pico.
b) Tensão média.
c) Tensão eficaz.
d) Por que a tensão senoidal dada dissiparia uma potência igual a
uma tensão de 220V contínuos na mesma carga?
3. Transformador Trifásico
 Um transformador trifásico consiste essencialmente de 3
transformadores monofásicos, com seus 3 núcleos montados,
conjuntamente, em um só núcleo.
Transformadores de potência são destinados primariamente à
transformação da tensão e das correntes operando com altos valores
de potência, de forma a elevar o valor da tensão e conseqüentemente
reduzir o valor da corrente. Este procedimento é utilizado pois ao se
reduzir os valores das correntes, reduz-se as perdas por efeito Joule
nos condutores.
 Para os circuitos trifásicos, há uma considerável economia tanto de
custo como de espaço, quando um transformador trifásico é
empregado em vez de três transformadores monofásicos.
 As desvantagens dos transformadores trifásicos são que uma
interrupção no enrolamento de uma das fases coloca todo o trafo fora
de serviço, como também o serviço de reparação custa caro.
 O transformador é constituído de um núcleo de material ferromagnético,
como aço, a fim de produzir um caminho de baixa relutância para o fluxo
gerado.
 A criação do fluxo magnético é realizada com uma bobina de fio, através
da qual se faz passar uma corrente elétrica alternada.
 O valor de tensão rebaixado ou elevado, é obtido colocando-se uma
segunda bobina de fio enrolada em torno do mesmo núcleo de ferro,
bobina que vai ser influenciada pelo fluxo magnético criado pela primeira
bobina.
 A primeira bobina, onde se liga a fonte de tensão, é chamada de primário
(ou enrolamento primário) e a segunda bobina, onde se vai obter a tensão
diferente, é chamada de secundário (ou enrolamento secundário).
3.1 Relação de Transformação
 Eletricamente, o transformador é representado simbolicamente como
na figura (a) ou como na figura (b), sendo os enrolamentos primário e
secundário, sujeitos às tensões Vp e Vs, respectivamente.
 Era habitual representar também o núcleo de ferro (que realiza o
acoplamento magnético) com dois traços entre os dois enrolamento,
mas tal tem vindo a ser abandonado.
 O transformador representado na figura, possui NP espiras de fio no
primário e NS espiras de fio no secundário. As seguintes relações entre
tensões, correntes e número de espiras são dadas:
 Em um transformador a relação de transformação pode ser dada por:
(1)
 A potência no primário é igual a potência no secundário:
Potencia  v p  i p  vs  is
(2)
3.1. Ligações de Transformador Trifásico
 Os enrolamentos do transformador podem ser ligados em estrela ou
em triângulo, da mesma forma que os enrolamentos dos motores.
 Visto que os enrolamentos do secundário poderão ser ligados em
estrela ou em triangulo, independente das ligações usadas nos
enrolamentos do primário. Existem quatro modos de ligar os
transformadores trifásicos:
1.
2.
3.
4.
Estrela – Estrela;
Triangulo – Triangulo;
Estrela – Triangulo;
Triangulo – Estrela.
Ligação Estrela - Estrela
VL  3.V f
VL  3.V f
IL  I f
IL  I f
Ligação Estrela - Estrela
 Transformadores nos quais os enrolamentos de alta e de baixa
tensão são ligados em estrela sem neutro central, se prestam para
transferência de grandes potências nas redes de distribuição de
energia.
 A ligação estrela/estrela, sem neutro central, serve para cargas
assimétricas, já que o equilíbrio magnético não é alterado.
A ligação estrela/estrela só é usada em redes de distribuição para
transferência de altas potências.
Ligação Estrela - Estrela
 Transformadores nos quais o enrolamento de alta tensão (primário) é
ligado em estrela e o de baixa tensão (secundário) em estrela, com
neutro central, não se prestam para cargas assimétricas através do
neutro central.
 A tensão de linha, entre fases, é igual a
fase e o condutor.
3
vezes a tensão entre a
Ligação Estrela - Estrela
Ligação Triângulo - Triângulo
VL  V f
VL  V f
I L  3.I f
I L  3.I f
Ligação Triângulo - Triângulo
Ligação Estrela - Triângulo
VL  3.V f
IL  I f
VL  V f
I L  3.I f
Ligação Estrela - Triângulo
Ligação Triângulo - Estrela
VL  V f
I L  3.I f
VL  3.V f
IL  I f
Ligação Triângulo - Estrela
Exercícios:
1. O enrolamento de alta tensão de um transformador de corrente
alternada deve ser construído para 6.000V e 17,3 A. Por razões
econômicas deve-se escolher ligações estrela ou triângulo.
Pede-se:
a) Com ligação estrela qual a tensão e a corrente?
b) Com a ligação em triângulo qual a tensão e a corrente?
2. Três transformadores se acham ligados em estrela no lado de alta
tensão e em triângulo no lado de baixa tensão. Se a potência total
fornecida é 300 KVA, a voltagem no secundário é de 200V. Calcule:
a) As voltagens, as correntes e as potencias de cada transformador.