O documento descreve os principais componentes de um sistema de distribuição de energia elétrica, incluindo subestações, sistemas de subtransmissão e distribuição primária e secundária. É definido o que são subestações, sistemas radiais simples e com recurso, e são descritos arranjos típicos para subestações de distribuição e rede primária aérea e subterrânea.

1. DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
ENGENHARIA ELÉTRICA
SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO DE
ENERGIA ELÉTRICA
Prof. Renata
Goiânia, 2009.

2. Diagrama unifilar do sistema de potência.
Goiânia, 2009.
DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

3. Definições
1) Subestações (SE’s)
Instalações elétricas que compreendem máquinas ou aparelhos,
instalados em ambiente fechado ou ao ar livre, destinadas à
transformação da tensão, distribuição da energia, seccionamento
de linhas de transmissão e, em alguns casos, à conversão de
freqüência, ou conversão de corrente alternada em contínua.
Goiânia, 2009.
SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO

4. Definições
2) Sistema radial simples
Os sistemas radiais simples são, geralmente, utilizados em áreas de
baixa densidade de carga, principalmente rurais, nas quais os
circuitos tomam normalmente direções distintas, face às próprias
características de distribuição da carga, tornando geralmente
antieconômico o estabelecimento de pontos de interligação.
Caracteriza-se basicamente pela existência de uma única fonte para
cada parcela de carga.
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SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO

5. Definições
3) Sistemas radiais com recurso
Os sistemas radiais com recurso são geralmente empregados em
áreas urbanas e caracteriza-se pelos seguintes aspectos:
• Existência de interligação, normalmente aberta, entre
alimentadores adjacentes, da mesma ou de subestações
diferentes;
• Ser projetado de forma que exista uma certa reserva de
capacidade em cada circuito, para a absorção de carga de outro
circuito na eventualidade de defeito;
• É comum a existência de dois ou no máximo quatro interligações,
o que é suficiente para manter condições razoáveis de
fornecimento.
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SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO

6. Definições
4) Arranjos
Configuração dos equipamentos eletromecânicos que constituem um
pátio pertencente a um mesmo nível de tensão de uma
subestação, de tal forma que sua operação permita dar à
subestação diferentes graus de confiabilidade, segurança ou
flexibilidade de manobra, transformação e distribuição de energia.
Alguns aspectos devem ser analisados no processo de definição do
arranjo de uma SE, quais sejam: flexibilidade, confiabilidade,
regulação de tensão, custos operacionais e de manutenção.
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SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO

7. Sistema de Subtransmissão
Este elo tem a função de captar a energia das SE’s de transmissão e
transferí-las às SE’s de distribuição e aos consumidores.
Tensões usuais: 138 kV e 69 kV
Pode operar em configuração radial ou em malha.
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SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO

8. Sistema de Subtransmissão – Operação em malha
♦ Condição normal;
♦ Operação de acordo com
as leis de Ohm e Kirchhoff.
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SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO

9. Sistema de Subtransmissão – Operação em malha
♦ Condição de emergência;
♦ Inversão de fluxo;
♦ Possibilidade de sobrecarga.
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SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO

10. Sistema de Subtransmissão – Arranjos típicos
1)
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SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO
• Menor custo de instalação;
• Baixa confiabilidade.

11. Sistema de Subtransmissão – Arranjos típicos
2)
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SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO
• Defeitos em uma das barras
extremas ou em um dos trechos da
rede de subtransmissão o suprimento
não é interrompido permanentemente.

12. Sistema de Subtransmissão – Arranjos típicos
3)
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SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO
• O barramento de alta da SE passa a
fazer parte da rede de subtransmissão;
• A confiabilidade é comparável à do
circuito anterior, exceto pelo fato que
um defeito no barramento de alta da SE
impõe o seccionamento da rede de
subtransmissão. Para evitar este
problema instala-se uma chave de
seccionamento NA.

13. Sistema de Subtransmissão – Arranjos típicos
4)
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SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO
• Conhecida como “sangria” da linha;
• Confiabilidade e custo inferiores aos
das redes 2 e 3;
• Utilizável em regiões onde há vários
centros de carga, com baixa
densidade de carga.

14. Subestações de Distribuição
São responsáveis pela transformação da tensão de subtransmissão
para a de distribuição primária.
SE’s de distribuição – Arranjos típicos
1) Barra simples
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• Confiabilidade e flexibilidade
bastante limitadas.

15. SE’s de distribuição – Arranjos típicos
2) Barra simples seccionada
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• O número de circuitos perdidos
devido a falhas ou manutenção é
reduzido;
• Maior redução da área interrompida.

16. SE’s de distribuição – Arranjos típicos
3) Barra em anel
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• Cada circuito de saída tem dois
caminhos de alimentação, tornando-o
mais flexível;
• Requer maior área de pátio do que
o arranjo barra simples equivalente.

17. SE’s de distribuição – Arranjos típicos
4) Barra principal e transferência
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SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO
• Aumenta a flexibilidade para
atividades de manutenção do
disjuntores da SE;
• Em condição normal o barramento
principal é mantido energizado e o de
transferência desenergizado.

18. Sistema de distribuição primária
♣ Redes de média tensão;
♣ Atendem aos consumidores primários e aos transformadores de
distribuição que suprem a rede secundária ou baixa tensão;
♣ Podem ser aéreas: primário radial com recurso ou primário seletivo;
♣ ou subterrâneas: primário seletivo, primário operando em malha
aberta e spot network.
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19. Sistema de distribuição primária – Rede Aérea
Características
♦ Zonas urbanas – postes de concreto;
♦ Zonas rurais – postes de madeira tratada;
♦ Condutores de alumínio com alma de aço (CAA) ou sem alma (CA);
♦ Redes com tronco principal do qual se derivam ramais.
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20. Sistema de distribuição primária – Rede Aérea
Primário radial com recurso
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SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO
• A existência de chaves de
“socorro externo” permitem
flexibilidade operativa

21. Sistema de distribuição primária – Rede Aérea
Primário Seletivo
O uso de chaves de transferência permite que na condição em operação normal
se conecte o consumidor a um dos circuitos e, em emergência, transfere-o
para o outro.
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22. Sistema de distribuição primária – Rede Subterrânea
Primário operando em malha aberta
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SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO
• Custo mais elevado que o primário
seletivo;
• Barramentos com dois dispositivos de
comando nas duas extremidades;
• Alimentador seccionado através de
disjuntor que opera NA;
• Em contingência os disjuntores se
abrem isolando o circuito defeituoso e o
restante é alimentado pelo disjuntor
NA.

23. Sistema de distribuição primária – Rede Subterrânea
Spot network – Operação normal
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SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO
• Cada trafo de distribuição é suprido
por dois ou três circuitos;
• Chave especial NP (Network
Protector) que tem por finalidade
impedir o fluxo de potência no sentido
inverso.

24. Sistema de distribuição primária – Rede Subterrânea
Spot network - Contingência
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SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO
• NP’s do circuito onde se estabeleceu
o curto-circuito são percorridos por
corrente em sentido inverso e de
conseqüência irão abrir;
• As cargas estarão energizadas pelo
outro circuito.

25. Sistema de distribuição secundária
Da estação transformadora deriva-se a rede de baixa tensão 220/127 V ou
380/220 V, que pode operar em malha ou radial e que supre os
consumidores de baixa tensão, consumidores residenciais,
pequenos comércios e indústrias.
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26. Sistema de distribuição secundária
Redes aéreas
♦ Podem ser radiais ou em malha;
♦ Inicia-se em malha e quando alcança seu limite de carregamento
evolui para a configuração radial, através da instalação de um novo
transformador e seccionamento da malha.
Redes reticuladas
♦ Constituída por um conjunto de malhas que são supridas por
transformadores trifásicos.
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SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO

27. Goiânia, 2009.
SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO
Referências
• Nelson Kagan; Carlos César B. de Oliveira; Ernesto João Robba.
Introdução aos Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica.
Editora Edgard Blucher. 1ª ed. São Paulo. 2005.