Distribuição de energia elétrica: saiba como ela acontece

O que é a distribuição de energia elétrica?

A distribuição de energia elétrica é a etapa do sistema elétrico que envolve o transporte da energia elétrica das subestações de transmissão até os consumidores finais, como residências, empresas, indústrias e serviços públicos. Esse processo ocorre através de uma rede de distribuição composta por postes, cabos, transformadores e medidores.

O sistema elétrico é composto da seguinte maneira:

• Geração: a energia elétrica é gerada em usinas (hidrelétricas, termoelétricas, eólicas, solares, etc.).
• Transmissão: após a geração, a energia é transportada em alta tensão por longas distâncias através de linhas de transmissão até as subestações.
• Distribuição: nas subestações, a energia é convertida para tensões mais baixas, adequadas para o uso final, e distribuída através da rede de distribuição até os consumidores.
• Consumo: finalmente, a energia elétrica chega aos consumidores finais, onde é utilizada para iluminação, aquecimento, operação de equipamentos eletrônicos, entre outras necessidades.

No Brasil, o serviço de distribuição é prestado por concessionárias, empresas públicas ou privadas autorizadas pelo governo para atuar em uma determinada área geográfica. Elas são responsáveis por transportar a energia das subestações de transmissão até os consumidores finais, como residências, comércios, indústrias e serviços públicos.

As concessionárias operam sob regulamentação da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel). Elas devem seguir normas específicas de qualidade, segurança e tarifas, além de garantir a universalização do serviço, ou seja, fornecer energia para todas as áreas dentro de sua concessão.

Exemplos de concessionárias de distribuição de energia elétrica:

• Enel Distribuição: atua em estados como São Paulo, Rio de Janeiro, Goiás e Ceará.
• Light: opera na região metropolitana do Rio de Janeiro.
• Cemig: concessionária de energia elétrica de Minas Gerais.  

Como ocorre a transmissão e a distribuição de energia elétrica

A energia elétrica é gerada em usinas (hidrelétricas, termoelétricas, nucleares, eólicas, solares, etc.), onde é produzida em tensões relativamente baixas, entre 11 kV e 33 kV. Antes de ser transmitida, a tensão da energia elétrica é elevada por transformadores em subestações.

Essa elevação é necessária para reduzir as perdas de energia durante o transporte em longas distâncias. As tensões na transmissão podem variar entre 69 kV e 765 kV, dependendo da distância e da capacidade da linha de transmissão.

A energia elétrica é então transportada por meio de linhas de transmissão, que são redes de cabos suspensos em torres metálicas de grande altura. Essas linhas percorrem grandes distâncias, conectando as usinas de geração às subestações próximas aos centros de consumo.

Ao chegar perto dos centros de consumo, a energia passa por subestações que rebaixam a tensão novamente para níveis mais seguros e adequados à distribuição, como 13,8 kV, 34,5 kV, entre outros. As subestações também desempenham o papel de proteger o sistema elétrico contra sobrecargas e curtos-circuitos.

A partir das subestações, a energia é distribuída através da rede de distribuição primária, que opera em tensões mais baixas, geralmente entre 13,8 kV e 34,5 kV. Essas linhas primárias percorrem bairros e áreas industriais, conectando-se aos transformadores de distribuição.

Esses transformadores rebaixam ainda mais a tensão para níveis de 220 V, 127 V ou 380 V, que são adequados para o consumo em residências, comércios e pequenas indústrias. A energia rebaixada é distribuída pela rede secundária, que leva a energia diretamente às instalações dos consumidores, passando por postes, cabos subterrâneos ou aéreos.

Cada consumidor tem um medidor que registra o consumo de energia elétrica. A partir daí, a energia chega aos aparelhos elétricos através do sistema interno da instalação.

Principais diferenças entre a distribuição e transmissão de energia elétrica

Como mostramos, a transmissão e a distribuição de energia elétrica são fases distintas do sistema elétrico, e cada uma desempenha um papel específico no transporte da energia desde a geração até o consumo final. As principais diferenças entre elas são

Função

• Transmissão: a transmissão é responsável por transportar a energia elétrica em alta tensão por longas distâncias, desde as usinas geradoras até as subestações próximas aos centros de consumo.
• Distribuição: a distribuição envolve a entrega da energia elétrica desde as subestações de transmissão até os consumidores finais (residências, comércios, indústrias).

Níveis de Tensão

• Transmissão: opera com tensões muito altas, geralmente entre 69 kV e 765 kV, para minimizar as perdas de energia ao longo de grandes distâncias.
• Distribuição: funciona com tensões mais baixas, tipicamente entre 13,8 kV e 34,5 kV na rede primária, e ainda mais baixas, como 220 V, 127 V ou 380 V, na rede secundária.

Distância

• Transmissão: as linhas de transmissão cobrem longas distâncias, muitas vezes entre centenas a milhares de quilômetros, conectando usinas a grandes centros urbanos ou a subestações regionais.
• Distribuição: as redes de distribuição abrangem distâncias menores, como dentro de cidades, bairros ou zonas industriais, levando energia diretamente aos consumidores.

Infraestrutura

• Transmissão: utiliza linhas aéreas de alta tensão montadas em torres metálicas grandes e robustas, capazes de suportar cabos pesados. A infraestrutura é mais resistente e projetada para suportar condições adversas.
• Distribuição: usa postes de menor porte, redes subterrâneas ou aéreas em áreas urbanas, e os cabos são menos robustos que os da transmissão. A infraestrutura é mais adaptada ao ambiente urbano ou rural.

Transformação de Tensão

• Transmissão: envolve a elevação e a redução de tensões em subestações principais para permitir a transmissão eficiente de energia a grandes distâncias.
• Distribuição: a tensão é novamente rebaixada para níveis seguros e utilizáveis pelos consumidores finais em subestações menores e em transformadores de distribuição localizados próximos aos consumidores.

Capacidade de Carga

• Transmissão: projetada para transportar grandes quantidades de energia elétrica, atendendo a várias subestações e, por consequência, grandes regiões ou cidades.
• Distribuição: transporta quantidades menores de energia, atendendo diretamente as necessidades de energia de consumidores individuais ou de áreas mais localizadas.    

Manutenção e Operação

• Transmissão: geralmente exige manutenção mais especializada, devido à alta tensão e complexidade das linhas de transmissão.
• Distribuição: envolve manutenção frequente, especialmente em áreas urbanas onde os riscos de interrupções por árvores, acidentes ou outras interferências são maiores.  

Equipamentos para a distribuição de energia elétrica

A distribuição de energia elétrica envolve diversos equipamentos essenciais para garantir que a energia seja entregue de forma segura, eficiente e confiável aos consumidores finais.

Transformadores de Distribuição

Reduzem a tensão da energia elétrica da rede de distribuição primária (geralmente entre 13,8 kV e 34,5 kV) para níveis mais baixos (como 220 V, 127 V ou 380 V) adequados para o uso residencial, comercial e industrial. Podem ser instalados em postes, em caixas subterrâneas ou em subestações locais.

Redes de Distribuição Primária

Transportam a energia elétrica em tensão média desde as subestações de transmissão até os transformadores de distribuição. Incluem cabos aéreos ou subterrâneos, isoladores, chaves de manobra e para-raios.

Redes de Distribuição Secundária

Distribuem a energia elétrica em baixa tensão a partir dos transformadores de distribuição diretamente para as instalações dos consumidores. Incluem cabos aéreos ou subterrâneos de baixa tensão, postes de distribuição, conectores e outros acessórios.

Postes de Distribuição

Suportam cabos e equipamentos de distribuição, como transformadores e chaves seccionadoras. Podem ser de madeira, concreto ou metal. Comumente instalados ao longo das ruas, estradas e propriedades urbanas e rurais.

Chaves Seccionadoras

Permitem isolar partes da rede elétrica para manutenção ou em caso de falhas. Podem ser operadas manualmente ou automaticamente. Incluem chaves fusíveis, chaves a óleo, chaves a vácuo, entre outras.

Para-raios

Protegem a rede elétrica contra surtos de tensão causados por descargas atmosféricas (raios). Desviam a corrente do raio para a terra, evitando danos aos equipamentos. Instalados em postes e subestações.

Isoladores

Sustentam e isolam os condutores de eletricidade dos postes ou torres, evitando fugas de corrente para o solo. Podem ser de vidro, porcelana ou polímero, dependendo da aplicação.

Relés de Proteção

Detectam falhas na rede elétrica (como curto-circuitos, sobrecorrentes ou subcorrentes) e enviam sinais para que os disjuntores desconectem a parte defeituosa da rede. Utilizados para proteger tanto os equipamentos quanto os consumidores contra danos elétricos.

Medidores de Energia

Medem o consumo de energia elétrica pelos consumidores, permitindo que as concessionárias façam a cobrança com base no uso. Incluem medidores analógicos (eletromecânicos) e digitais (eletrônicos), além de medidores inteligentes que permitem a leitura remota.

Cabos de Distribuição

Conduzem a energia elétrica ao longo da rede de distribuição. Existem cabos para alta, média e baixa tensão, adequados às diferentes etapas do processo de distribuição. Cabos aéreos, subterrâneos, e cabos isolados.

Subestações de Distribuição

Rebaixam a tensão da energia elétrica das linhas de transmissão para níveis adequados à distribuição. Também abrigam equipamentos de proteção e controle da rede. Incluem transformadores, disjuntores, relés de proteção, chaves seccionadoras e painéis de controle.

Disjuntores

Protegem os circuitos elétricos interrompendo automaticamente a corrente em caso de sobrecarga ou curto-circuito, evitando danos aos equipamentos e riscos de incêndio. Podem ser instalados em subestações ou em transformadores.

Reguladores de Tensão

Mantêm a tensão dentro de limites aceitáveis, ajustando automaticamente a tensão da rede para compensar variações na carga. Utilizados em áreas onde a demanda por energia é variável e pode causar flutuações de tensão.

Bancos de Capacitores

Melhoram o fator de potência da rede elétrica, reduzindo perdas e aumentando a eficiência da distribuição. Instalados em subestações ou ao longo da rede de distribuição.

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