O documento discute conceitos e equipamentos de subestações elétricas, incluindo disjuntores e chaves seccionadoras. Ele lista os principais tipos de arranjos de subestação, como barra simples, barra em anel e barra dupla, e descreve brevemente suas vantagens e desvantagens. O documento também fornece diretrizes da ONS sobre configurações padrão para novas subestações.
2. Subestação
Conceito:
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.
3. Equipamentos de Manobra em Subestações
Disjuntores
Principais características para especificação de disjuntores:
9 corrente nominal;
9 capacidade nominal de interrupção das correntes de curto-circuito;
9 tempo para interrupção da falta;
9 meio de extinção do arco elétrico;
9 meio isolante;
9 tipo de mecanismo de operação a ser utilizado.
Os disjuntores atualmente contam com as seguintes opções de meios de interrupção do arco
elétrico:
¾ Óleo (pequeno e grande volume);
¾ Ar Comprimido;
¾ Vácuo;
¾SF6 (dupla pressão, única pressão ou puffer type e auto-extinção);
¾ Semicondutores.
4. Chaves Seccionadoras
As chaves seccionadoras devem atender:
9 as características do sistema no qual elas irão operar;
9 a função que deverão desempenhar.
As principais características de natureza térmica, elétrica e mecânica que devem ser atendidas
pelas chaves são:
9 capacidade de condução de corrente nominal e de curto-circuito, suportabilidade às
solicitações dielétricas;
9 esforços devido as correntes de curto-circuito, ventos, etc.;
9 tipo de instalação onde a chave irá operar (para uso interno ou externo).
5. Defeitos Mais Comuns em Disjuntores e Chaves Seccionadoras
9 Falta de adequação do equipamento às condições de operação.
9 Infiltração de umidade no interior de disjuntores.
9 Falha no mecanismo de operação dos disjuntores de alta tensão.
9 Infiltração de umidade em mancais e no mecanismo de acionamento das chaves
seccionadoras.
9 Deterioração do contato móvel devido a própria utilização da chave.
9 Baixa qualidade das matérias-primas dos equipamentos de alta tensão da subestação.
7. 9 O número de circuitos perdidos devido a falhas ou manutenção é reduzido.
9 Maior redução da área interrompida.
Arranjo Barra Simples Seccionada
8. Arranjo Barra em Anel
9 Requer o uso de apenas um disjuntor por circuito.
9 Cada circuito de saída tem dois caminhos de alimentação, tornado-o mais flexível.
9 Requer maior área de pátio do que o arranjo barra simples equivalente.
9. Arranjo Barra Principal e Transferência
9 Facilidades de contorno (bypass) de disjuntores em carga.
9 A necessidade de manutenção de um único disjuntor não interrompe carga.
12. 9 Mais apropriado para sistemas de suprimento altamente interconectados.
9 Cada circuito tem a capacidade de se conectar a uma ou outra barra.
9 A seleção de barra pode ser feita sob carga.
9 A ocorrência de uma falha na barra leva a perda de todos os circuitos conectados a barra
sob falha.
9 Os circuitos falhados podem ser transferidos para a barra sã e restabelecidos.
9 No arranjo barra dupla – 4 chaves, apenas a barra B pode ser utilizada como barra de
transferência.
9 No arranjo barra dupla – 5 chaves, ambas as barras podem ser utilizadas.
13. Arranjo Disjuntor e Meio
9 Arranjo em que cada par de circuitos está em uma
seção de barra separada e há três conjuntos de
disjuntor e chaves seccionadoras para cada dois
circuitos.
9 Opera com qualquer um dos pares de circuitos
separados do restante do esquema.
9 Todos os disjuntores e chaves seccionadoras têm
que ser capazes de operar com a corrente de carga
de dois circuitos.
9 Recomendado para subestações que manipulam
grande quantidade de energia, devido à alta
segurança contra perda de carga.
14. Arranjos Híbridos
9 É a combinação de diferentes arranjos em uma subestação, seja por superposição de dois
esquemas, ou por adoção de diferentes arranjos em circuitos individuais.
9 Geralmente possuem um alto custo.
9 A mistura de procedimentos de operação e manutenção pode conduzir a uma mal operação
e redução da segurança.
9 Normalmente não recomendado.
15. Procedimentos de Rede - ONS
9 Configurações de barras para novas subestações:
¾ Pátio de 765, 500, 440, e 345 kV: arranjo barra dupla com disjuntor e meio;
¾ Pátios 230 e 138 kV: arranjo barra dupla com disjuntor simples e quatro chaves.
9 São permitidas variantes destas configurações, desde que:
¾Possa evoluir para os padrões citados anteriormente;
¾ Atenda aos requisitos mínimos do sistema de proteção, supervisão/controle e de
telecomunicações do módulo 2.5 do Procedimento de Rede do ONS;
¾ Tenha desempenho, comprovado, igual ou superior aos padrões estabelecidos.
