Projecto de postos de transformação - Elaboração do projecto, dados - 3ª PARTE

1› INTRODUÇÃO

As razões que conduzem à actual tendência para optar por soluções pré-fabricadas, modulares ou compactas são:

• Economia de mão-de-obra de instalação
• Tempos de entrada em serviço reduzidos
• Soluções compactas reduzindo atravancamentos
• Possibilidade de escolha da arquitectura mais adequada aos fins em vista
• Equipamento normalizado e intermutável
• Técnica experimentada e absolutamente fiável.

A abordagem ao projecto de postos de transformação para ser feita com algum detalhe tem de incluir informação algo vasta, razão pela qual essa abordagem será repartida por vários trabalhos a publicar sucessivamente. O presente trabalho incidirá sobre as questões relacionadas com os dados necessários à elaboração do projecto.

2› DADOS DO PROJECTO

Antes de encetar o dimensionamento do PT, o projectista tem de ter presente um conjunto de dados e outra informação, base de partida para a boa realização do seu projecto.

2.1› Dados Referentes ao Posto

Os dados necessários são:

• tipo de projecto – de serviço público ou de serviço particular
• tipo de posto – de transformação, de seccionamento ou seccionamento - transformação
• tipo de instalação – em cabine própria ou em edifício para outros usos
• tipo de alimentação – radial ou em anel aberto

2.2› Dados Referentes às Características Eléctricas

Nesta vertente os dados necessários são os seguintes:

• tensão nominal da rede de média tensão
• regime de neutro da média tensão
• potência de projecto a atribuir ao PT
• potência de curto-circuito previsível no ponto de instalação do posto
• corrente máxima de defeito unipolar à terra do lado da média tensão
• tempo máximo de corte da corrente de defeito pelas protecções da linha de MT
• regime de neutro da baixa tensão
• resistividade eléctrica do solo

A situação habitual da rede de média tensão é a de ter o neutro ligado à terra através de uma impedância de limitação (bobine de Petersen), i.e, constituir uma rede de regime IT (impedante).

Informações sobre a potência de curto-circuito do lado da AT, corrente máxima de defeito à terra e tempo máximo de eliminação do curto-circuito devem procurar-se junto do Distribuidor de Energia.

Como valores médios de Scc podemos considerar os que se encontram na tabela 1 em função da localização do PT.

Tabela 1. Potências de curto-circuito médias.

Relativamente à corrente de defeito à terra, os valores normais serão os constantes da tabela 2.

Tabela 2. Corrente de defeito.

O defeito à terra por parte da linha MT pode ocorrer a jusante do disjuntor de protecção do transformador, situação em que deve provocar a actuação e sua eliminação por parte do referido aparelho, ou pode advir a montante dele e neste caso há-de provocar a actuação do disjuntor ou disjuntores na subestação de alimentação da linha (normalmente não se consideram os fusíveis como elementos de interrupção da corrente de defeito). Um valor habitual é considerar-se um tempo t = 800 ms.

3› POTÊNCIA DE PROJECTO

A potência a atribuir ao posto de transformação é um ponto essencial e sempre problemático do projecto do mesmo, devido à natureza intermitente e nem sempre suficientemente caracterizada do funcionamento das cargas a alimentar.

A não ser em casos bastante tipificados, em que estudos estatísticos puderam definir com precisão o comportamento das cargas, ou naqueles em que são conhecidos de antemão os seus diagramas de potência, por se conhecer o seu funcionamento ou por comparação com casos idênticos, a atribuição de uma potência ao posto passa pelo recurso a factores de simultaneidade nem sempre imunes a discussão. Na tabela 3 estão presentes algumas formas de estimar a potência do posto de transformação.

4› RESISTIVIDADE DO SOLO

O conhecimento da resistividade do solo é um dado importante para um eficaz projecto das redes de terra de protecção e serviço.

Tabela 3. Potências a atribuir aos postos de transformação (após normalização).

Um valor aproximado pode extrair-se por inspecção da natureza do solo, onde se implantarão os eléctrodos, consultando a tabela 4.

Tabela 4. Valores médios de resistividade eléctrica de diferentes tipos de terreno.

Ou por medição, empregando o método de Wenner, por exemplo.

Figura 1. Modo de ligar o medidor de terra

Figura 2. Distância de medição da resistividade

A resistividade, segundo este método, virá dada de acordo com a relação:

R – leitura dada pelo medidor

Constrói-se de seguida uma tabela onde, para vários afastamentos entre eléctrodos A, se determinam as correspondentes resistividades do solo. Com estes dados determina-se o valor médio aritmético de resistividade, calcula-se o desvio de cada medida em relação à média e todas as que tiverem valor superior a 50% desprezam-se do conjunto de elementos. Caso haja um grande número de valores desviados, repete-se o procedimento de medição.

5› FUNÇÕES DESENVOLVIDAS NUM POSTO DE TRANSFORMAÇÃO

Às diversas funções desempenhadas pela aparelhagem num PT correspondiam, na prática construtiva de alvenaria, compartimentos separados uns dos outros por paredes a que se dá o nome de celas. Assim há a cela da entrada, de protecção, do transformador, da contagem, etc. Esta nomenclatura perdura, ainda que também se lhes chame quadros, na concepção modular. Cada cela desempenha pois uma função – a combinação das diversas celas formará o nosso posto e o seu número e natureza dependerão das características próprias do mesmo.

6› ESQUEMAS ELÉCTRICOS USANDO CELAS MODULARES ISOLADAS A AR E CORTE EM SF6

A figura 3 mostra uma solução simples, para alimentação radial, com duas celas, uma de entrada, sem corte, e a outra de protecção, por meio de fusíveis, do transformador. A figura 4, por sua vez, representa um esquema com três celas, duas de entrada/saída e uma de protecção. É o esquema típico da alimentação em anel – uma das celas recebe a alimentação e a outra dá continuidade à linha. A saída da cela de protecção alimenta o transformador de potência.

Figura 3. Esquema radial.

Figura 4. Esquema em anel.

Outras configurações mais adaptadas às necessidades são mostradas de seguida.

Figura 5. Posto para distribuição pública, fabrico Efacec.

A figura 5 apresenta um esquema de posto para 630 kVA, 15 kV, com alimentação em anel e uma saída radial com a protecção do transformador a ser feita por uma cela CIS – combinado interruptor-seccionador fusível.

Figura 6. Posto privado, 315 kVA, Efacec.

Figura 7. Planta da cave

O posto privado da figura 6 tem uma cela de corte de acesso restrito do distribuidor. Pode haver ou não separação física entre utilizador e distribuidor. A cela de corte é igualmente de contagem.

Figura 8. PT com solução modular, alimentação radial.

7› ESQUEMAS USANDO SOLUÇÕES COMPACTAS

São instalações monobloco isoladas integralmente a SF6 e designadas normalmente por RMU (de Ring Main Unit – unidade da rede em anel).

Com este tipo de unidades os atravancamentos são reduzidos ao mínimo.

Figura 9. RMU e exemplo de configurações com funções interruptor, fusível e disjuntor – Schneider.

8› CONCLUSÃO

Tal como em qualquer tipo de projecto também o projecto de postos de transformação exige que o projectista esteja na posse de todos os dados necessários. Por isso, na fase preparatória do projecto, o projectista terá de procurar a informação de que necessita e que poderão constar de regulamentos, manuais técnicos, informação estatística, etc. É importante que o projectista tenha confiança absoluta na fonte de onde os dados são retirados para evitar que o projecto seja estabelecido a partir de uma base errada conduzindo a erros que podem ser graves. Depois de recolhidos os dados necessários, segue-se a fase dos cálculos que serão apresentados nas próximas partes deste trabalho.

BIBLIOGRAFIA

• Regulamento de segurança de subestações, postos de transformação e de seccionamento
• Vilela Pinto – MGCalc
• Siemens – Manual de Engª eléctrica (3 vol)
• DGE – Guias-técnicos de postos de transformação dos tipos A, CA e CB
• Catálogos de empresas – Efacec, Schneider Electric, ABB, Jayme da Costa
• Serrano José et al. – Técnicas y procesos en instalaciones de media y baja tension
• Cotrim Admaro – Instalações eléctricas
• Bossi António, Sestio Ezio – Instalações eléctricas
• Negrisoli Manoel – Instalações eléctricas

AUTOR: Henrique Ribeiro da Silva, Dep. de Engenharia Electrotécnica (DEE) do Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP)