PÁTIO DE MANOBRAS

1. Normas e Bibliografia

2. Requisitos Gerais

3. Distâncias Mínimas

4. Definições

5. Cálculos

6. Layout

1.Normas e Bibliografia

NBR – 8186 / 1996 – Guia de Aplicação de Coordenação de Isolamento.

NBR – 8841 / 1985 – Coordenação de Isolamento Fase-Fase.

IEC – 60865-1: Short circuit currents – Calculation of effects - Part 1Definitions and calculation methods, 2011.

Transitórios Elétricos e Coordenação de Isolamento – Furnas / UFF,EDUFF, 1987.

Layout of EHV Substations – R. L. Giles – Cambridge at the UniversityPress, 1970.

General Guidelines for the Design of Outdoor AC Substations – CIGRÉ - 161, WG 23.03, August 2000.

2. Requisitos Gerais

→ Oferecer confiabilidade ao sistema elétrico;

→ Permitir a manutenção e reparos com segurança e comodidade;

→ Permitir a circulação de veículos e equipamentos;

→ Permitir a expansão com um mínimo de desligamentos;

→ Possibilitar a padronização;

→ Estar protegida das intempéries e de fogo.

Níveis de Isolamentos em função do nível de tensão:

-para a frequência industrial;-para surtos atmosféricos;

-para surtos de manobras.

EAT: > 300 kV

NBI-A

NBI-M

Os surtos de manobraspassam a serrelevantes nodimensionamento dosisolamentos.

3. Distâncias Mínimas

- Espaçamento mínimo de isolamento no ar entre fase e terra;

- Espaçamento mínimo de isolamento no ar entre fase-fase;

- Distâncias de segurança para a circulação e manutenção;

- Distâncias de escoamento de isoladores.

→ Aumento dos espaçamentos e distâncias em função de:

Ação do vento e temperatura ambiente

Ação de curtos-circuitos

Flechas no meio do vão

Isolamento à Frequência Industrial:

→ Superfícies isolantes expostas ao ar : auto-recuperantes

-Buchas de equipamentos e isoladores : porcelana;

-Cadeias de isoladores : vidro / porcelana.

→ Dependem :

-das condições ambientes – umidade e densidade do ar;-do grau de poluição da região.

→ Consequência:

-influenciam o número de isoladores;-influenciam as características de escoamento dos isoladores.

Transitórios Elétricos – pag. 181

Espaçamentos em Ar:

Ensaios de tensão em laboratório com diferentes configurações deeletrodos, típicos em subestação: comportamento segundo uma equação.

- Haste para Estrutura;- Condutor para Estrutura.

Condição : as tensões suportáveis de impulsos de manobra e atmosférico, noar, devem ser, no mínimo, iguais aos valores definidos para os equipamentos.

→ Isolamento entre partes energizadas e a terra (potencial zero);

→ Isolamento entre partes energizadas de fases diferentes.

→ Distâncias de isolamento em ar em função do NBI;

→ Correções em função de condição ambiental.

Espaçamentos Mínimos de Isolamentos no Ar:

Partes energizadas para a terra – pior solicitação

NBI para Un < 300 kV

Espaçamentos Mínimos de Isolamentos no Ar para Un > 300 kV

Tipo 1: Configurações simétricas de eletrodo: haste-haste, condutor-condutor;Tipo 2: Configurações assimétricas de eletrodo: haste-condutor.

Para surtos atmosféricos, a solicitação entre fases é igual à mais crítica fase-terra;Governa os espaçamentos entre partes energizadas e a terra.

Para surtos de manobras, a solicitação entre fases é maior do que a solicitação parafase-terra: depende das formas de onda e da defasagem entre elas.Governa os espaçamentos entre partes energizadas de fases diferentes.

Exemplos de espaçamentos mínimos fase-terra no ar:

Exemplo para AT / EAT – busca de padronização de uma Empresa

OBS: cadeia de isoladoresdefinida para uma poluição desprezível.

Exemplo de padronização de uma Empresa:

Altura das partes vivas (energizadas) da subestação:

Regra geral:

h1 é a altura entre as partes energizadas e o solo (potencial zero) do pátio,

isto é: é o espaçamento mínimo necessário para o isolamento para um dado nível

de tensão;

h2 é a distância de segurança adotada para circulação e manutenção.

Exemplos: Altura da base da seccionadora 500 kV – SSP-H

4. Definições:

- Condutores:

Condutores flexíveis e subcondutores por fase ou,

Barramentos rígidos?

- Estruturas de suportes:

Ancoragem de linhas de transmissão;

Suspensão de barramentos.

- Base dos equipamentos:

Concreto pré-moldado ou,

Aço em treliça?

- Tipo de chave seccionadora:

Utilização do espaço.

5. Cálculos:

- Ampacidade;

- Limites de Corona;

- Esforços térmicos;

- Esforços mecânicos;

- Flechas no meio dos vãos;

- Coordenação das diversas distância;

- Acessos.

6. Layout do arranjo:

Plantas baixas;

Cortes;

Memórias de cálculos;

Diagramas.

Barramentos rígidos em 500kV com conexões flexíveis:

Barramentos flexíveis em 345 kV com conexões rígidasentre chaves e disjuntores:

Chaves seccionadoras:

Chave de abertura vertical reversa para bypass 145 kV

Chave semipantográfica – mais compatível com barramento rígido

Cortes típicos:

Padrões típicos para AT e acima:

Config. “1”

Config. “2”

Config. “3”

Config. 4

Config. “5” - planta

Cortes:

Config. “6” e “7” - cortes

Config. “8”

Config. “9”

Config. “10”

Configurações:

1 – BS;

2 – BS c/ bypass;

3 – BS c/ bypass em LT;

4 – BP + BT;

5 – BD Ds 3 ch;

6 – BD Ds 5 ch;

7 – BD Ds 4 ch;

8 – BD Ds + BT;

9 – BD D1/2 Modificado (Anel Simples);

10 – Anel Simples – Arranjo físico típico.

Altura das partes vivas (energizadas) da subestação:

Regra geral:

h1 é a altura entre as partes energizadas e o solo (potencial zero) do pátio, isto é: é o espaçamento mínimo necessário para o isolamento para um dadoNível de tensão;

h2 é a distância de segurança adotada para circulação e manutenção.

Principais distâncias:

-Distância de isolamento (earth clearence): gap de ar / buchas de equipamentos → partes vivas para a terra – h1;

-Distância de isolamento (phase clearence): gap de ar entre fases;

-Distância de segurança → movimentação / circulação – h2;

-Separação física → chaves seccionadoras;

-Distância de separação (section clearence) na vertical : h1 + h2 p/ 1º nível;

-Distância de separação na horizontal : igual ao da vertical.

Arruamento:

Vias principais (6,0 m de largura) passando em frente aos pátios de

transformadores e reatores: pavimentadas, preparadas para o peso e com altura

de segurança (h2 = 6,0) suficiente para a circulação de veículos pesados;

Vias secundárias (4,0 m de largura) passando em frente aos disjuntores:

sem pavimentação, porém compactada para a circulação de veículos leves.

Zonas de Manutenção:

-Agrupamento de equipamentos para a manutenção ou reparos;

-Separação física por chaves;

-Distância de separação de partes energizadas próximas;

-Acesso para a equipe.

Conferir distâncias para abertura de chaves, gaps para partes aterradas etc.

Exemplos: BD5 X BD4: zonas reduzidas versus premissas

Redução deárea na SE emfunção daszonas de manutenção