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2008 Faculdade de Engenharia da
Universidade do Porto Disciplina: Concepo e ProjectoDocente: Antnio Machado e Moura
Lcio dos Santos Lus da Silva Pedro Landolt Tiago Dias
[PROJECTO SUBESTAOProjecto Subestao MT/AT
16 de Junho de 2008
Disciplina: Concepo e Projecto
PROJECTO SUBESTAOProjecto Subestao MT/AT - 60kV/15kV, Memria Descritiva e Justificativa
16 de Junho de 2008
PROJECTO SUBESTAO] Memria Descritiva e Justificativa
Pg. 1
1. Introduo ao Tema
1.1 Objectivo. Campo de localizao
O presente projecto estabelece as caractersticas tcnicas que a subestao tipo AT/MT
dever respeitar, neste caso, subestao tipo 60/15 kV, bem como os seus diversos
equipamentos e materiais constituintes e as regras que devero ser cumpridas na construo
da mesma.
Os principais objectivos que se pretendem atingir com o projecto tipo de subestao,
so os seguintes:
Estabelecimento de um projecto normalizado que articule as diferentes reas
tcnicas de uma subestao Construo Civil, Equipamento e Sistema de
Proteco, Comando e Controlo Numrico;
Definio de uma soluo modular e flexvel que permita adaptar-se s
necessidades especficas da rede e acompanhar a sua evoluo;
Simplificao das solues tcnicas a adoptar nas diferentes reas do projecto
da subestao e consequente optimizao do espao necessrio para a sua
implementao;
Reduo dos prazos e dos custos de projecto e construo;
Melhoria dos nveis de continuidade e qualidade de servio.
Este projecto destina-se a ser aplicado em instalaes localizadas em reas rurais ou
semiurbanas da rede de distribuio, neste caso, dimensionada para 60/15kV e para uma
potncia de transformao mxima de 2 x 40 MVA. Considera-se um nmero mximo
previsto de painis de linha de AT e MT para interligao rede 6 painis de AT, 20 painis
de 15kV.
Pg. 2
2. Concepo Geral
2.1 Princpios Bsicos, Caracterizao Geral
A concepo geral do projecto tipo de subestaes AT/MT ser regido pela satisfao
dos seguintes princpios bsicos:
Segurana geral das pessoas e bens
Simplificao e padronizao da construo
Facilidade de conduo e manuteno
A elaborao deste projecto tipo de subestaes AT/MT teve em considerao a
regulamentao de segurana em vigor, nomeadamente:
Regulamento de Segurana de Subestaes e de Postos de Transformao e
de Seccionamento publicado pelo DL n 42 895, de 31 de Maro de 1960 e
respectivas alteraes;
A subestao tipo AT/MT (60/15 kV) ser uma instalao mista, com aparelhagem de
montagem exterior a instalar no Parque Exterior de Aparelhagem e de montagem interior, a
instalar no Edifcio de Comando.
Os painis AT (60kV) sero dispostos frente a frente no Parque Exterior de
Aparelhagem de modo a reduzir o espao necessrio sua implantao. O esquema elctrico
destes painis ser estabelecido de forma a realar quer o esquema de conjunto quer os
circuitos individuais da subestao, aspectos que constituem importantes factores de
segurana por contriburem para minimizar o risco de realizao de falsas manobras.
No Parque Exterior de Aparelhagem sero tambm instalados os equipamentos
complementares de MT (15kV), tais como os escales das baterias de condensadores, os
descarregadores de sobretenses, os transformadores de servios auxiliares e as impedncias
limitadoras da corrente de defeito terra.
As vias de acesso e de circulao no Parque Exterior de Aparelhagem sero
dimensionadas de modo a permitir a acessibilidade da subestao mvel de recurso
instalao em situao de avaria ou de trabalhos programados.
O edifcio de Comando ser constitudo por uma sala ampla onde ficar instalado o
equipamento principal de MT quadro metlico blindado e os sistemas de alimentao e de
comando e controlo, estes ltimos integrados em armrios prprios para o efeito.
O quadro metlico de MT ser do tipo blindado, estando os equipamentos de MT e BT
dispostos no interior de compartimentos distintos e completamente fechados em todas as
Pg. 3
suas faces por divisrias metlicas. No caso de existirem dois barramentos de MT, as celas de
cada um deles ficaro dispostas em dois alinhamentos paralelos de modo a reduzir a rea do
Edifcio de Comando.
Sero previstos os sistemas de encravamento necessrios ao funcionamento da
instalao em condies de segurana que impeam falsas manobras da aparelhagem de AT e
de MT.
Deste modo, existiro conjuntos de encravamentos, quer elctricos quer mecnicos,
para os nveis de tenso de AT e de MT da subestao, destinados a garantir que a manobra
de um aparelho esteja condicionada ao cumprimento de determinadas condies, tais como a
posio de outros aparelhos do mesmo painel ou de painis distintos.
O sistema de proteco, comando e controlo ser de tecnologia digital, constitudo por
unidades de painel e uma unidade central, interligadas por uma rede de comunicao local em
fibra ptica, e concebido de forma a permitir o funcionamento da subestao em regime no
assistido por pessoal operador.
Este sistema assegurar o comando e a superviso da subestao, no local e distncia,
atravs das funes de proteco, automatismo e encravamento definido para cada painel.
A compensao do factor de potncia ser assegurada pela instalao de um painel de
bateria de condensadores, composto por um ou dois escales de condensadores, ligado a
cada barramento de MT.
O regime de neutro considerado para o andar de MT da subestao ser o de ligao
terra atravs da criao de um neutro artificial, que ser assegurado pela instalao de uma
reactncia trifsica limitadora da corrente de defeito fase-terra, ligada a cada barramento de
MT, podendo temporariamente funcionar em regime de neutro isolado. No entanto, a
concepo do projecto garante, igualmente, o correcto funcionamento da instalao em
regime de neutro isolado permanente no andar MT, bastando para o efeito uma adequada
parametrizao das funes de proteco. A criao do neutro da rede de MT atravs da
instalao de uma reactncia de neutro em cada barramento MT permitir obter uma soluo
normalizada para os diferentes nveis de tenso contemplados no projecto,
independentemente do grupo de ligaes dos transformadores de potncia AT/MT.
A alimentao dos Servios Auxiliares de Corrente Alternada da subestao ser
assegurada pela instalao de um Transformador de Servios Auxiliares MT/BT, ligado a cada
barramento de MT.
No Edifcio de Comando sero adoptadas medidas construtivas que permitiro um nvel
de isolamento trmico de modo a garantir uma temperatura mdia interior entre 15 C a 25
C. De modo a melhorar o comportamento da temperatura interior do edifcio, prev-se a
instalao de ar condicionado.
A planta da subestao desenhada em AutoCAD, encontra-se em anexo, nas Folhas n
1 e 2, Vista de perfil e Planta.
Pg. 4
2.2 Definies de Painis
Os tipos de painis constituintes dos andares AT e MT do projecto, e respectiva funo:
Painis AT:
Linha AT/Transformador de Potncia AT/MT assegura a ligao directa entre
a linha de distribuio de AT e o primrio do transformador de potncia AT/MT
Linha AT Assegura a ligao entre o barramento AT e a respectiva linha de
distribuio de AT.
Transformador de Potncia AT/MT assegura a ligao entre o barramento AT
e o primrio do transformador de potncia AT/MT.
Potencial de Barras AT Assegura a ligao entre o barramento AT e os
transformadores de medida de tenso do barramento.
Assegura a ligao de dois barramentos entre si.
Painis MT:
Chegada Transformador de Potncia Assegura a ligao entre o secundrio
do transformador de potncia AT/MT e o barramento do quadro metlico.
Linha MT Assegura a ligao entre o barramento do quadro metlico e a
respectiva linha de distribuio de MT.
Bateria de Condensadores - Assegura a ligao entre o barramento do quadro
metlico e a bateria de condensadores de MT.
Transformador de Servios Auxiliares e Reactncia de Neutro Assegura a
ligao entre o barramento do quadro metlico e o transformador MT/BT de
servios auxiliares e a reactncia de criao de neutro artificial.
Potencial de Barras MT Assegura a ligao entre o barramento do quadro
metlico e os transformadores de medida de tenso do barramento.
Interbarras MT Assegura a ligao de dois barramentos entre si.
Ligao de Barras Assegura a ligao de cada barramento cela de internars.
O esquema unifilar da subestao, encontra-se nas plantas desenhadas em AutoCAD,
na Folha n 4, em anexo
Pg. 5
2.3 Condies de Servio
As condies de servio previstas para a subestao sero as seguintes:
Altitude - < 1000 m.
Temperatura mxima e mnima do ar ambiente -10C e 40C.
Presso mxima do vento 80 dN/m2.
Nvel de poluio mdio.
Nas instalaes localizadas em ambiente costeiro ou industrial de elevada poluio
dever ser considerada aparelhagem de montagem exterior para nvel de poluio forte ou
muito forte.
2.4 Caractersticas Gerais das Redes Elctricas
Esta subestao ter caractersticas compatveis com as redes elctricas de AT e MT em
que se ir integrar, esto as caractersticas enumeradas no quadro abaixo:
Caractersticas Un Rede de 60 kV
Rede de 15 kV
Nmero de fases 3 3 Tenso Nominal kV 60 15
Tenso Estipulada kV 72,5 17,5 Valor Eficaz da Corrente Estipulada de Curta
Durao (3s) kA 25 16
Valor de Pico da Corrente Estipulada de Curta Durao
kA 63 40
Frequncia Nominal Hz 50 50 Factor de Defeito Terra 1,73 1,73
Sobretenses Temporrias - Sobretenso fase-terra -Durao
P.u.
Seg.
1,73
3
1,73
3
Factor de Defeito Terra 1,73 1,73 Sobretenses Temporrias
- Sobretenso fase-terra -Durao
P.u.
Seg.
1,73
3
1,73
3
Pg. 6
2.5 Correntes Estipuladas dos Painis AT e MT
As correntes estipuladas para as quais sero dimensionados os painis e barramentos
AT e MT so:
Painis AT Corrente estipulada (A) Barramento 1500
Linha / Transf. Potncia AT/MT 400 Linha 1250
Transf. De Potncia AT/MT 400
Interbarras 1250
Painis MT Corrente Estipulada (A)
15 kV
Barramento 1600 Chegada Transf. Potncia AT/MT 1600
Interbarras 1600 Ligao de Barras 1600
Transf. Servios Auxiliares + Reactncia de Neutro 630 Bateria de Condensadores 630
Sada da Linha 630
Pg. 7
3. Estruturas e Ferragens
3.1 Estruturas Metlicas
As estruturas metlicas a instalar no Parque Exterior de Aparelhagem devero respeitar
os planos construtivos, estando o seu dimensionamento calculado de modo a resistirem
eficazmente conjugao dos esforos resultantes das foras de traco, do peso e do vento
que sobre elas sejam exercidos.
As plantas desenhadas em AutoCAD dos equipamentos que constituem as estruturas
metlicas encontram-se em anexo, sendo elas:
Prtico.
Descarregador de sobretenso AT de fase painel linha.
Descarregador de sobretenso AT de fase e neutro painel TP.
Disjuntor AT.
Isoladores de suporte para barramento AT.
Seccionador de barramento AT.
Seccionador de linha AT.
Ferragem para fixao comando seccionador AT.
Transformador de corrente AT painel linha.
Transformador de corrente AT painel TP.
Transformador de tenso barras AT.
Transformador de tenso linha AT.
Caixas fim de cabo, isoladores de suporte e descarregadores de sobretenso
MT.
Subida de cabos AT.
Armrio de reagrupamento de cabos.
Coluna de iluminao.
Tapetes e bancos equipotenciais.
Os prticos de amarrao de linhas AT, sero dimensionados para um esforo de
traco de 1500 daN numa direco perpendicular ao prtico, por fase, no caso dos
condutores, e de 500 daN tambm numa direco perpendicular ao prtico, por cabeote, no
caso dos cabos de guarda.
As estruturas metlicas de suporte da aparelhagem AT e MT possuiro uma nica
coluna de apoio, em posio central, executada em tubo de perfil quadrado de ao.
Exceptuam-se os seguintes casos, nos quais as estruturas metlicas sero dotadas de duas
colunas de apoio: suporte dos disjuntores de AT, devido aos esforos e vibraes provocados
pelo seu funcionamento, e suporte dos descarregadores de sobretenso fase-terra e neutro-
Pg. 8
terra, de forma a facilitar a ligao do neutro do TP, independentemente da sua posio
relativa.
Todas as estruturas metlicas de suporte de aparelhagem AT e MT e prticos de
amarrao de linhas AT sero fixados, aos respectivos macios. Por intermdio de
chumbadouros metlicos, de modo a facilitar a sua montagem e alinhamento.
A proteco anticorrosiva das estruturas metlicas e seus acessrios ser assegurada
por galvanizao por imerso em banho de zinco quente, com excepo dos parafusos, porcas
e anilhas, que sero de ao inox.
3.2 Armrios
3.2.1 Armrios de Reagrupamento de Cabos
Estes armrios tm como objectivo diminuir o nmero de cabos BT entre o Parque
Exterior de Aparelhagem e o Edifcio de Comando e garantir o agrupamento de determinados
circuitos.
Para isso, vo ser instalados os seguintes armrios:
Transformadores de Corrente.
Transformadores de Tenso de Linha AT.
Transformadores de Tenso de Barramento AT.
Transformador de Potncia.
Tomadas de BT.
Transformador de Servios Auxiliares.
Estes armrios sero concebidos para montagem exterior, com grande resistncia aos
agentes atmosfricos, e fabricados em polister prensado, sendo instalados nas estruturas
metlicas associadas aos respectivos equipamentos ou em estruturas metlicas de suporte
prprias.
O armrio de reagrupamento de cabos do transformador de potncia 60/15 kV, estar
preparado para a ligao dos seus circuitos de comando e controlo por intermdio de fichas
extraveis, com a finalidade de facilitar a substituio do mesmo.
Pg. 9
3.2.2 Armrios de Comando e Controlo
O armrio de comando (armrio SPCC) ser concebido de modo a receber a unidade
central, o Posto de Comando Local e os equipamentos da rede de comunicao local.
Os armrios de comando e controlo sero concebidos de modo a receber os
Dispositivos Electrnicos Inteligentes dos painis AT do Sistema de Proteco, Comando e
Controlo Numrico, os equipamentos complementares necessrios ao correcto
funcionamento destes painis e ligao dos cabos de BT.
Instalados em armrios idnticos a estes ltimos, estaro os equipamentos destinados
as sistema de contagem, qualidade de energia e sistema de comunicaes, bem como os dos
Servios Auxiliares de Corrente Alternada e Contnua, incluindo os seus Dispositivos
Electrnicos Inteligentes, dos quais falaremos mais frente.
De acordo com os painis AT e os sistemas a integrar nos armrios de comando e
controlo, vo existir os seguintes tipo de armrios:
Linha AT (at dois painis de linha por armrio).
Transformador de Potncia 60/15 kV e Regulao de Tenso.
Interbarras e Potencial de Barras I e II AT.
Servios Auxiliares de Corrente Contnua.
Servios Auxiliares de Corrente Alternada.
Contagem.
Qualidade de Energia.
Comunicaes.
Os armrios de comando e controlo sero instalados sobre estrutura metlica. A parte
frontal ser dotada de piso falso para facilitar a passagem e ligao dos cabos de BT,
provenientes da aparelhagem AT e MT e de interligao entre armrios.
Pg. 10
3.3 Parque Exterior de Aparelhagem
O presente projecto composto por uma rea de parque exterior onde so instalados:
Os macios de beto armado para suporte das estruturas metlicas.
Os canais para passagem dos cabos de potncia e comando e controlo.
As caixas de visita dos cabos de MT, BT e de terras.
As redes de terras.
As redes de drenagem de esgotos pluviais e residuais e de rede de distribuio
de gua; e rede de drenagem do leo do transformador.
As zonas de circulao que permitem o acesso ao edifcio ou ao equipamento
dos meios necessrios montagem, reparao ou substituio dos
equipamentos.
Prev-se a possibilidade de instalao dos postes de chegada das linhas areas de alta
tenso e de sada das linhas areas de mdia tenso nas zonas perifricas e nos topos do
parque.
Est igualmente prevista a sada de cabos de linhas subterrneas de mdia tenso para
duas zonas laterais do parque, atravs da passagem de cabos pelos canais e caixas de visita.
3.4 Edifcio de Comando
Este edifcio apresentar a mesma arquitectura exterior, nomeadamente ao nvel das
paredes, portas, janelas e cobertura. Ser constitudo por uma estrutura de beto armado
devidamente dimensionada.
O edifcio dever dispor de elementos de ventilao de modo a poder fazer-se uma
renovao lenta ou rpida do ar interior do edifcio.
O interior deste edifcio ser composto por uma rea ampla com duas zonas de
utilizao:
Uma designada de Comando e Controlo que dispor de uma frente de placas de
pavimento sobrelevado com as caractersticas adequadas, sob as quais
circularo os cabos de ligao aos armrios. Os armrios sero instalados sobre
uma estrutura metlica resistente.
Outra onde ser instalado o quadro mdia tenso que dispor de um pavimento
de alta resistncia mecnica de modo a suportar as condies de servio. Todos
os canais de passagem de cabos sero em beto ligeiramente armado tapados
por chapas metlicas devidamente tratadas.
Pg. 11
4. Aparelhagem
4.1 Introduo
Em relao aos equipamentos, sero definidas:
As condies de segurana adoptadas na concepo.
Dimensionamento, composio e a configurao dos diversos painis.
Caractersticas tcnicas da aparelhagem e materiais complementares.
Condies gerais que devero ser cumpridas na montagem dos diversos
componentes que constituem a instalao.
De acordo com os objectivos definidos para este tipo de projectos, este ser
caracterizado por considerar:
Solues normalizadas para os vrios nveis de tenso com concepo modular
dos painis AT e MT.
Disjuntores AT e MT e seccionadores AT motorizados.
Reactncias de neutro e transformadores de servios auxiliares ligados ao
barramento de MT.
Disposio de aparelhagem no parque exterior, com a possibilidade de
interveno de manuteno com a instalao em servio.
Barramento AT seccionado por painel interbarras.
Barramento MT seccionado por um disjuntor extravel.
Referenciao de aparelhagem AT e MT, equipamento de BT e cabos MT e BT
normalizada por tipo de painel.
Disposio e instalao do equipamento de proteco, comando e controlo em
armrios especficos e em compartimentos de BT do quadro metlico de MT.
Estes equipamentos encontram-se descritos e desenhados mais frente, nas plantas
desenhadas em AutoCAD, dispostas em anexo.
4.2 Condies de Segurana Contra Contactos Directos com Peas em
Tenso
Com vista garantia de um elevado grau de segurana das pessoas que desempenham
actividades no Parque Exterior de Aparelhagem, a tcnica adoptada sob as mais distintas
Pg. 12
circunstncias de explorao ser a de segurana por afastamento, que constar na
colocao dos condutores nus em tenso a distncias que impeam contactos acidentais
directos.
A condicionar estas distncias de afastamento, est o facto de os isoladores serem
componentes sujeitos a tenso degressiva, estando apenas a sua base ao potencial da terra,
pelo que dever ser impedida a possibilidade de curto-circuitar com as mos parte de uma
coluna isolante. Assim, est definida como altura mnima do solo base metlica do
equipamento AT e MT a instalar, 2,5m.
Respectivamente ao equipamento de MT instalado no edifcio, a tcnica de segurana
adoptada ser segurana por obstculo, que consiste na colocao de todas as partes em
tenso no interior de diversos compartimentos completamente fechados do quadro metlico
blindado. Este tipo de equipamento ser dotado de um sistema de encravamentos que
impedir a realizao de qualquer falsa manobra ou contacto acidental com peas em tenso.
Os seus compartimentos sero dimensionados para resistirem a um arco no seu interior, sem
permitirem a propagao dos seus efeitos aos compartimentos vizinhos, nem provocar leses
em pessoas que se encontrem nas suas imediaes.
4.3 Proteces Contra Sobretenses
A subestao ser protegida contra descargas atmosfricas directas, por meio de um
conjunto de condutores de terra, cabos de guarda, podendo estes ser vistos nas plantas
AutoCAD em anexo, repartidos sobre a rea total do Parque Exterior de Aparelhagem,
dando continuidade aos cabos de guarda das linhas areas, montados longitudinal e
transversalmente nos topos das colunas dos prticos da subestao e da estrutura de suporte
de equipamento MT do painel do transformador 60 kV/15kV.
Quanto s sobretenses de origem interna ou atmosfrica que penetram na
subestao, a proteco ser realizada atravs da montagem de hastes de descarga nas
cadeias de amarrao das linhas AT, descarregadores de sobretenso nas fases das linhas.
Os transformadores de potncia 60kV/15kV sero objecto de proteco especial atravs
da montagem de descarregadores de sobretenso (DSTs), cuja funo ser limitar as
sobretenses incidentes a valores compatveis com os nveis de isolamento da aparelhagem a
proteger.
O sistema de alimentao de baixa tenso ser protegido por um sistema de proteco
contra sobretenses.
Pg. 13
4.4 Disposio de Equipamento e Caracterizao dos Painis
Os painis de AT sero caracterizados por possurem uma concepo modular, com 7 m
de largura, e distncias entre a aparelhagem que asseguraro a execuo de futuras
intervenes em servio de acordo com os procedimentos de segurana.
A aparelhagem de MT a instalar no Parque Exterior de Aparelhagem referente ao painel
do transformador de potncia 60/15 kV, ser disposta de forma a permitir a substituio do
respectivo, sem a desmontagem de qualquer aparelhagem ou cabo isolado de MT,
necessitando apenas, de desligar os condutores que ligam s travessias AT e MT e retirar as
fichas dos circuitos BT.
A disposio que a aparelhagem de AT e MT dever assumir nos diferentes painis
situados no Parque Exterior de Aparelhagem da subestao, est definida em anexo, nas
plantas desenhadas em AutoCAD.
Os nveis de isolamento estipulados da aparelhagem e restantes partes sob tenso AT e
MT, sero:
Tenso mais elevada da rede kV (valor eficaz)
Valor estipulado da tenso suportvel frequncia industrial
(durante 1 min.) kV (valor eficaz)
Valor estipulado de tenso suportvel ao choque
atmosfrico kV (valor de crista)
72,5 140 325 17,5 38 95
Todos equipamentos de BT devero ter um nvel de isolamento para suportarem uma
tenso eficaz de 2 kV, frequncia industrial, durante 1 min.
4.4.1 Aparelhagem AT
Relativamente ao designado nos planos de disposio da aparelhagem atrs indicados,
a constituio dos diversos painis AT relativamente aparelhagem, a seguinte:
Transformador de Medida de Tenso.
Transformador de Medida de Corrente.
Transformador de Potncia 60/15 kV.
Isoladores de suporte AT.
Seccionador de Linha + Seccionador de Terra (com facas de terra).
Seccionador de Barramento.
Disjuntor.
Pg. 14
Descarregador de Sobretenso (fase-terra).
Descarregador de Sobretenso (neutro-fase).
A aparelhagem de corte e seccionamento de AT ser do tipo fixo, suportada por
estruturas metlicas, e munida de comandos motorizados, incluindo os seccionadores de
terra.
Seccionador
EFACEC, SHDT-72,5, tenso nominal: 72,5 kV(rms), intensidade nominal: 1250 A.
Transformador de Tenso
ARTECHE, UTB72: 60000/3 V, 1- 100/3 V: cl 0,2, 5 VA; 2- 100/3 V: cl 0,5, 10 VA; 3- 100/3
V: cl 3P, 20 VA.
Transformador de Intensidade
ARTECHE, CXG 72 100/1-1-1 A: 1 5 VA: cl 0,2; 2- 10 VA: cl 0,5; 3- 20 VA: cl5P20; 25 kA 3s.
Disjuntores SF6
EFACEC, GL 309 F1-3120, tenso nominal: 31,5 kV(rms), corrente nominal: 2000 A, poder de
corte em curto-circuito: 31,5 kA.
Transformador de Potncia
EFACEC, 60/15 kV, ONAN/ONAF, 7/10 MVA, YNd11, 60 +- 11x1,5%/15 kV.
Descarregador de Sobretenses
TYCO ELECTRONICS
Andar de 60 kV: 2HSRC(P)75L1E1MO(5), 10 kA
Neutro: 2HSRB(P)60L1E1MO(5), 10 kA
Andar de 15 kV: HSRB(P)24L1E1MO(5), 10 kA.
Contadores
TYCO ELECTRONICS, SC13.
Pg. 15
4.4.2 Aparelhagem MT
No que respeita constituio dos painis MT e correspondente aparelhagem de MT:
Transformador de Medida de Tenso.
Transformador de Medida de Corrente.
Transformador de Servios Auxiliares MT/BT.
Isoladores de suporte MT.
Reactncia de Neutro.
Escalo Bateria de Condensadores.
Quadro metlico de MT.
Seccionador de Terra.
Disjuntor.
Descarregador de Sobretenso (fase-terra).
Descarregador de Sobretenso (neutro-terra), no caso do transformador de
potncia AT/MT possuir neutro acessvel.
O quadro metlico blindado de MT, de montagem interior, ser isolado a ar, possuindo
disjuntores de extraco manual, de corte em SF6 ou no vcuo, e seccionadores de terra de
comando manual, com poder de fecho para a corrente estipulada de curto-circuito.
As reactncias de neutro e os transformadores de servios auxiliares sero instalados no
Parque Exterior de Aparelhagem, e ligados aos barramentos de MT do quadro metlico por
intermdio de uma cela comum. A interligao entre a cela e o transformador de servios
auxiliares e a reactncia de neutro, ser assegurada por circuitos distintos em cabos isolados
de MT para cada um deles. Esta aparelhagem ser instalada ao nvel do solo.
Os escales de baterias de condensadores a instalar no Parque Exterior de
Aparelhagem, sero do tipo invlucro metlico, equipados com disjuntor prprio e sero
ligados respectiva cela do quadro metlico de MT por intermdio de cabos isolados.
Pg. 16
4.4.3 Aparelhagem BT
No que respeita a aparelhagem BT, temos:
Quadro de distribuio modular
NORMAFIX. Composto por IS (interruptor seccionador), 2 DC (proteco geral dos cabos), CIS
(proteco do transformador com disparo por fuso dos fusveis) e TT (transformador de
tenso).
IS
TI: 400/1-1 A: 1- 10 VA: cl 0,5; 2- 20 VA: cl 5P20; 25 kA 3s.
Seccionador: corrente nominal 630 A, corrente de curta durao admissvel 16 kA (3 s).
DC
Interruptor1: corrente nominal 400 A, corrente de curta durao admissvel 16 kA (3 s) e poder
de fecho 40 kA.
Disjuntor: corrente nominal 400 A, poder de corte 16 kA e poder de fecho 40 kA.
TI: 400/1-1 A: 1- 10 VA: cl 0,5; 2- 20 VA: cl 5P20; 25 kA 3s.
Interruptor2: corrente nominal 630 A, corrente de curta durao admissvel 16 kA (3 s) e poder
de fecho 40 kA.
CIS
Seccionador: corrente nominal 400 A, corrente de curta durao admissvel 16 kA (3 s).
Fusvel: gL/gG, 2 A.
Interruptor: corrente nominal 630 A, corrente de curta durao admissvel 16 kA (3 s) e poder
de fecho 40 kA.
TT
Interruptor: corrente nominal 630 A, corrente de curta durao admissvel 16 kA (3 s) e poder
de fecho 40 kA.
Fusvel: gL/gG, 2 A.
Transformador de tenso: 15000/3 V, 1- 100/3 V: cl 0,5; 10 VA, 2- 100/3 V: cl 3P; 20 VA.
Pg. 17
Transformador Servios Auxiliares
EFACEC, 25kVA 15/0,4.
4.5 Fontes de Alimentao dos Servios Auxiliares
4.5.1 Servios Auxiliares de Corrente Alternada
Estes servios esto previstos para 400 230 V, 50 Hz, sendo a sua alimentao
assegurada por duas fontes distintas, que correspondero aos dois Transformadores de
Servios Auxiliares MT/BT ligados a cada barramento de MT da instalao.
Para garantir a alimentao dos servios auxiliares, em caso de falha, haver um
sistema automtico que garanta a comutao para outra fonte, quando disponvel.
A proteco de pessoas contra contactos indirectos na rede destes servios, ser
garantida pela adopo do sistema TT, sendo normas de concepo:
Disparo ao primeiro defeito.
Neutro de baixa tenso do Transformador dos Servios Auxiliares ligado rede
geral de Terras.
Massas da instalao ligadas rede geral de terras.
Utilizao de disjuntores diferenciais de mdia sensibilidade, montados de
forma selectiva, assegurando o corte dos circuitos em caso de defeito terra.
Existncia de terra geral com resistncia inferior a 1 .
4.5.2 Servios Auxiliares de Corrente Contnua
Estes servios esto previstos para 110 V, sendo a sua alimentao realizada a partir de
um conjunto bateria-carregador que integra a funo de televigilncia. A bateria ser do tipo
alcalino.
Estes servios sero equipados com um dispositivo de controlo permanente do
isolamento dos circuitos, para a deteco e sinalizao da ocorrncia de defeitos terra. Em
caso de defeito, o disparo automtico no ser provocado devido a imperativos de
explorao.
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4.6 Sistemas de Iluminao, de Tomadas, de Deteco de Intruso e
Incndio e de Instalao Telefnica
O Edifcio de Comando e o Parque Exterior de Aparelhagem, sero equipados com um
sistema de iluminao principal e um sistema de iluminao de emergncia. Este ltimo
sistema assegurar a iluminao necessria circulao de pessoas em caso de falha de
alimentao ao barramento geral dos Servios Auxiliares de Corrente Alternada. Estes dois
locais sero ainda equipados com um circuito de tomadas monofsicas e trifsicas para usos
gerais.
No Edifcio de Comando ser equipado um sistema de deteco de intruso e incndio
constitudo por centrais separadas. No sistema de intruso esto tambm consideradas as
sinalizaes de porto de entrada aberto e portas do edifcio abertas.
Estar tambm equipado com um sistema de extraco de fumos, constitudo por dois
extractores instalados junto ao tecto.
Este edifcio estar equipado com um sistema de ar condicionado constitudo por dois
conjuntos independentes colocados junto ao tecto.
A instalao telefnica prevista para este edifcio ser constituda por uma rede
estruturada entre as tomadas terminais e o bastidor passivo. A este sero ligados os circuitos
provenientes da rede pblica ou da rede interna do Grupo EDP.
Os circuitos BT previstos no Edifcio de Comando destinados iluminao normal e de
emergncia, tomadas, ventilao, ar condicionado, deteco de intruso e incndio e rede
estruturada, sero instalados no interior de calhas tcnicas.
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5. Barramentos, Derivaes e Ligaes
Os condutores que constituem o esquema elctrico da subestao sero
dimensionados para o trnsito das correntes estipuladas em servio contnuo, para os
aquecimentos mximos admissveis, e para resistirem aos efeitos electrodinmicos das
correntes de curto-circuito susceptveis de os percorrerem.
5.1 Barramento 60 kV
No andar de AT, o barramento ser do tipo simples, seccionado ou no, realizado em
tubo de alumnio de 6 metros de comprimento, com uma distncia entre fases de 1,5 m e
apoiado em isoladores de suporte que por sua vez sero comportados por estruturas
metlicas adequadas.
As ligaes entre a aparelhagem de AT e a ligao dos painis de AT ao barramento,
sero efectuadas em cabo de alumnio multifilar. As ligaes entre os seccionadores de
barramento de painis AT dispostos frente a frente, sero efectuados em tubo de alumnio,
sendo em cabo de alumnio nu multifilar a ligao destes tubos ao barramento AT.
Todas estas ligaes apresentam um afastamento entre fases de 1,5 m, com a excepo
das ligaes aos disjuntores de AT(1,05 m) e aos transformadores de potncia 60/15 kV, que
dependem da distncia entre plos do respectivo equipamento.
As ligaes dos secundrios dos transformadores de potncia aos cabos isolados de MT,
que asseguram a sua ligao respectiva cela do quadro metlico de MT, sero efectuadas
em cabo de alumnio nu multifilar e em tubo de alumnio.
O tipo de montagem adoptado para as ligaes aos transformadores de potncia,
permitir a sua substituio de uma forma ligeira, uma vez que apenas ser necessrio
desligar os condutores em cabo de alumnio ligados aos terminais AT e MT do referido
transformador, e as ligaes de BT que sero asseguradas por intermdio de fichas extraveis.
5.2 Cabos Isolados de MT
Os cabos isolados de MT que realizam a ligao dos secundrios dos transformadores
de potncia 60/15 kV, dos transformadores dos servios auxiliares MT/BT, das reactncias de
neutro e dos escales de baterias de condensadores s respectivas celas do quadro metlico
de MT, sero cabos unipolares, possuindo uma alma condutora em alumnio, isolamento
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constitudo por uma camada extrudida de PEX (polietileno reticulado) e blindagem em fios de
cobre envolvidos por fita de cobre.
No andar de 15 kV, devido maior corrente convencionada necessria para os cabos, a
ligao dos secundrios dos transformadores de potncia 60/15 kV s respectivas celas do
quadro metlico de MT, ser assegurada por cabos unipolares com alma condutora em cobre.
Todos os cabos isolados de MT referidos, devero ter a sua armadura ligada terra nas
duas extremidades.
Os cabos isolados de MT relativos aos circuitos de ligao dos secundrios dos
transformadores 60/15 kV, dos transformadores dos servios auxiliares MT/BT, das
reactncias de neutro e dos escales de baterias de condensadores s respectivas celas do
quadro metlico de MT, sero instalados em todo seu trajecto, em tubos ou caleiras
reservados para o efeito.
Os cabos isolados de MT referentes aos circuitos das linhas, sero instalados em tubos
ou caleiras at zona das sadas areas, onde passaro a ser instalados em valas at os apoios
de transio cabo subterrneo/linha area.
5.3 Cabos Isolados de BT
Os cabos isolados de BT que certificam os circuitos de corrente contnua e os circuitos
de corrente alternada, sero do tipo XAZ1 (frs, frt, zh), com armadura de ao, e do tipo XHZ1
(frs, frt, zh), com armadura em fita de cobre, possuindo ambos, isolamento de cor preto,
tenso nominal de 0,6/1 kV e seco de acordo com as funes que iro desempenhar, tendo
como mnimo a seco de 2,5 mm2. Estes cabos devem ser isentos de halogneos, resistentes
ao fogo e no propagadores do mesmo.
Os cabos do tipo XHZ1, sero utilizados exclusivamente nos circuitos de medida de
corrente e tenso AT e MT, de modo a assegurar um melhor isolamento electromagntico,
sendo os restantes circuitos implementados com cabos isolados de BT do tipo XAZ1. Todos os
cabos isolados de BT devero ter a sua armadura ligada terra nas duas extremidades.
No Parque Exterior de Aparelhagem, os cabos isolados de BT sero instalados em tubos
e caleiras, com excepo dos trajectos de subida aparelhagem, aos comandos da
aparelhagem e armrios de reagrupamento de cabos.
No interior do Edifcio de Comando, os cabos isolados de BT, sero instalados em tubos
ou caleiras e sob o piso falso, na zona dos armrios de comando e controlo.
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6.Sistemas de Proteco
6.1 Rede Geral de Terras
A rede geral de terras ser concebida de forma a constituir uma rede equipotencial,
reduzindo os riscos de tenses de passo e de contacto e limitando-as a valores no perigosos,
em caso de defeito terra.
A rede geral de terras ser um conjunto interligado formado por:
Terra de proteco, destinada a contribuir para a segurana das pessoas nas
proximidades de um objecto metlico da instalao susceptvel de colocao
acidental sob tenso em caso de defeito de isolamento.
Terra de servio, destinada a influenciar o comportamento da rede em caso de
defeito terra.
Cabos de guarda, para proteco da instalao contra descargas atmosfricas
directas.
A rede geral de terras ser uma terra nica, constituda por um circuito de instalao
subterrnea e por um circuito de instalao superfcie, ligado entre si.
O desenho em AutoCAD da rede geral de terras encontra-se na folha n 3, em anexo.
O dimensionamento da rede geral de terras para a subestao (seco do cabo e
dimenso da quadrcula) depender de vrios factores, condicionados pela localizao da
subestao, tais como:
Resistividade do solo.
Distncia subestao de alimentao da rede AT e respectiva corrente de
curto-circuito mxima trifsica e fase-terra.
Caractersticas da interligao subestao de alimentao da rede AT.
A rede geral de terras apresentada foi dimensionada considerando a resistividade
mdia do solo igual ou inferior a 100 e uma corrente de curto-circuito mxima trifsica e
fase-terra igual ou inferior a 25 kA com uma durao mxima de 1,5 seg. na subestao de
alimentao da rede AT, sendo a interligao a esta subestao constituda por uma linha
dupla de alumnio-ao de 325 mm2 com comprimento superior ou igual a 8 km.
Na rede geral de terras, ficar o adjudicatrio da empreitada de engenharia civil
responsvel por deixar pontas derivadas do circuito de instalao subterrnea junto a cada
macio das estruturas metlicas e apoios AT, junto dos prumos de vedao da subestao e
no interior do Edifcio de Comando. Ficar o adjudicatrio da empreitada de Equipamento,
responsvel pelo estabelecimento do circuito de terra de instalao superfcie e pela
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interligao deste s pontas derivadas do circuito subterrneo, alm da ligao dos tapetes e
bancos equipotenciais.
A planta desenhada em AutoCAD, encontra-se em anexo, na Folha n3, Rede Geral de
Terras.
6.2 Sistemas de Proteco, Comando e Controlo Numrico (SPCC)
O SPCC o responsvel pela proteco, comando e controlo de todos os rgos da
instalao, sendo constitudo por diversos mdulos de processamento de informao que,
devidamente interligados, lhes permitem desempenhar as funes inerentes subestao,
nomeadamente:
Modo de funcionamento e encravamentos.
Proteces.
Automatismos.
Gesto da Informao.
Manuteno e teleparametrizao.
Interface humano-mquina.
Em termos, para garantir a segurana de pessoas e bens, devem ser respeitados os
seguintes princpios:
O comando voluntrio dos rgos de manobra (disjuntores e seccionadores)
no dever ser possvel de efectuar em simultneo a partir de locais distintos.
A aco de comando sobre os rgos de manobra (disjuntores) proveniente das
funes de proteco no est sujeita a qualquer hierarquia estabelecida para o
comando voluntrio.
A aco de comando proveniente das funes de automatismo sobre os rgos
de manobra (disjuntores) dever obedecer a uma sequncia de operaes pr-
definida e ter em considerao o modo de comando seleccionado para a aco
voluntria.
6.2.1 Funes de Proteco
Cada uma das unidades de painel integrantes do SPCC dever albergar um conjunto de
funes de proteco, que asseguraro a vigilncia do funcionamento da rede detectando
defeitos e, por interaco ou no com as funes de automatismo, procurando elimin-los o
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mais rapidamente possvel, no sentido de garantir simultaneamente uma explorao segura e
uma elevada continuidade e qualidade de servio.
Para atingir estes objectivos, as funes de proteco devem reger-se pelos seguintes
princpios:
Selectividade de actuao minimizando a rea afectada.
Redundncia na actuao permitindo colmatar o deficiente funcionamento de
qualquer componente do sistema de proteces.
Coexistncia com os restantes funcionalismos do SPCC.
Para situaes especficas em que h necessidade de garantir tempos de actuao
iguais ou inferiores a 100 ms, e a transmisso de informao entre as diferentes unidades de
painel e o SPCC no garante este requisito, ento, esta troca de informao dever ser
assegurada por uma interligao por fio condutor elctrico.
6.2.2 Funes de Automatismo
O SPCC dever assegurar, preferencialmente de forma distribuda, um conjunto de
funes de automatismo com o objectivo de eliminar determinado tipo de defeitos e garantir
elevados nveis de qualidade de servio.
Devem ser considerados as seguintes funes:
Comutao automtica de disjuntores BT.
Religao rpida e/ou lenta de disjuntores.
Pesquisa terras resistentes.
Deslastre e reposio por tenso.
Deslastre e reposio por frequncia.
Regulao automtica de tenso.
Comando automtico de bateria de condensadores.
O SPCC deve garantir via a rede de comunicao que interliga as diferentes unidades de
painel, a correcta actuao das funes de automatismo de acordo com os limites temporais
definidos para cada uma delas.
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7. Anexos
Neste captulo da memria, encontram-se respectivamente:
Clculos das correntes de curto-circuito, escolha se cabos.
Dimensionamento do Barramento de 60 kV.
Dimensionamento do Barramento de 15 kV.
Plantas desenhadas em AutoCAD:
o Folha 1: Vista de perfil da Subestao 60/15 kV.
o Folha 2: Planta da Subestao 60/15 kV.
o Folha 3: Rede Geral de Terras da Subestao 60/15 kV.
o Folha 4: Esquema unifilar da Subestao 60/15 kV.