Redes Elétricas - Tópico 3

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Redes Elétricas 
 
 
Nova Metodologia 
Material de consulta do aluno 
 
 
3º Tópico – Subestações Abaixadoras 
 
Uma subestação (SE) pode ser definida como um conjunto de equipamentos 
de manobra e/ou transformação e ainda eventualmente de compensação de 
reativos usado para dirigir o fluxo de energia em sistema de potência e 
possibilitar a sua diversificação através de rotas alternativas, possuindo 
dispositivos de proteção capazes de detectar os diferentes tipos de faltas que 
ocorrem no sistema e de isolar os trechos onde estas faltas correm. 
 
 
3.1 – Classificação das subestações 
 
A classificação de uma subestação pode ser realizada conforme sua função, 
seu nível de tensão, seu tipo de instalação e sua forma de operação. 
 
 
3.1.1 – Classificação quanto à função 
 
Subestações transformadoras: É aquela que converte a tensão de 
suprimento para um nível diferente, maior ou menor, sendo designada, 
respectivamente, SE transformadora elevadora e SE transformadora 
abaixadora. Geralmente, uma subestação transformadora próxima aos centros 
de geração é uma SE elevadora (elevam a tensão para níveis de transmissão e 
subtransmissão proporcionando um transporte econômico da energia). 
Subestações no final de um sistema de transmissão, próximas aos centros de 
carga, ou de suprimento a uma indústria é uma SE transformadora abaixadora 
(diminuem os níveis de tensão evitando inconvenientes para a população como 
rádio-interferência, campos magnéticos intensos e faixas de passagem muito 
largas). 
 
Subestação Seccionadora, de Manobra ou de Chaveamento: É aquela que 
interliga circuitos de suprimento sob o mesmo nível de tensão, possibilitando a 
sua multiplicação. É também adotada para possibilitar o seccionamento de 
circuitos, permitindo sua energização em trechos sucessivos de menor 
comprimento. 
 
 
3.1.2 – Classificação quanto ao nível de tensão 
 
Subestações de alta tensão (AT): é aquela que tem tensão nominal abaixo de 
230 kV; 
 
Subestações de extra alta tensão (EAT): é aquela que tem tensão nominal 
acima de 230 kV. É importante enfatizar que em subestações deste tipo são 
necessários estudos complementares considerando o Efeito Corona. 
 
 
3.1.3 – Classificação quanto ao seu tipo de instalação 
 
Subestações a céu aberto: São construídas em locais amplos ao ar livre e 
requerem emprego de aparelhos e máquinas próprias para funcionamento em 
condições atmosféricas adversas (chuva, vento, poluição, etc.). 
 
 
Figura 1 - Subestação ao ar livre 
 
 
Subestações em interiores (abrigada): São construídas em locais abrigados 
e os equipamentos são colocados no interior de construções não estando 
sujeitos a adversidades do tempo como as abertas. 
 
 
Figura 2 - Subestações em interiores 
Subestações blindadas: são construídas em locais abrigados e os 
equipamentos são completamente protegidos e isolados em óleo, com material 
sólido, ou em gás (ar comprimido ou SF6). 
 
No caso das subestações blindadas podem ser destacadas algumas vantagens 
e desvantagens. As blindadas têm como vantagens o espaço reduzido 
(podendo chegar a até 10% de uma SE convencional), baixa manutenção e 
operação segura inteiramente contidas em invólucros metálicos) e disponíveis 
em níveis de tensão de até 500kV. Mas possuem também certas desvantagens 
como a necessidade de pessoal com treinamento especializado e as 
operações de chaveamento manobra não podem ser visualizadas (apenas 
supervisionadas por indicadores luminosos). 
 
 
Figura 3 - Subestação blindada 
 
 
3.1.4 – Classificação quanto à forma de operação 
 
Subestações com operador: Exige alto nível de treinamento de pessoal e uso 
de computadores na supervisão e operação local só se justifica para 
instalações de maior porte. 
 
Subestações semiautomáticas: possuem computadores locais ou 
intertravamentos eletromecânicos que impedem operações indevidas por parte 
do operador local. 
 
Subestações automatizadas: são supervisionadas à distância por intermédio 
de computadores. 
 
 
 
 
 
3.2 – Subestações em unidades consumidoras 
 
Quando o consumidor não tiver condições de ser contemplado por um ramal 
em BT (baixa tensão), por falta de condições da concessionária ou, por 
necessitar de uma tensão diferente da rede local, deverá instalar um SE 
(subestação) própria. 
 
Elas podem ser classificadas em: 
 
 
3.2.1 – Simplificada 
 
Arranjo simples com proteção por fusíveis no primário, transformação em poste 
(aérea) ou em pedestal, destinadas a alimentar pequenas cargas, sobretudo as 
instalações temporárias ou provisórias. 
 
O sistema de medição, definido previamente pela LIGHT, pode ser na AT ou na 
BT, dependendo das condições da área de atendimento. 
 
Neste arranjo a potência nominal trifásica de transformação está limitada entre 
75 kVA e 300 kVA. 
 
 
Figura 4 - Subestação aérea 
 
 
Figura 5 - Subestação em pedestal 
3.2.2 – Subestação abrigada 
 
Arranjo eletromecânico cujos elementos de manobra, medição e proteção são 
montados em compartimentos metálicos blindados. Pode ser convencional ou 
compacto, isolado a ar ou a gás. É indicado como padrão para atendimento de 
instalações de caráter definitivo. 
 
 
3.2.2.1 – Subestação blindada convencional 
 
Arranjo eletromecânico previamente homologado pela LIGHT, onde são 
montados em compartimentos blindados, elementos de manobra, medição e 
proteção, podendo ser de fabricantes diferenciados. 
 
Possui sistema de isolamento a ar, normalmente utilizando chaves isoladas a 
ar e disjuntores tipo PVO ou à vácuo com relés de proteção secundários ou 
primários dependendo da potência instalada. Os transformadores de potência 
poderão ocupar o mesmo espaço físico do conjunto de manobra, medição e 
proteção. 
 
Figura 6 - Blindada convencional 
 
 
3.2.2.2 – Subestação blindada compacta 
 
Arranjo eletromecânico previamente homologado pela LIGHT, onde são 
montados em compartimentos blindados compactos, elementos de manobra, 
medição e proteção, sendo todo o conjunto de um mesmo fabricante. Possui 
sistema de isolamento a gás, a exceção do módulo de medição com 
isolamento a ar, normalmente utilizando chaves a gás e disjuntores a gás ou a 
vácuo com relés de proteção secundários. Os transformadores de potência 
poderão ocupar o mesmo espaço físico do conjunto de manobra, medição e 
proteção. 
 
 
Figura 7 - Blindada compacta 
 
 
3.3 – Componentes de uma subestação 
 
Transformador de potência: Este é o principal e mais caro componente de 
uma subestação. Sua função é adequar a tensão da concessionária com a 
tensão do consumidor. 
 
 
Figura 8 - Transformador de potencial 
 
 
Para-raios de distribuição: Nas subestações os pararraios são utilizados para 
proteger os equipamentos ligados diretamente na linha de transmissão contra 
surtos de tensões devido a descargas atmosféricas ou outros tipos de surtos, 
como os provenientes de manobras na LT. 
 
 
Figura 9 - Para-raios de distribuição 
 
 
Chave fusível e Chave seccionadora: Chaves fusíveis e chaves 
seccionadoras são equipamentos amplamente utilizados em qualquer tipo de 
subestação, independente da tensão e potência envolvida. Tendo como função 
a proteção do circito e também o controle deste através do seccionamento. 
 
 
 
Figura 10 Chave fusível e Chave seccionadora 
 
 
Condutores: Os condutores de potência em subestações se dividem pelo lado 
de AT e BT, podendo variar entre as três tensões, BT, MT e AT. 
 
 
Figura 11 - Cabos para 6kV a 35kV 
 
 
 
Muflas e Terminações: Muflas e terminações são utilizadas para manter as 
condições de isolamento elétrico nas conexões entre cabos isolados e 
condutores nus, barramentos ou cabos. 
 
Este item é necessário devido a complexidade da isolação de cabos de média 
tensão por causa dos possíveis problemas de uma má isolação ou demais 
problemas devido ao campo elétrico presente neste tipo decabos. 
 
 
 
Figura 12 – Muflas 
 
 
Disjuntores PVO (Pequeno Volume de Óleo): Disjuntores muito utilizados em 
subestações abrigadas, geralmente de MT. Possui uma tecnologia que 
extingue o arco devido a um óleo isolante presente em seus contatos. 
 
 
Figura 13 - Disjuntor PVO 
 
 
Isoladores: Equipamentos presentes em todas as subestações onde seja 
necessário um suporte mecânico de apoio ou suspensão para os condutores, 
sendo barramentos ou cabos. Basicamente são fabricados em três tipos de 
material, porcelana, vidro e poliméricos e podem ser externos ou internos. 
 
 
Figura 14 - Isoladores diversos 
 
 
 
 
 
Links para acesso aos vídeos do YouTube 
 
https://www.youtube.com/watch?v=mqDcQK4LRmw – SE Simplificada. 
 
https://www.youtube.com/watch?v=aU5qdKqaFRU – SE Abrigada. 
 
https://www.youtube.com/watch?v=iLdm4WGBniI – SE Blindada Convencional. 
 
 
 
BIBLIOGRAFIA 
Apostila de Redes Elétricas da Escola Técnica Electra – Ed. 2013. 
 
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/130058/mod_resource/content/1/Subes
tacoes-eletricas-1.pdf - último acesso em 17/04/2018 às 16h15min. 
 
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAcT8AG/subestacao - último acesso 
em 17/04/2018 às 16h45min. 
 
http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/saimon/materiais/Aula_5_Equip
amentos_de_sub.pdf - último acesso em 20/04/2018 às 18h28min. 
https://www.youtube.com/watch?v=mqDcQK4LRmw
https://www.youtube.com/watch?v=aU5qdKqaFRU
https://www.youtube.com/watch?v=iLdm4WGBniI
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/130058/mod_resource/content/1/Subestacoes-eletricas-1.pdf
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/130058/mod_resource/content/1/Subestacoes-eletricas-1.pdf
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAcT8AG/subestacao
http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/saimon/materiais/Aula_5_Equipamentos_de_sub.pdf
http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/saimon/materiais/Aula_5_Equipamentos_de_sub.pdf