Aula 8 Diretrizes Elaboração Arranjos

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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS
ENGENHARIA INDUSTRIAL ELÉTRICA
AULA 8
Diretrizes para Elaboração de 
Arranjos Físicos de Subestações
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Arranjo físico de uma subestação nada mais é do que a 
representação em desenhos (plantas, elevações e cortes) 
devidamente cotados, de todos os equipamentos montados 
segundo as diretrizes impostas pelas normas e pelas boas práticas 
das instalações para: 
• ancoragem nos pórticos de LT’s e saídas de RD’s;
• estrutura suporte para barramentos e equipamentos;
• barramentos e conexões entre equipamentos;
• montagem dos equipamentos diversos (Chaves, TC’s, TP’s, etc.);
• disposição das circulações, passagens de veículos, pedestres etc.
QUE SIGNIFICA “ARRANJO FÍSICO” DE UMA 
SUBESTAÇÃO?
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QUE PRINCIPAIS PRÉ-REQUISITOS DEVEM ESTAR 
DEFINIDOS PARA SE PROJETAR O ARRANJO 
FÍSICO DE UMA SUBESTAÇÃO?
• Acesso à subestação já definido
• Posicionamento das chegadas de e saídas de LT’s ou RD’s 
já definido
• Diagrama Unifilar já consolidado
• Área do terreno já escolhida
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Para se dar início à concepção do ”arranjo físico da subestação ”, é
imprescindível que sejam do conhecimento do projetista civil os 
seguintes elementos:
• Indicação da direção dos nortes de projeto e magnético
• Nível da elevação do terreno já terraplenado
• Marcos topográficos Mx, My, Mz e Mw (*)
(*) Todas as cotas da subestação devem ser referidas aos eixos 
formados pelas retas Mx – My e Mz – Mw.
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• Em uma instalação onde os níveis de tensão já estejam definidos, é
importante se avaliar as distâncias (mínimas e recomendadas) para os 
afastamentos entre condutores sob tensão (fase-fase e fase-terra, 
passagem de pedestres e de veículos);
DISTANCIAMENTO ELÉTRICO
Obs: A preferência deve recair sobre as 
distâncias recomendadas; distâncias 
mínimas somente devem ser aceitas 
quando não existir outra alternativa.
• Os valores usuais estão apresentados 
na tabela a seguir.
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1000060002900+fmax4500+fmax29002750450031001300345
2300+fmax3950+fmax23002200395028401050
86005000
1930+fmax3350+fmax1930190033502440900
230
800040001350+fmax2500+fmax1350133025001720650138
70003600740+fmax1500+fmax740680150087035069
68003000390+fmax800+fmax39035080045020034,5
6800300031028060036015023
6800300026019040025011013,8
Recom.Mín.Recom.Mín.Recom.Mín.
Ø – TØ – ØØ – TØ – Ø
Altura 
Mínima 
Passagem 
Veículos
Altura 
Mínima 
Passagem 
Pedestres
Condutores Flexíveis 
sob TensãoCondutores Rígidos sob Tensão
TSI (kV)
Vnom. 
do sist. 
(kV)
DISTÂNCIAS ELÉTRICAS A RESPEITAR PARA 
PROJETOS DE SUBESTAÇÕES EXTERNAS (mm)
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OUTRAS RECOMENDAÇÕES REFERENTES À
DISPOSIÇÃO DOS EQUIPAMENTOS NO 
ARRANJO FÍSICO DA SUBESTAÇÃO
� Estudar criteriosamente os meios de retirada dos transformadores
principais (principalmente quando se tratar de mais de uma unidade)
� Estudar os raios de curvatura para manobras de caminhões e
carretas nas vias de circulação no interior da subestação;
� Estudar a melhor solução para o acesso de pessoas e veículos; 
� Observar para a distância entre dois equipamentos adjacentes numa
mesma fase: 
• o vão máximo (flecha máxima admissível do condutor de 
interligação, seja ele rígido ou flexível);
• o espaçamento mínimo em torno de cada equipamento destinado 
à sua manutenção;
• o espaçamento mínimo para acesso de veículos que transportem 
equipamentos e materiais destinados às montagens/manutenção 
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OUTRAS RECOMENDAÇÕES REFERENTES À
DISPOSIÇÃO DOS EQUIPAMENTOS NO 
ARRANJO FÍSICO DA SUBESTAÇÃO (cont.)
� Todo pátio de equipamentos deve ser coberto com uma camada de
100 mm de pedra britada;
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OUTRAS RECOMENDAÇÕES REFERENTES À
DISPOSIÇÃO DOS EQUIPAMENTOS NO 
ARRANJO FÍSICO DA SUBESTAÇÃO (cont.)
A distância elétrica fase-terra nas condições de chave de manobra 
aberta e fechada pode variar, dependendo do tipo construtivo da 
chave. Veja o exemplo abaixo para uma subestação classe 138 kV:
Obs.: neste caso, confirmar se a menor distância verificada atende à
“distância elétrica” mínima exigida. 
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CARREGAMENTO MÁXIMO NOS PÓRTICOS DE 
ANCORAGEM DE LT’s NAS SE’s DE A.T.
10001000600600150Cabo Para-raios
2000200010001000200200200Fase
345 kV230 kV138 kV69 kV34,5 kV23 kV13,8 kVCondutor
Esforço de Tração por Condutor (kgf)
kgf
kgf
kgf
Condutor Fase Cabo Para-raios
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DISTÂNCIA MÍNIMA ENTRE VIGAS DE 
ANCORAGEM E CABOS PARA-RAIOS NAS 
SUBESTAÇÕES DE A.T.
70005000350030002000
345 kV230 kV138 kV69 kV34,5 kV23 kV13,8 kV
Distância Mínima A (mm)
A
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ALTURA MÍNIMA DAS VIGAS DE ANCORAGEM 
DE LT’s NAS SUBESTAÇÕES DE A.T.
2000018000120009500800063006300
345 kV230 kV138 kV69 kV34,5 kV23 kV13,8 kV
Altura Mínima A (mm)
A
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DISTÂNCIAS ENTRE CONDUTORES E PÓRTICO DE 
CHEGADA DE LT’s
A AB B
50004400225021001180550B
60005600325024001520700A
345 kV230 kV138 kV69 kV34,5 kV23 kV13,8 kV
Distâncias Mínimas (mm)
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ALTURAS MÍNIMAS ENTRE A BASE DO EQUIP. / SOLO (A) 
E CONDUTOR VIVO / SOLO (B)
6100510041003600310031003100B
2500250025002500250025002500A
345 kV230 kV138 kV69 kV34,5 kV23 kV13,8 kV
Alturas Mínimas (mm)
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DISTÂNCIAS MÍNIMAS EM ESTRUTURAS DE 
BARRAMENTOS RÍGIDOS
11000900070005500400040004000B
4500400025001500800600400A
345 kV230 kV138 kV69 kV34,5 kV23 kV13,8 kV
Distâncias Mínimas (mm)
A A
B
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DISTÂNCIAS MÍNIMAS EM ESTRUTURAS DE 
BARRAMENTOS FLEXÍVEIS
131001210081007100650051005100B
60005600325025001520800450A
345 kV230 kV138 kV69 kV34,5 kV23 kV13,8 kV
Distâncias Mínimas (mm)
A
B
A
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ASPECTOS RELEVANTES DO ARRANJO 
FÍSICO RELACIONADOS ÀS OBRAS CIVIS 
DAS SUBESTAÇÕES
Sistema de drenagem pluvial
Sistema de abastecimento de água e rede de esgoto
Localização das bases suporte de equipamentos e estruturas
Localização da casa de controle no layout da subestação
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EQUIPAMENTOS DA CASA DE CONTROLE
� Inicialmente deve se dispor das dimensões e quantitativos dos 
equipamentos que serão instalados na casa de controle, p. ex.: 
• painéis de comando, medição •••• cubículos do sistema de 
e sinótico; comunicação (carrier);
• painéis de serviços auxiliares •••• sistema de rádio comunicação;
(Vca e Vcc); •••• painel retificador de tensão.
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EQUIPAMENTOS DA CASA DE CONTROLE(cont.)
� Inicialmente deve se dispor das dimensões e quantitativos dos 
equipamentos que serão instalados na casa de controle, p. ex.: 
• sistema supervisório;
• medição digitalizada;
• baterias acumuladoras. 
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COMPARTIMENTOS DA CASA DE CONTROLE
� Com base nesses dados, projeta-se a disposição dos 
mesmos, sendo usual: 
• 01 sala de painéis;
• 01 sala para o conjunto de baterias acumuladoras;
• 01 instalação sanitária completa;
• 01 depósito de pequenos materiais (relés, instrumentos
de teste, etc.)
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LOCALIZAÇÃO DA CASA DE CONTROLE NO 
LAYOUT DA SUBESTAÇÃO 
Prever canaletas sob os painéis, de modo a receber com facilidade de 
montagem e manutenção os cabos de B.T. provenientes do pátio de 
equipamentos (secundário de TC’s, TP’s, comando de disjuntores, 
chaves seccionadoras, transformadores, etc.);
Fornecer ao projetista de civil / arquitetura o padrão desejado de 
acabamento; 
Sempre que possível, posicionar a casa de controle próxima do 
portão de acesso à subestação;
Estudar um fácil acesso para os veículos que transportem os 
equipamentos a serem instalados no interior da casa de controle;
Posicionar a casa de controle em local onde a fiação de B.T. seja a 
mais centralizada possível em relação aos equipamentos de origem 
no pátio externo; 
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EXEMPLO DE PROJETO DE CASA DE 
CONTROLE DE SUBESTAÇÕES
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EXEMPLO DE PROJETO DE CASA DE 
CONTROLE DE SUBESTAÇÕES (cont.)
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OBRAS CIVIS (BASES SUPORTES)
Após consolidado o 
arranjo dos 
equipamentos em 
conformidade com 
as distâncias 
definidas, deve-se 
preparar uma planta 
com a localização 
de todas as bases 
de estruturas 
suportes, 
equipamentos, casa 
de controle, cerca 
externa, portões, 
circulações e 
acesso;
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OBRAS CIVIS (BASES SUPORTES) cont.
As bases (fundações) civis normalmente são niveladas a 200 mm 
acima da cota de nível de referência do solo terraplenado;
2 0
0 
m
m
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OBRAS CIVIS (BASES SUPORTES) cont.
As cotas de locação são lançadas entre os eixos principais de cada 
base e devem ser rigorosamente conferidas antes do início das obras. 
Um erro, por menor que seja, pode causar prejuízos irreparáveis na 
etapa de montagem dos equipamentos e estruturas.
Distância
 entre
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 eixos
 
 das
 bases
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OBRAS CIVIS (BASES SUPORTES) cont.
Da mesma forma, devem ser locadas todas as outras bases, cercas,
portões, canaletas para cabos, paredes corta-fogo, etc.
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OBRAS CIVIS (BASES SUPORTES) cont.
As bases dos transformadores 
principais deverão ser projetadas para 
escoar, além das águas da drenagem 
pluvial, eventuais descargas de óleo 
em compartimentos específicos;
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SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA E 
REDE DE ESGOTO
Trata-se de uma necessidade básica em qualquer instalação a 
existência do abastecimento de água e o seu conseqüente 
escoamento após o uso, o que é feito via esgoto sanitário;
Outra alternativa é a construção de um poço artesiano. Nesse caso, os 
custos decorrentes são maiores (tubulação, bombeamento);
Inexistindo redes de água e esgoto, a solução é a construção de uma 
cisterna. Nesse caso, corre-se o risco de não encontrar água no 
subsolo ou localizá-la muito profunda;
Para cada subestação, a solução adotada é específica. O conveniente 
é que já exista uma infra-estrutura de saneamento básico na área de 
abrangência da subestação;
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SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA E 
REDE DE ESGOTO (cont.)
A solução de última 
hipótese é a 
construção de uma 
caixa d’água (em geral 
20.000 litros) em um 
local mais elevado 
possível, com a água 
descendo por 
gravidade e 
dispensando o 
bombeamento. Esta 
caixa é abastecida por 
caminhão pipa;
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SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA E 
REDE DE ESGOTO (cont.)
Da mesma forma, a solução para o esgoto sanitário passa pela 
existência de uma infra-estrutura no local ou na construção de uma 
fossa séptica devidamente dimensionada e em local previamente 
escolhido.
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DICAS PARA UMA CORRETA ELABORAÇÃO DE 
ARRANJO FÍSICO DE SUBESTAÇÕES
1 – Analise o diagrama unifilar definitivo. Uma vez definidas as 
direções das linhas aéreas de chegada e saída, inicie por um “bay”
mais extenso (p. ex.: o bay de entrada de linha até o barramento
principal);
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DICAS PARA UMA CORRETA ELABORAÇÃO DE 
ARRANJO FÍSICO DE SUBESTAÇÕES (cont.)
2 – Faça esboços do arranjo desse bay em cortes longitudinais e 
transversais (sempre se lembrando que as conexões são normalmente 
trifásicas e a visão espacial nesse caso é fundamental);
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DICAS PARA UMA CORRETA ELABORAÇÃO DE 
ARRANJO FÍSICO DE SUBESTAÇÕES (cont.)
6 – Nas conexões trifásicas, não se esquecer de conferir o correto 
faseamento (fase A com fase A, fase B com fase B e fase C com fase 
C);
7 – Utilizar as estruturas mais elevadas (p. ex.: pórticos de entrada de 
linha) para conexão dos cabos de blindagem contra raios. Se esta
hipótese não existir, projetar postes de altura adequada para efetuar a 
blindagem;
3 – Utilize as distâncias elétricas recomendadas (fase-fase, fase-terra, 
passagem de pedestres, passagem de veículos, etc.);
4 – Projetar sempre lembrando-se dos espaços destinados a uma 
eventual manutenção dos equipamentos (entrada e saída de veículos e 
materiais);
5 – As vias de circulação de veículos devem possuir raios de curvatura 
adequados, de modo a se evitar manobras indesejáveis;
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DICAS PARA UMA CORRETA ELABORAÇÃO DE 
ARRANJO FÍSICO DE SUBESTAÇÕES (cont.)
8 – Ficar atento para possíveis interferências (p. ex.: malhas de terra 
com sistemas de drenagem, passagem de canaletas entre bases de 
equipamentos, etc.);
9 – Não se esquecer de prever, na área, espaço para futuras 
ampliações / expansões. Esta área, deve ser contemplada por ocasião 
da elaboração de um arranjo planta que inclua todas as instalações até
a etapa final da subestação;
10 – Caso o vão a ser vencido nas conexões entre 
equipamentos for extenso, utilizar cadeias de 
isoladores de pedestal como suporte intermediário;
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DICAS PARA UMA CORRETA ELABORAÇÃO DE 
ARRANJO FÍSICO DE SUBESTAÇÕES (cont.)
11 – A partir do esboço dos desenhos em corte, fazer o esboço da 
planta de arranjo físico.