Trabalho Elétrica

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CENTRO UNIVERSITÁRIO LUTERANO DE SANTARÉM
COMUNIDADE EVANGÉLICA LUTERANA “SÃO PAULO”
Portaria Ministerial nº 1.992 – D.O.U. de 20/12/06
RESUMO DA NORMA TÉCNICA 31.026.00:
CRITÉRIOS DE PROJETO DE SUBESTAÇÕES
SANTARÉM
2017
CENTRO UNIVERSITÁRIO LUTERANO DE SANTARÉM
COMUNIDADE EVANGÉLICA LUTERANA “SÃO PAULO”
Portaria Ministerial nº 1.992 – D.O.U. de 20/12/06
MATEUS DE MIRANDA DE SOUSA
RESUMO DA NORMA TÉCNICA 31.026.00:
CRITÉRIOS DE PROJETO DE SUBESTAÇÕES
Trabalho final de semestre que servirá como complemento de nota do G2 da disciplina de Instalações Elétricas, profº Seldon, no Centro Universitário Luterano de Santarém – CEULS/ULBRA.
SANTARÉM
2017
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO 										4
2. CAMPO DE APLICAÇÃO E RESPONSABILIDADES 				4
3. DEFINIÇÕES 										4
4. PROJETO ELETROMECÂNICO 							6
4.1. Equipamentos 								6
4.2. Projeto Elétrico 								8
5. PAINEL DE PROTEÇÃO 								9
5.1. Painel de Alimentação Auxiliar (CA, CC ou CA/CC) 			10
5.2. Painel de UTR (unidade terminal remota) 				10
5.3. Painel de Medição 								10
5.4. Retificador e Banco de Baterias 						11
6. DIAGRAMA DE INTERLIGAÇÃO 							11
7. DIAGRAM DE COMUNCAÇÃO 							11
8. CONCLUSÃO 										12
9. REFERÊNCAS 										13
INTRODUÇÃO
Será apresentado neste trabalho um resumo da NT 31.026.00 que tem como título: “CRITÉRIOS DE PROJETO DE SUBESTAÇÕES” de concessionárias de energia elétrica, que têm como objetivo estabelecer etapas, requisitos e critérios para a elaboração de projetos de subestações, orientando os projetistas de subestações em busca das melhores soluções a fim de garantir o fornecimento de energia elétrica com qualidade, confiabilidade e segurança, com tensões primárias de 138 kV, 69kV, e 34,5 kV.
CAMPO DE APLICAÇÃO E RESPONSABILIDADES
Aplica-se às Gerências de: Normas e Padrões; Expansão AT e Automação (CEMAR); Manutenção e Expansão RD (CEMAR); Expansão e Melhoria do Sistema (CELPA); Manutenção do Sistema Elétrico (CELPA); Planejamento (CEMAR e CELPA); Desenvolvimento de Fornecedores, Segurança e Meio Ambiente; Jurídica e; Suprimentos e Logística. Também se aplica a todas as empresas responsáveis pela elaboração de projetos de subestações de distribuição dentro das áreas de concessão da Concessionária.
Para algumas gerências ficam responsabilidades relacionadas a manutenção, meio ambiente, planejamento, fornecedores e do setor jurídico, cada gerencia está apta a participar do processo de revisão dessa norma.
A Gerencia de normas e padrões fica responsável por definir as normas para os projetos de subestações de alta tensão dentro da área da concessionária.
Gerências de Expansão AT e Automação (CEMAR) e Expansão e Melhoria do Sistema (CELPA) Realizar as atividades relacionadas à expansão e melhoria do sistema elétrico de acordo com as regras e recomendações definidas neste instrumento normativo.
DEFINIÇÕES
Tem-se normas, definições de componentes e variados tipos de subestações, como: 
Aterramento: Ligação a terra de todas as partes metálicas não energizadas de uma instalação.
ABNT: Associação privada sem fins lucrativos responsável pela elaboração das normas técnicas do Brasil.
Subestação ao Tempo: Estão Sujeitos a Variações Climáticas
Subestação Abrigada: Por serem instalados no interior de uma edificação, não sofrem com as variações climáticas
Subestação Compacta: Assim como a abrigada, ela está instalada dentro de uma edificação e não sofre com as condições climáticas, essa instalação é feita dentro de cubículos metálicos. 
Subestação Tipo 1,2,3,4,5. Todas as Subsestação Tipo são Subestações ao Tempo, o que difere entre elas e a transformação e a capacidade. 
Subestação Tipo 6. A Subestação tipo 6 já é uma subestação Abrigada e a transformação dela se dá de 69/13,8 kV e até 120 MVA.
Devem ser destinados exclusivamente à instalação de equipamentos de transformação, proteção, medição, entre outros necessários para o atendimento da Unidade Consumidora, toda área ou compartimentos da subestação. As subestações devem ser localizadas em local de livre acesso e em condições adequadas de segurança. 
O combinação dos equipamentos da subestação deve ser feito levando em consideração: as distâncias mínimas de segurança normalizadas, facilidade de operação, manutenção e remoção de equipamentos. Deve-se dar uma atenção especial a casa de comando visando a segurança dos trabalhadores.
 Os equipamentos da subestação devem estar sobre a área ocupada pela malha de terra. O valor máximo de resistência da malha de terra deve ser de 10 ohms. 
Os eletrodos de terra verticais devem ter dimensões mínimas de 3.000 mm de comprimento. Podem ser constituídos de hastes de aço cobreado de diâmetro mínimo de 19 mm ou de outro material que preserve suas condições originais ao longo do tempo. 
Não é permitida a utilização de elementos ferrosos, mesmo que sejam zincados (cantoneira de aço zincado, cano de aço zincado, etc.). 
A interligação dos eletrodos deve ser feita com cabo de cobre nu de seção mínima igual a 70 mm² (diâmetro nominal 10,6 mm; formação 19 x 2,12 mm; têmpera meio dura) e a distância entre eles deve ser no mínimo de 3.000 mm; 
Devem ser ligados ao sistema de aterramento por meio de cabo de cobre nu, de bitola mínima de 70 mm² (diâmetro nominal 10,6 mm; formação 19 x 2,12 mm; têmpera meio dura), os seguintes componentes de uma subestação: 
PROJETO ELETROMECÂNICO
Esse projeto irá mostrar no mínimo as seguintes plantas: situação (arranjo geral); cortes e vistas; arranjo dos equipamentos externos; estruturas suportes de barramento (plantas e isométricos); eletrodutos, iluminação externa e tomadas (plantas e diagramas unifilares); memorial de cálculo do sistema de aterramento, relatório das medições de resistividade do solo, projeto da malha de aterramento; lista de material; lista de desenhos e detalhes de montagem. 
Na planta de situação constará traçado das ruas, avenidas ou rodovias, indicação do norte magnético e outros pontos de referência significativos. Nas obras localizadas em áreas rurais indicar também, município, localidade, estradas de acesso a subestação.
Equipamentos 
a) Transformador de potência: Lado de alta tensão dos transformadores de força deve ser, em princípio, ligado em delta. No caso de ligação em estrela, o neutro deve ser sempre isolado da terra. Os transformadores podem, a critério do Consumidor e preferencialmente, ser previstos com dispositivo de comutação automática de derivações em carga, para as tensões padronizadas pelas Concessionárias, especificar os transformadores de acordo com as especificações de transformadores de potência. 
b) Barramento: Deve ter nível de isolamento correspondente a valores eficazes de tensão sustentada de 175 kV (335 kV) a seco e 145 kV (275 kV) sob chuva e 60 Hz, em 72,5 kV (145 kV). Os barramentos das subestações ao tempo ou abrigados devem ser construídos de cobre ou alumínio nu, em cabo, tubo, vergalhão ou barra. Nos casos de instalações em áreas de agressividade salina e/ou industrial é recomendado o uso de cobre. 
c) Disjuntor: devem ser trifásicos, e recomenda-se especificá-los de acordo com as especificações de disjuntores de alta tensão, ser providos com dispositivos elétricos de ligar ou desligar, bem como de dispositivo mecânico de desligar; e serem do tipo trip-free e equipados com dispositivo antipumping.
d) Chave Seccionadora: devem ser trifásicas, de operação em grupo (simultânea) e acionamento manual ou elétrico.
e) Transformadores de Correntes (TC): a proteção deve ser utilizado exclusivamente para alimentar os relés da proteção de entrada e devem ser instalados imediatamente antes dos disjuntores correspondentes, do tipo bucha ou enrolados, e recomenda-se especificá-los de acordo com a norma da Concessionária.
f) Transformadores de Potencial (TP): a proteção de entrada deve ser utilizada quando for necessário o uso de relés de sobrecorrente direcionais e/oudistância, podendo ser instalados no barramento da Subestação ou nos bay das linhas de alimentação.
g) Pararraios: pararraios tipo estação de acordo com as especificações da Concessionária. Deve ser usado um jogo de 03 (três) pararraios por cada circuito de alimentação, localizados antes das chaves seccionadoras de entrada, onde os terminais de terra dos pararraios devem ser interligados à malha de terra geral da subestação. Deve ser previsto no ponto de interligação pelo menos uma haste de aterramento. 
h) Religador Automático: somente deverão ser usados Religadores de acordo com as especificações da Concessionária. O religador automático utilizado em Subestações de Alta Tensão na área de concessão das Concessionárias, com estrutura especifica para o tipo de subestação, composto de mecanismo de abertura e fechamento baseado em atuador eletromecânico, de mecanismo de interrupção a vácuo, com meio isolante em material polimérico, indicador de posição, contador de operações, controle eletrônico baseado em relé microprocessado (IED – Inteligent Eletronic Device), específico para o Religador, sistema de comunicação e medidor multifunção para medição de perdas técnicas (em subestação). . 
i) Banco de Capacitores: os bancos de capacitores devem ser fornecidos completos conforme especificação técnica, com todos os componentes e acessórios descritos na mesma. Em resumo, os seguintes itens devem estar incluídos no escopo do fornecimento: 
- Células capacitivas; 
- Chave tetrapolar de aterramento (para montagem em rack); 
- Reator limitador de corrente (para montagem em rack); 
- Pára-raios; 
- Transformador de corrente (para montagem em rack); 
- Chave automática (tripolar ou monopolar); 
- Chaves fusíveis (em poste); 
- Cartuchos fusíveis individuais, com elos e molas; 
- Dispositivos de intertravamento; 
- Isoladores suporte; 
- Relé de proteção com controlador automático de banco de capacitores; 
- Estrutura metálica; 
- Barramentos, conexões e conectores; 
- Chumbadores (para montagem em rack);
Projeto Elétrico 
De posse dos diagramas unifilares contidos no anteprojeto e, uma vez definidos na reunião inicial quais equipamentos irão compor a subestação, a documentação do projeto elétrico será constituída de, no mínimo, o que segue: 		
a) Diagramas unifilares; 		
b) Desenhos e diagramas topográficos dos painéis (instalação de componentes e fiação interna dos painéis, equipamentos e serviços auxiliares); 
c) Desenhos e diagramas funcionais executivos, inclusive desenhos de adequação dos equipamentos existentes; 
d) Diagramas e listas de cabos da cablagem (interligações externa entre equipamentos) com rota, funções e metragens definidas; 
e) Diagramas de comunicação e respectivas listas de materiais. 
PAINEL DE PROTEÇÃO
Os painéis de proteções comportam os relés de proteção dos disjuntores e transformadores de força. Em 01 (um) painel de proteção comporta até 6 (seis) relés de proteção. São utilizados os seguintes relés para os tipos de equipamentos da Subestação:
	EQUIPAMENTOS
	RELÉ DE PROTEÇÃO
	FABRICANTE
	Disjuntor
	SEL 351-A
	Schweitzer
	Disjuntor de Entrada de Linha
	SEL 361-6
	Schweitzer
	Disjuntor de Banco Capacitor
	SEL 487-V
	Schweitzer
	Disjuntor de Banco Reator
	SEL 734-B
	Schweitzer
	Transformado de Força
	SRL 787-E
	Schweitzer
OBS: Para cada relé SEL 787-E instalado no painel de proteção, deve ser instalado um Relé Auxiliar Biestável de disparo rápido, corrente permanente máxima: 10 A com 8 contatos reversíveis, modelo: BJ-8R 125Vcc. Também deve-se instalar 01 (uma) lâmpada de sinalização indicando que o relé biestável foi acionado e 02 (duas) botoeiras, uma verde para teste da lâmpada de sinalização e uma vermelha para o rearme do relé biestável. Para construção da Régua de Bornes do Painel de Proteção utiliza-se as seguintes características:
	RÉGUA
	APLICAÇÃO
	TIPO DE BORNE
	1A a 6ª
	Régua de borne utilizada para sinal de TC (Corrente)
	Borne olhal 
	1E a 6E
	Régua de borne utilizada entradas digitais do relés
	Borne pino/olhal
	1X a 6X
	Régua de borne utilizada saídas digitais do relés
	Borne pino/olhal
	T1, T2, Tn
	Régua de borne utilizada para sinal de TP (tensão)
	Borne pino/olhal
	CA
	Régua de borne utilizada para alimentação 220Vca
	Borne pino/olhal
	CC
	Régua de borne utilizada para alimentação 125Vcc
	Borne pino/olhal
:
Painel de Alimentação Auxiliar (CA, CC ou CA/CC) 
Os painéis de Alimentação auxiliar são responsáveis pela alimentação de todos os equipamentos da subestação (disjuntores, transformadores, religadores, painéis e etc). Para subestação de grande porte, deve-se instalar 01 (um) Painel CA e 01 (um) Painel CC, em subestações de pequeno porte, deve-se instalar 01 (um) Painel Conjugado CA/CC.
Para construção dos Painéis de Alimentação, segue o quantitativo mínimo exigido dos disjuntores:
	TIPO DE DISJUNTOR
	PAINEL DE ALIMENTAÇÃO CA
	PAINEL DE ALIMENTAÇÃO CC
	PAINEL CONJUGADO CA/CC
	Disjuntor Tripolar-150A
	01 unidades
	-
	01 unidades
	Disjuntor Tripolar- 32A
	12 unidades
	-
	10 unidades
	Disjuntor Tripolar- 63ª
	01 unidades
	-
	01 unidades
	Disjuntor Tripolar-6A
	01 unidades
	-
	01 unidades
	Disjuntor Bipolar-125A
	-
	01 unidades
	01 unidades
	Disjuntor Bipolar-20A
	09 unidades
	-
	-
	Disjuntor Bipolar-16A
	12 unidades
	25 unidades
	13 unidades
	Disjuntor Bipolar-10A
	25 unidades
	40 unidades
	31 unidades
	Disjuntor Bipolar-6A
	01 unidades
	01 unidades
	02 unidades
	Disjuntor Bipolar-2A
	-
	01 unidades
	02 unidades
 Painel de UTR (unidade terminal remota) 
O painel de UTR comtempla os equipamentos de comunicação da subestação, esse equipamentos são responsáveis por receber toda as informações dos relés de proteção para um funcionamento correto da subestação. No painel de UTR deve-se ter os seguintes equipamentos: Concentradora tipo SEL-3355 (Schweitzer); Switches Oticos tipo SEL-2730M (Schweitzer); DIO’s (Distribuidor Interno Ótico) 
Painel de Medição 
O painel de medição contempla os medidores operacionais que são utilizados nos bays de saída dos Alimentadores e na Proteção de Barra de 13,8 kV e 34,5 kV e ocasionalmente, em alguma saída de linha de Transmissão em 69 kV de Clientes de grande porte. 
Retificador e Banco de Baterias 
O retificador é um equipamento inteligente que transforma tensão alternada (380 Vca) em tensão continua (125 Vcc) e ainda controla o Banco de Baterias utilizando funções de entrar com o Banco de Bateriais quando falta tensão Vca, carregar o Banco de Baterias e deixar o Banco em flutuação. 
DIAGRAMAS DE INTERLIGAÇÃO
Os diagramas de interligações representam graficamente as ligações físicas dos cabos lançados nos equipamentos em campo (disjuntor, transformador, religador e etc) e nos painéis (Proteção, Alimentação e etc) na casa de comando. 
No diagrama de interligação são verificados os pontos (bornes) que devem ser interligados os cabos tanto no equipamento origem quanto no equipamento destino.
DIAGRAMAS DE COMUNICAÇÃO 
Os diagramas de comunicação representam graficamente as ligações dos cabos de comunicação (fibra ótica, cordões óticos, cabo manga) entre os relés de proteções, DIO’s (difusor interno ótico), Switches óticos, Terminais Server, CDO-15 e a UTR (unidade Terminal Remota). Temos dois tipos de comunicações nas Subestações de Alta Tensão na área de Concessão da Concessionária: Comunicação Serial e Comunicação Ethernet, com o objetivo migrar toda a comunicação serial para ethernet. 
CONCLUSÃO
De acordo com o assunto estudado podemos perceber que a instalação de uma subestação com tensões primárias de 138 kV, 69kV, e 34,5 kV devem ser realizadas de acordo com as normas, requisitos mínimos e critérios que existem para regulamentar esse tipo de projeto de subestação, que para toda etapa existem regulamentações e normas que devem ser seguidas para a realização do projeto e execução do mesmo a fim de garantiro fornecimento de energia elétrica com qualidade confiabilidade e segurança.
REFERÊNCIAS
CREDER, Hélio. Instalações elétricas. 15 ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC Editora, 2008. 429 p.
TÉCNICAS, Associação Brasileira De Normas. Instalações elétricas de alta tensão de 1,0 kv a 36,2 kv.  Rio de Janeiro, RJ: [s.n.], 2005. 64 p.
CELPA; CEMAR. Norma técnica 31.026.00: CRITÉRIOS DE PROJETO DE SUBESTAÇÕES. 2014. 48 p.