UNIDADE 4 SE`S (3)

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DISCIPLINA: SUBESTAÇÕES
PROF. CARLOS HENRIQUE ROCHA
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UNIDADE 4
INTRODUÇÃO
 À 
COORDENAÇÃO 
DE 
ISOLAMENTO 
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	Denomina-se coordenação de isolamento o conjunto de procedimentos utilizados para a especificação de equipamentos, que tem por objetivo fundamental a redução, a um nível econômico e operacionalmente aceitável, da probabilidade de falhas nos equipamentos, tendo em vista as solicitações que podem ocorrer no sistema e as características dos dispositivos de proteção.	
	Os equipamentos apresentam uma característica muito importante com relação à coordenação de isolamento que é a suportabilidade, definida como sendo a propriedade de um isolamento de se opor a descargas disruptivas. A suportabilidade depende do tipo de solicitação aplicada ao equipamento e de características inerentes ao próprio isolamento do equipamento.
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4.1 – PROCEDIMENTOS DE SELEÇÃO DE EQUIPAMENTOS
	A coordenação de isolamento envolve a determinação das sobretensões, as quais os equipamentos estarão submetidos, seguida de seleção conveniente das suportabilidades elétricas, considerando-se as características dos dispositivos de proteção disponíveis. A coordenação de isolamento pode ser efetuada de duas formas distintas: utilizando-se o método convencional ou o método estatístico.
	O método convencional é baseado na seleção dos níveis de isolamento considerando-se as maiores sobretensões esperadas e uma margem de segurança. O nível de isolamento é definido adicionando-se uma margem de segurança ao nível de proteção do dispositivo de proteção, usualmente um para-raios, determinado para a solicitação máxima. 
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	As margens de proteção para surtos de manobra e surtos atmosféricos são estabelecidas em função da experiência das instalações existentes e têm por objetivo evitar que eventuais imprecisões na determinação das sobretensões, inclusive o efeito-distância, ou desvios nas características de isolamento do equipamento e do dispositivo de proteção resultem em falha de equipamento. 
	Quando se considera a solicitação máxima no terminal do equipamento, no lugar do nível de proteção do para-raios, a margem de proteção pode ser um pouco inferior porque o efeito-distância já é levado em consideração no cálculo da sobretensão máxima.
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	O método estatístico é baseado na seleção dos níveis de isolamento através de um determinado risco de falha selecionado, levando em consideração a natureza estatística das sobretensões e da suportabilidade do dielétrico. A sua utilização é, normalmente, limitada aos isolamentos autorregenerativos e para tensões acima de 300 kV. 
	Para a aplicação do método estatístico, todas as grandezas envolvidas devem ter as suas distribuições estatísticas determinadas, identificando-se a natureza, magnitudes e probabilidades de ocorrência das sobretensões, as características de suportabilidade do isolamento e as características climáticas da região da instalação. As distribuições estatísticas são, normalmente, caracterizadas por um valor médio e um desvio padrão. 
	O método estatístico pode ser aplicado de diversos modos, desde o mais simplificado até o mais sofisticado, sendo a seleção do método mais apropriado dependente da qualidade das informações disponíveis. As solicitações podem ser consideradas sob a forma de distribuições estatísticas, de qualquer natureza, truncadas ou não, ou de forma individual, inclusive com informações sobre picos relevantes de onda.
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4.2 – CONCEITOS DE SOLICITAÇÕES ELÉTRICAS
	Estudos básicos necessários para a especificação das características elétricas dos equipamentos, que consistem basicamente dos estudos de fluxo de potência para a determinação das correntes nominais, dos estudos de curto-circuito para a determinação da suportabilidade a correntes de curto-circuito dos equipamentos e da capacidade de interrupção dos disjuntores e dos estudos de sobretensões para a determinação dos níveis de isolamento. Existe ainda uma série de outros estudos específicos que dependem do tipo de aplicação de cada equipamento (abertura de seccionadores em subestações de SF6, chaveamento de banco de capacitores em derivação etc.).
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4.3 – SOBRETENSÕES (Temporárias, de Manobra ou Atmosféricas)
	As redes elétricas estão sujeitas a várias formas de fenômenos transitórios, envolvendo variações súbitas de tensão e corrente provocadas por descargas atmosféricas, faltas no sistema ou operação de disjuntores ou seccionadores. De uma forma genérica, os estudos realizados com a finalidade de obtenção dos valores referentes aos fenômenos transitórios de interesse para a especificação dos equipamentos de um sistema elétrico são denominados de estudos de sobretensões.
	As sobretensões podem ser classificadas de uma forma bem ampla em dois grupos: sobretensões externas e sobretensões internas, conforme a causa que as provocam seja de origem externa ou interna ao sistema elétrico, respectivamente. 
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	Esta classificação é meramente acadêmica e não atende aos interesses relacionados com a especificação de equipamentos, sendo mais adequada outra classificação, associada ao tempo de duração e ao grau de amortecimento das sobretensões. Baseada nesta última classificação, são definidas as sobretensões atmosféricas, as sobretensões de manobra e as sobretensões temporárias.
	O tempo de duração de uma sobretensão está associado ao tempo da frente de onda da tensão, e o grau de amortecimento fornece uma indicação quanto ao tipo de sobretensão transitória, se de curta duração ou de longa duração.
	As sobretensões atmosféricas são caracterizadas por uma frente de onda de alguns microssegundos a poucas dezenas de microssegundos e são provocadas por descargas atmosféricas. 
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	As sobretensões de manobra resultam, principalmente, de chaveamentos e de defeitos no sistema elétrico. A sua frente de onda é da ordem de dezenas de microssegundos a centenas de microssegundos e pode ser unidirecional ou oscilatória, dependendo do fenômeno em análise. Os exemplos mais comuns de eventos que provocam sobretensões de manobra são energização e religamento de linhas de transmissão, aplicação e eliminação de defeitos, energização de transformadores e rejeição de carga. 
	As sobretensões temporárias são caracterizadas, principalmente, por sua longa duração e picos de amplitude reduzida. As frentes de onda não apresentam importância, uma vez que são constituídas da parte sustentada das sobretensões de manobra e, portanto, bem definidas. São decorrentes de manobras do tipo rejeição de carga, ocorrência de defeitos com deslocamento do neutro e energização de linhas em vazio.
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4.4 – SUPORTABILIDADE
	Suportabilidade é a propriedade de uma isolação se opor a descargas disruptivas, ◦ caracterizada por um conjunto de tensões suportáveis para cada classe de tensão. 
	
	A suportabilidade é influenciada pelos seguintes fatores:
Magnitude, forma, duração e polaridade da tensão aplicada; 
Distribuição do campo elétrico na isolação; 
Tipo de isolante, o conteúdo de impurezas e a presença de não homogeneidades; 
Estado físico da isolação, condições ambientais e solicitações mecânicas; 
Deformação da isolação por efeitos químicos.
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	Com o objetivo de evitar que o risco de falha de isolamento dos equipamentos prejudique a operação do sistema e que os equipamentos se danifiquem, são adotados dispositivos, ou medidas especiais, para permitir um controle das sobretensões, de forma a reduzir as suas amplitudes máximas e probabilidade de ocorrência. A utilização de métodos de controle das sobretensões depende do tipo de solicitação que se pretende controlar, das características do sistema elétrico, de fatores climatológicos associados à região por onde o sistema se estende etc.
	A adoção de um determinado tipo de mecanismo para controle de sobretensões deve levar em consideração aspectos relacionados com a sua eficácia, custos e simplicidade de implementação, entre outros. Os métodos e dispositivos mais utilizadospara controle das sobretensões são os resistores de pré-inserção, os para-raios, as modificações na configuração do sistema e a blindagem de linhas de transmissão e subestações contra descargas atmosféricas.
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4.5 – NOÇÕES DE ENSAIO DE SOLICITAÇÃO ELÉTRICA
	Apresentam a finalidade de verificar se o equipamento está em conformidades com as tensões normalizadas que definem o seu nível de isolamento.
	No Brasil os equipamentos são submetidos em laboratórios especializados, por exemplo o CEPEL, a ondas de formato teórico que representam as descargas que possam ocorrer sobre eles.
	Estas ondas são:
De Tensão
Alta Tensão em CA E CC
Impulso Atmosférico (IA) – Pleno (IAP) e Cortado (IAC)
Impulso de Manobra (IM)
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De Corrente
Corrente Alternada e Contínua 
Impulso de Corrente 
Corrente de descarga de LT
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4.6 – TABELA COM NÍVEIS DE ISOLAMENTO E DISTANCIAMENTOS PADRONIZADOS
	
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