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dossier sobre alta tensão
conceitos gerais de subestações Manuel Bolotinha* Engenheiro Electrotécnico – Energia e Sistemas de Potência (IST – 1974) Membro Sénior da Ordem dos Engenheiros Consultor em Subestações e Formador Profissional
1. Considerações gerais As Subestações destinam-se a elevar os valores da tensão, quer nas centrais de produção de energia quer nas redes de transmissão de energia (designadas por redes primárias) – recebendo o nome de “subestações elevadoras” – e a baixar os valores da tensão, quer igualmente na rede primária, quer nas redes de distribuição – recebendo neste caso o nome de “subestações abaixadoras”. A variação dos valores da tensão é realizada pelos transformadores. Designando os níveis de tensão por MAT (Muito Alta Tensão), AT (Alta Tensão) e MT (Média Tensão), ter-se-á: • Subestações elevadoras: MT/AT; MT/MAT; MAT/MAT. • Subestações abaixadoras: MAT/MAT; MAT/AT; AT/MT. Em Portugal as Subestações MAT/MAT e MAT/AT são propriedade da REN, enquanto as Subestações AT/MT são propriedade da EDP. Existem situações em que, no mesmo local das subestações MAT/AT, existem painéis AT pertencente à EDP, quando este concessionário alimenta directamente em AT clientes industriais que necessitam de um valor elevado de potência a alimentar. Nas Subestações MAT/MAT e MAT/AT existem igualmente instalações MT, destinadas à alimentação do(s) Transformador(es) dos Serviços Auxiliares de Corrente Alternada. Em Portugal, o projecto e a construção de subestações obedecem ao estipulado no Regulamento de Segurança de Subestações e Postos de Transformação e Seccionamento (RSSPTS) e às Normas Portuguesas (NP e NP EN) e internacionais, designadamente às IEC (International Electrical Commission).
2. Tensões de serviço A classificação dos níveis de tensão difere de país para país, razão pela qual devem ser referidos os valores das tensões normalizadas, de acordo com a Norma IEC 60038, que correspondem aos valores máximos de tensão suportados pelos equipamentos e que se indicam na Tabela seguinte. TABELA 1. TENSÕES NORMALIZADAS.
Nível de tensão
Tensão mais elevada (kV ef)
BT
MT
AT MAT ou AT
MAT
Ao choque atmosférico (kV pico)
≤ 1 (AC) ≤ 1,5 (DC)
≤2
≤ 12
3,6
10
40
7,2
20
60
12
28
75
17,5
38
95
24
50
125
36
70
170
52
95
250
72,5
140
325 550
123
230
170
325
750
245
395
950
300
460
1050
420
630
1425
550
740
1675
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3. Equipamentos de alta tensão Os equipamentos AT das subestações são os seguintes: • Disjuntores; • Seccionadores; • Transformadores de Potência; • Transformadores de Intensidade (TIs); • Transformadores de Tensão (TTs); • Descarregadores de sobretensões (DSTs); • Reactâncias de Neutro e de Limitadoras de curto-circuito; • Condensador de Acoplamento e Bobina Tampão; • Isoladores de Apoio; • Barramentos e ligadores.
4. Outras instalações das subestações Para além dos equipamentos AT existem também nas subestações os seguintes equipamentos e sistemas: • Equipamento de Média Tensão; • Caminhos de Cabos; • Cabos de Potência, Comando e Controlo; • Rede de terras (subterrânea e aérea); • Serviços Auxiliares de Corrente Alternada (transformador; grupo de emergência; quadros eléctricos); • Serviços Auxiliares de Corrente Contínua (bateria e carregadores; quadros eléctricos); • Sistema de Comando, Controlo e Protecção (SCCP); • Instalações Complementares dos Edifícios (iluminação, tomadas de usos gerais, climatização, entre outros); • Instalações Eléctricas Exteriores.
Tensões suportáveis mínimas 50 Hz, 1 m (kV ef)
Texto escrito de acordo com a antiga ortografia.
Os valores adoptados em Portugal são os seguintes, sendo Us a tensão de serviço: • MAT: Us ≥ 110 kV (150 kV; 220 kV; 400 kV) • AT: 45 kV ≤ Us < 110 kV (60 kV) • MT: 1 kV < Us < 45 kV (6 kV; 10 kV; 15 kV; 30 kV) • BT: Us ≤ 1 kV (0,4/0,23 kV)
5. Configurações de subestações As configurações habituais das subestações são as seguintes: • Barramento simples; • Duplo barramento, com ou sem inter-barras; • Duplo barramento com inter-barras e seccionadores de bypass; • Disjuntor e meio; • Triplo barramento. As Figuras 1 a 4 mostram as diversas configurações. A simbologia dos equipamentos representados nas Figuras está de acordo com a Norma IEC 60617. A escolha da configuração de qualquer subestação é normalmente feita pela entidade exploradora da instalação, tendo em atenção o modo de exploração da rede em que a subestação se integra e os critérios adoptados para a continuidade e qualidade do serviço. Numa mesma subestação podem existir várias configurações diferentes, uma por cada nível de tensão.