9 - pátio de manobras-1
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PÁTIO DE MANOBRAS
1. Normas e Bibliografia
2. Requisitos Gerais
3. Distâncias Mínimas
4. Definições
5. Cálculos
6. Layout
1.Normas e Bibliografia
NBR – 8186 / 1996 – Guia de Aplicação de Coordenação de Isolamento.
NBR – 8841 / 1985 – Coordenação de Isolamento Fase-Fase.
IEC – 60865-1: Short circuit currents – Calculation of effects - Part 1Definitions and calculation methods, 2011.
Transitórios Elétricos e Coordenação de Isolamento – Furnas / UFF,EDUFF, 1987.
Layout of EHV Substations – R. L. Giles – Cambridge at the UniversityPress, 1970.
General Guidelines for the Design of Outdoor AC Substations – CIGRÉ - 161, WG 23.03, August 2000.
2. Requisitos Gerais
→ Oferecer confiabilidade ao sistema elétrico;
→ Permitir a manutenção e reparos com segurança e comodidade;
→ Permitir a circulação de veículos e equipamentos;
→ Permitir a expansão com um mínimo de desligamentos;
→ Possibilitar a padronização;
→ Estar protegida das intempéries e de fogo.
Níveis de Isolamentos em função do nível de tensão:
-para a frequência industrial;-para surtos atmosféricos;
-para surtos de manobras.
EAT: > 300 kV
NBI-A
NBI-M
Os surtos de manobraspassam a serrelevantes nodimensionamento dosisolamentos.
3. Distâncias Mínimas
- Espaçamento mínimo de isolamento no ar entre fase e terra;
- Espaçamento mínimo de isolamento no ar entre fase-fase;
- Distâncias de segurança para a circulação e manutenção;
- Distâncias de escoamento de isoladores.
→ Aumento dos espaçamentos e distâncias em função de:
Ação do vento e temperatura ambiente
Ação de curtos-circuitos
Flechas no meio do vão
Isolamento à Frequência Industrial:
→ Superfícies isolantes expostas ao ar : auto-recuperantes
-Buchas de equipamentos e isoladores : porcelana;
-Cadeias de isoladores : vidro / porcelana.
→ Dependem :
-das condições ambientes – umidade e densidade do ar;-do grau de poluição da região.
→ Consequência:
-influenciam o número de isoladores;-influenciam as características de escoamento dos isoladores.
Transitórios Elétricos – pag. 181
Espaçamentos em Ar:
Ensaios de tensão em laboratório com diferentes configurações deeletrodos, típicos em subestação: comportamento segundo uma equação.
- Haste para Estrutura;- Condutor para Estrutura.
Condição : as tensões suportáveis de impulsos de manobra e atmosférico, noar, devem ser, no mínimo, iguais aos valores definidos para os equipamentos.
→ Isolamento entre partes energizadas e a terra (potencial zero);
→ Isolamento entre partes energizadas de fases diferentes.
→ Distâncias de isolamento em ar em função do NBI;
→ Correções em função de condição ambiental.
Espaçamentos Mínimos de Isolamentos no Ar:
Partes energizadas para a terra – pior solicitação
NBI para Un < 300 kV
Espaçamentos Mínimos de Isolamentos no Ar para Un > 300 kV
Tipo 1: Configurações simétricas de eletrodo: haste-haste, condutor-condutor;Tipo 2: Configurações assimétricas de eletrodo: haste-condutor.
Para surtos atmosféricos, a solicitação entre fases é igual à mais crítica fase-terra;Governa os espaçamentos entre partes energizadas e a terra.
Para surtos de manobras, a solicitação entre fases é maior do que a solicitação parafase-terra: depende das formas de onda e da defasagem entre elas.Governa os espaçamentos entre partes energizadas de fases diferentes.
Exemplos de espaçamentos mínimos fase-terra no ar:
Exemplo para AT / EAT – busca de padronização de uma Empresa
OBS: cadeia de isoladoresdefinida para uma poluição desprezível.
Exemplo de padronização de uma Empresa:
Altura das partes vivas (energizadas) da subestação:
Regra geral:
h1 é a altura entre as partes energizadas e o solo (potencial zero) do pátio,
isto é: é o espaçamento mínimo necessário para o isolamento para um dado nível
de tensão;
h2 é a distância de segurança adotada para circulação e manutenção.
Exemplos: Altura da base da seccionadora 500 kV – SSP-H
4. Definições:
- Condutores:
Condutores flexíveis e subcondutores por fase ou,
Barramentos rígidos?
- Estruturas de suportes:
Ancoragem de linhas de transmissão;
Suspensão de barramentos.
- Base dos equipamentos:
Concreto pré-moldado ou,
Aço em treliça?
- Tipo de chave seccionadora:
Utilização do espaço.
5. Cálculos:
- Ampacidade;
- Limites de Corona;
- Esforços térmicos;
- Esforços mecânicos;
- Flechas no meio dos vãos;
- Coordenação das diversas distância;
- Acessos.
6. Layout do arranjo:
Plantas baixas;
Cortes;
Memórias de cálculos;
Diagramas.
Barramentos rígidos em 500kV com conexões flexíveis:
Barramentos flexíveis em 345 kV com conexões rígidasentre chaves e disjuntores:
Chaves seccionadoras:
Chave de abertura vertical reversa para bypass 145 kV
Chave semipantográfica – mais compatível com barramento rígido
Cortes típicos:
Padrões típicos para AT e acima:
Config. “1”
Config. “2”
Config. “3”
Config. 4
Config. “5” - planta
Cortes:
Config. “6” e “7” - cortes
Config. “8”
Config. “9”
Config. “10”
Configurações:
1 – BS;
2 – BS c/ bypass;
3 – BS c/ bypass em LT;
4 – BP + BT;
5 – BD Ds 3 ch;
6 – BD Ds 5 ch;
7 – BD Ds 4 ch;
8 – BD Ds + BT;
9 – BD D1/2 Modificado (Anel Simples);
10 – Anel Simples – Arranjo físico típico.
Altura das partes vivas (energizadas) da subestação:
Regra geral:
h1 é a altura entre as partes energizadas e o solo (potencial zero) do pátio, isto é: é o espaçamento mínimo necessário para o isolamento para um dadoNível de tensão;
h2 é a distância de segurança adotada para circulação e manutenção.
Principais distâncias:
-Distância de isolamento (earth clearence): gap de ar / buchas de equipamentos → partes vivas para a terra – h1;
-Distância de isolamento (phase clearence): gap de ar entre fases;
-Distância de segurança → movimentação / circulação – h2;
-Separação física → chaves seccionadoras;
-Distância de separação (section clearence) na vertical : h1 + h2 p/ 1º nível;
-Distância de separação na horizontal : igual ao da vertical.
Arruamento:
Vias principais (6,0 m de largura) passando em frente aos pátios de
transformadores e reatores: pavimentadas, preparadas para o peso e com altura
de segurança (h2 = 6,0) suficiente para a circulação de veículos pesados;
Vias secundárias (4,0 m de largura) passando em frente aos disjuntores:
sem pavimentação, porém compactada para a circulação de veículos leves.
Zonas de Manutenção:
-Agrupamento de equipamentos para a manutenção ou reparos;
-Separação física por chaves;
-Distância de separação de partes energizadas próximas;
-Acesso para a equipe.
Conferir distâncias para abertura de chaves, gaps para partes aterradas etc.
Exemplos: BD5 X BD4: zonas reduzidas versus premissas
Redução deárea na SE emfunção daszonas de manutenção