Divisões de corrente em sistemas de aterramento de UFV – Geração Distribuída (GD) 

Em projetos de aterramento de usinas fotovoltaicas (UFV), entender o sistema elétrico de potência o qual o projeto será implantado é de suma importância para avaliação das correntes que fluirá através da terra e a corrente que será distribuída entre os sistemas de aterramento interconectados, tais como malha de aterramento de subestações, cabos para-raios das linhas de transmissão aéreas e blindagens de cabos isolados. Estas interligações podem ser observadas na figura 1, com diversos componentes do sistema de potência.

Figura 1: interligação de diferentes sistemas de aterramento [fonte: NBR ABNT 15751/2013].

Nos projetos de UFV em geração distribuída há uma conexão com a concessionária local, geralmente em média tensão (até 34,5kV) e dependendo do padrão da distribuidora, podemos ter diversas configurações de redes de distribuição, convencional (ver figura 2) e redes compactas com a utilização de cabos mensageiros (ver figura 3), este último cabo geralmente interliga a subestação da distribuidora com a cabine de média tensão da UFV, além de multi aterramento ao longo do seu trajeto.

Nas redes de média tensão compactas o cabo mensageiro, tem uma função da redução da corrente que fica na malha de aterramento, fazendo com que haja um projeto mais otimizado e com menores valores das tensões de toque e passo, como podemos observar no exemplo da figura 4. A corrente de malha é 70% da corrente de curto-circuito na média tensão da UFV, ou seja, haverá um Ground Potential Rise (GPR) menor, que causará tensões de toque e passo menores.

Figura 2: rede convencional de média tensão [fonte: https://www.celesc.com.br/arquivos/normas-tecnicas/instrucao-normativa/i3130021.pdf]

Figura 3: rede compacta de média tensão [fonte: https://plp.com.br/wp-content/uploads/2018/04/folder-espaador-ecr-15-e-ecr-35-1.pdf]

Nas figuras 5 e 6, são apresentados o GPR para os dois casos, sem e com a distribuição das correntes de curto-circuito entre os sistemas de aterramento da subestação da concessionária de energia elétrica e o sistema de aterramento da UFV. O GPR é quase proporcional à corrente de curto-circuito, então, quanto maior a corrente de curto-circuito considerado no estudo de aterramento, teremos um valor maior das tensões de toque e passo, podendo ocasionar um sobrecusto no sistema de aterramento, com maior aumento da quantidade de condutores e materiais empregados na malha de aterramento, sem esta ser uma condição real naquele projeto, visto que há este divisão de correntes.

Figura 5: GPR com a corrente de curto-circuito plena da rede de média tensão [fonte: autor]

Figura 6: GPR com a corrente de curto-circuito de malha, 70% da corrente de curto-circuito da rede de média tensão [fonte: autor]

Sobre o autor:

Wagner Costa, engenheiro eletricista pela Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), É mestre e doutorando em engenharia elétrica pela Unicamp, além de membro do Comitê de aterramentos elétricos na ABNT e no Cigré.